挂架的创新设计透析

作者：马艳 单位：武汉交通职业学院

传统衣柜的不足及改进方案

以传统的衣柜为例，在设计上也考虑了上部空间的应用，许多家庭中都安装有整体式衣柜。上部的空间主要存放不常用的大件，例如棉被；中间层用于悬挂常用的衣物，下层空间一般为抽屉式储物空间。虽然在空间上充分的利用了空间。但有明显的缺陷。上部空间高度太高，取放物品需要板凳架梯，甚至两人配合才能完成，查找物品也不方便，更存在严重的安全隐患。中部空间利用较为合理，但衣物在柜体内部，查找起来也不太方面。下部空间一般存放小件分类物品，整理起来要蹲在地上，设计也不合理。衣柜就是一个存放衣物，床上用品，衣物配件等的收纳空间。按存放物品的特点克简单分为挂放物品，叠放物品，大件物品。按照人体工程学设计，符合亚洲人的挂放物品的合理高度应在1.7m～1.9m（挂杆）；叠放物品需要经常分类整理，合理高度应在1.0m～1.6m；大件物品体积重量较大且一般不会经常取放，应放在<1m的空间。根据商品房内空高度的国家标准及实际情况，住宅层高内空一般为2.80m，按此高度设计衣柜，从设计上来说，利用2.0m～2.8m的空间会造成使用上的困难。但由于室内空间的限制，现有的衣柜只有挂放物品的空间是符合人体工程学的，但也存在衣物在柜体中，视线受阻，查找不便的问题。下部的叠放物品存放空间，由于高度太低，分类、整理时需蹲在地上，不便于操作。上部空间一般用于存放大件物品，取放不便，需架梯甚至多人协助完成，不易查找物品，更存在严重的安全隐患。若按最合理的空间设计，挂放物品与叠放物品空间重叠，这也正是现有衣柜舍弃方便性，以保证充分利用空间的原因。能不能既保证空间的充分利用，又不影响使用呢。叠放物品，大件物品按要求设计既能满足要求，关键问题在于怎样利用衣柜上部的空间作为挂物空间，取物时挂杆能够移动到1.7m～1.9m的高度，且垂直方向的空间不能重叠。所以只有一种可行的办法就是将挂杆移出柜体之外，并下降到合适高度。

设计方案的实现

为保证各个家庭中，能够充分利用空间，衣柜设计的方案必须满足能够定制的要求。不然就失去的充分利用空间的意义，有悖于该设计的初衷。由于住房空间的不同，甚至用户的差异性，该设计需在不同安装尺寸上都能适应。因此，本设计将室内免架梯高处挂物架设计为组件式。另外，这样设计对使用传统衣柜的家庭，也能方便的对衣柜进行改造。机械原理免架梯高处挂物架的需要实现的动作为：X方向移动>0.6m，Y方向移动约0.7m。要实现该运动有多种方法，例如导轨限制运动，连杆位移设计，驱动控制位移等。根据家庭使用的环境，采用连杆方式实现该运动，从成本，可靠性上来说都是最佳的。其具体实现方式如图2所示。该设计包括三个部分：动作机构，传动部分，驱动部分。a.动作机构：转动杆，转动杆固定轴，挂物杆；b.传动部分：滑轮组，传动绳;c.驱动部分：手摇器或驱动电机。材料的选择综合考虑机械强度、美观及耐用度。连杆及挂物杆选用不锈钢件固定轴采用铸铝表面阳极氧化处理；滑轮采用黄铜；传动绳采用多股不锈钢丝。主要结构设计动作结构：为了便于安装及不同长度的定制，动作结构设计分为了6个零件，只需按需切割螺杆及不锈钢管，就能实现不同长度的定制，如图3所示。传动部分：采用滑轮组实现，将滑轮组设计为一个组件，无左右区分，方便安装，如图4所示。为了挂物杆左右两边均匀受力，同时升降，本设计采用了2组滑轮来实现，近端的滑轮组只需一个定滑轮既可实现，远端的滑轮，需经过两次转向，采用水平方向的两个滑轮，实现两次转向，钢丝绳在滑轮径向平面内变相，保证了钢丝绳不因轴向应力损失动力，且不会从滑轮上脱落。驱动部分：近端与远端的钢丝绳终端连接固定，共用一个驱动力驱动。驱动部分实现钢丝绳600mm～800mm之间的长度变化，在变化中的任意位置，都能定位。由于传动部分的设计，简化了驱动部分的运动，所以选择比较多样，也很容易实现。既可以用纯机械式手动，也可采用电动方式。驱动力是一个变化的过程，在挂物杆最低时，所需的驱动力F最大，与重力相当。以家用条件来说，需设计约10KG负载能力。上文中仅对重要的设计部分作出阐述，其他部分可根据实际使用情况作出调整。例如，驱动部分若想采用电动，仅需将电机与手摇转轴相连，在柜体上提供一个按钮控制，电源采用低压（安全性），通过变压电源连接到家中的220V插座上。若用在橱柜上，由于挂件重量较轻，可在收起时，压缩一个弹簧，保证下落时有足够的推动力，以避免抱死。挂杆可设计为升缩杆，增加通用性等。成品安装如图5所示，该挂物组件能方便安装于衣柜中，不受衣柜宽度及厚度尺寸的限制。达到了预期的效果。

创新点及推广应用价值

该设计针对于现有方式的问题，提出了解决方案。其创新点主要有以下几个方面：提出了家庭高层空间储物及利用的通用性解决方案。非垂直升降，从根本上解决了下方空间受限的问题，有效利用高层及柜外空间。动作简单，驱动方式不受限制，可采用机械，电动等多种方式。扩展性强。例如利用于阳台晒衣架，解决了现有升降晒衣架只能在阳台内使用的缺点，能够方便的伸出阳台外和收回；利用与橱柜，可将厨具挂到高处柜体中，美观，卫生。

结论

样机完成后，我们用1件衣物到10件衣物均做了测试，均能方便升降到合适位置。手摇不费力，不会打滑。安装要求不高，有一定误差也不影响使用。可见，该样机满足功能及性能的设计要求，达到了预期的效果。该设计采用组件式设计成本低，易安装，性价比高，易于产品化。可应用于室内各种高处的柜体中，解决高处储存物品的要求，有效的利用家庭空间。应用前景可观，有很好的推广价值。