智能鞋柜设计说明书.doc

目 录

一、设计背景························································1

二、创新构想························································1

三、模型介绍························································1

四、程序设计························································8

五、作品创新点····················································8

六、实用性及应用前景················································9

七、结束语··························································10

一、 设计背景
你是否为每天擦鞋而厌烦？是否为鞋柜里的鞋子潮湿生霉而苦恼?是否为鞋子里的脚气细菌传染家人而忧心忡忡？
鞋柜发展历史轮廓：
　　第一阶段乱扔乱放。
　　第二阶段：简单木架 。
第三阶段：精致木鞋柜出现，虽然美观，但难以从根源上提升鞋柜功能。
现代医学也证明了脚是人体的“第二心脏”，足的健康与人的寿命长短有很大的关系；足的健康好比是人体健康的一面镜子，与全身的器官息息相关。 据统计，我国超过50%的人患有足病，成年人患病比例更是高达75%，但只有23%的病人寻求治疗。多数人抱着“足病不是什么大毛病，对身体健康无碍，治不治都无所谓”的想法，这种观点是错误的。
现代人重视外表，“一双鞋子走天下”的情形已极少见，家中的鞋柜里，常塞满皮鞋、休闲鞋、运动鞋等不同用途的鞋子，总让人有空间不够用的困扰；但一般人往往忽略了，鞋柜密闭不通风，其实也是病菌的大温床。
　　专家表示，鞋子保护我们的双脚，带我们走过各种脏乱污秽，所以在平时打扫时，许多人会特别注意鞋子的清洁保养；但鞋子的脏污其实也会被带进鞋柜里，如果只清理鞋子，却不管鞋柜，清洁工作只算做了一半。
专家提醒，鞋柜大部分时间都紧闭、不通风，鞋子上的病原很容易就在阴暗、潮湿的环境里滋生，尤其是顽强的霉菌，生存力强，有些不常穿的鞋子，可能隔一阵子就长出霉斑，得当心霉菌爬上脚，导致俗称“香港脚”的足癣。 此外，鞋柜里的灰尘平常较少清理，在吸饱水气后，又有鞋子上的皮屑作养分，也可能让细菌在此大量繁殖，若家有过敏体质的人，得小心接触后易引发过敏症状。
目前家庭鞋柜主要作为一种家具，主要存放鞋子和鞋具用品，但没有鞋卫生保护功能，鞋子从外面带回的尘埃和病菌、鞋子和人体足分泌的汗液以及鞋子内部长时间滋生繁殖的各种细菌和真菌等这一系列的有害污染源，加之外来客人进进出出，彼此交叉感染，使得足病危害已经严重困扰家庭生活，直接威胁着每个家庭的健康和正常生活。
传统的鞋柜只是作为储存鞋子的家具；而现在市面的多功能鞋柜一般只对鞋进行杀菌、除臭及烘干等操作，其功能单一，并且多功能鞋柜与一般的储存用鞋柜分离，对鞋进行处理时，须先将鞋从储存柜中取出，然后放入多功能鞋柜，待鞋处理完毕后又将鞋放入储存柜，其过程十分繁琐，对于都市生活的人们来说，繁琐的过程使人们感觉鞋的存放和保养是一件很麻烦的事。
二、创新构想
基于以上鞋柜中存在的弊病，我们设计一种鞋柜，它能最大限度地节省劳动，同时又能对鞋进行科学的保养，使鞋穿上去干净、卫生、舒适，从此无论是鞋的存放还是保养将不再是一件麻烦的事，而是一件能给人带来轻松、快乐的事。鞋柜摒弃了传统鞋柜只有储存这一单一功能，研发制作了智能换鞋、消毒杀菌、除臭除湿、自动清洁、防霉抗霉等多项全新功能，帮助消除鞋子异味并同时起到杀毒杀菌的效果，
鞋柜在整体上要达到的效果是：日常用鞋按不同的个人分类存放，而拖鞋按大人、小孩分类存放；一个人（如A）在进门时鞋柜将为其自动送出一双拖鞋，A只需将换下的脏鞋放于鞋柜某一处，而后就无须对鞋的事做任何处理，鞋柜将自动进行清洁、杀菌、除臭等处理，待处理完毕后将其放入A的专属鞋柜中存放；A在出门换鞋时仅需按下按钮，鞋柜便能将A的专属鞋调出并自动打开鞋柜门，供A选取干净的鞋。家中成员（如B,C,D）依次类似。
三、作品介绍
l 总体构成
鞋柜能实现擦鞋，取放日常用鞋，取放拖鞋，杀菌除臭以及烘鞋和对鞋进行预加热的功能。总体上模型共分为六大模块，为：擦鞋模块、日常鞋存放模块、拖鞋存放模块、鞋的运放模块、烘干加热模块、杀菌除臭模块。见下图。

下面将对这六大模块进行详细介绍。
（1）擦鞋模块
该模块采用带擦鞋布的擦头对鞋面进行擦拭，每只鞋有六个分布四周的擦头对鞋面进行全方位的清洁。整个擦鞋模块仅有一个电机作为动力源，再由四对锥齿轮对运动和方向进行变换，而后通过直齿圆柱齿轮啮合将运动传至每一个擦头，使每一个擦头都能作绕中心的旋转运动。实物图如右图，运动简图如下图。
图5

（2）日常鞋存放模块
该模块整体为一滚筒形状，滚桶中心为一旋转轴，四块放鞋板均匀分布于这一滚筒形状中，板与滚筒形状是用销钉连接，板可绕销钉转动。滚筒转动时，由于重力原因放鞋板将始终保持与地面相平。日常鞋存放模块由一电机和一特定程序控制，可使放鞋板调动并停于特定位置，实物图如右图，运动简图如下图。

（3）拖鞋存放模块
模块由两块上下放置的放鞋板组成，两块放鞋板由螺杆带动，可独立地伸出、缩回，同时能将柜门推开和收回，拖鞋按大人和小孩的区别分别放于两层板上，如下图。图8

（4）鞋的运放模块
运放模块主要实现将鞋放入擦鞋机以及从擦鞋机中取出放至鞋柜的动作。整个模块由悬臂机构，皮带传输机构，推送机构组成。悬臂机构能实现升降，伸缩两个自由度的运动，鞋运至擦鞋机入口上方时悬臂下降，擦鞋完毕后悬臂升起并收回，最终将鞋放于皮带传输机构上。皮带传输机构将鞋运送至储鞋柜后侧，由推送机构将鞋推送至储鞋柜中存放。图9

图11

图13

（5）烘干加热模块
在寒冷的冬天，人们往往希望在穿鞋前鞋能被加热至温暖，而烘干加热模块正好解决了这个问题。它由三对加热块和一块烘干板组成，不仅能对鞋进行预热，还能除去鞋中的脚汗，如下图。

（6）杀菌除臭模块
根据对市场上现有智能鞋柜的调查发现，现有智能鞋柜其杀菌除臭功能主要由臭氧来实现，且效果较好，所以在本鞋柜中仍采用的是臭氧杀菌除臭。鞋柜商品化后可以安装臭氧发生器，利用专家们公认的最理想、最环保、最低廉的病菌杀手——臭氧，来帮助鞋子消毒杀菌。此外，鞋柜还可以利用智能恒温技术，低温持续干燥柜内环境，排除鞋子的湿气、汗气。模块如下图。

四、程序设计
整个鞋柜的主控制程序下辖两个子程序，分别为放鞋和取鞋程序，如下图。
五、作品创新点
特色一：实现功能仅需两个按钮
一个人无论是放鞋、擦鞋、取鞋或是取拖鞋，他只需按下两个选择按钮就可实现，其劳动量少，操作简单、方便。
图19

特色二：操作过程全程自动
在对鞋的处理过程中无需人做任何干涉，它将全自动地将鞋擦干净，再将其放至专属鞋柜中。通过程序控制后，鞋柜门的打开和关闭同样无须人来操作，是真正实现了全程自动。
特色三：智能专属鞋柜
在鞋的存储区域中，共有四块放鞋板，每块放鞋板都仅专属于一个人（如A），通过四个触控开关和特定的程序，A仅需选择放鞋或是取鞋，同时选择自己专属鞋柜对应的编号，并按下按钮，他的专属鞋柜就能调动并停于放鞋或取鞋位置。
图20

六、实用性及应用前景
现行的智能鞋柜存在功能单一，操作繁琐等诸多弊端，而“千里之行始于足下”——智能鞋柜去其弊而取其利，在功能上积极拓展，在操作上大力简化，这就决定它有较强的实用性，人性化的设计使它不但能减轻都市人群的生活负担，更能丰富他们的生活。
根据国家统计局发布数据显示，2011年中国大陆城镇人口为69079万人,比上年末增加2100万人。随着中国城镇化进程的加快，将会有越来越多的城镇人口的出现，这就意味着将会有越来越多人受到都市生活压力的影响，“千里之行始于足下”——智能鞋柜从细微出发，从点滴做起，在一定程度上减轻了越来越重的生活压力，具有一定的应用前景。
七、结束语
智能鞋柜是一种新颖，科技，健康为一体的全新意义的鞋柜；是指一种在传统的普通鞋柜的基础上，增加了智能换鞋、消毒杀菌、除臭除湿、自动清洁、防霉抗霉功能的鞋柜。
鞋柜本身的市场容量是不容质疑的，而电子智能鞋柜最大的诱惑力在于其潜在的市场爆发，并全面取代传统鞋柜，因为智能鞋柜解决了消费者潜在的需求，而需求即等于市场。可以预测，智能鞋柜的市场发展过程将类似于电子消毒碗柜的发展历程，即：以电子产品替代传统非电子产品。尽管智能鞋柜无法立即取代传统鞋柜，但其潜在的市场容量非常巨大。由于我国在2001年至2010年期间，平均每年将新建3.5亿平方米的住房，同时还有大量的二手房上市，使每年国内装修市场需求量大于400万户，而鞋柜是家庭装修必需品，这些大量新建住房和二手房的上市及装修，使智能鞋柜的需求形成了一个巨大的潜在市场，单就家庭消费群体来看，如果仅有10%的家庭装修选择使用电子型鞋柜，这一市场容量也达40万台。
　　事实上，传统型鞋柜每年的需求量至少在200万台以上，这些鞋柜除了被使用在普通家庭外，还使用于宾馆、办公室、足浴堂、桑拿院、游泳场、温泉浴场、健身俱乐部、无尘车间、计算机房等各种场所，这些场所都是智能鞋柜潜在的市场。目前，人们对生活质量要求越来越高，智能鞋柜也开始逐步进入家庭，代替现有的传统木鞋柜，就像现在每个家庭必备的电子消毒碗柜一般。另一方面，人们的工作节奏越来越快，对足部的护理要求越来越高，智能鞋柜的出现必然会掀起一场鞋收纳和鞋护理的革命
本作品体现了机械化与自动化，展现了机电一体化的先进设计理念，反映了现代机械高度智能化的发展趋势，通过模型的搭建我们希望能促进这种趋势的发展，同时也希望通过我们的实际行动来促进国家科技的腾飞！

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