折叠桌机械创新设计

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为四杆机构的机构简图，其中AB为曲柄、BC为连杆、CD为桌板、DA为机架，设其长度分别为a、b、c、d，则为满足曲柄存在条件，应满足杆长条件：

≤

a+

+ a

c

d

b

而在图2的a位置，桌板水平放置时，机构形成一直角三角形，则应有如下关系：

2

2

2

=

+ b

a+

(d

)

c

b

在图2的b位置，桌板竖直放置，则四杆应能在同一直线上，此时应满足如下关系：

=

a+

+ c

d

b

c

上述三式通过整理得：如下两式：

2

2

2

=

+①

a+

c

b

)

(d

=

+②

a+

c

d

b

由于桌板c的长度受桌板实际宽度限制，所选桌板宽为400mm，考虑到实际安装问题，选c=300mm。此时，若给定曲柄a的值，则根据式①②，可联立解出连杆b和机架d的值。

本设计应用MATLAB进行数据运算处理（程序见附录），通过反复试算，选取当a=180mm时，b=d=225mm。

在图1b中，当桌面恰好水平时，连杆5与曲柄4在同一直线上，考虑到重力作用连杆连接点会向下转动，故在连接点处焊接一挡板，结构如图3所示：

图3 连杆结构

为实现便捷桌与床管连接，在机架旁分别焊接一圆管，从而用卡箍将机架与床管相互连接，结构如图4所示

图4 机架结构图5为本设计的三维结构图

a

b

c

d

e

f

图5 便捷桌的三维模型

三、设计总结

1,、本设计主体采用四杆机构，转动机构和滑动机构，简单实用的四杆机构降低了作品的成本，同时达到了折叠的效果。转动机构实现了可以适用稍微有差距的床铺使用。滑动机构达到了可以调节高度的作用，从而实现广泛适用于不同高度人群使用。。本作品从经济上和实用性上考虑，其简单而易于加工的特点决定了它的低成本性，从而为大批量生产时成本压缩奠定基础，因而具有较大市场价值。

2、产品的主要创新点

（1）采用四杆机构的死点原理起到支撑桌面，不至于桌面在使用中自动折叠。（2）从空间利用角度考虑，本作品利用上下铺之间的有效空间，不使用时可以折叠起来，不占用过多空间。

（3）采用转动机构使桌子的适用宽度可以调节，适用于宽度差距不大的床铺之间。

3、应用前景

（1）该寝室便捷桌只需人为的进行折叠，安放。而且结构简单，经济可行而且不占用过多空间在学生寝室用具中能担当重要角色，因而具有较大市场价值。

（2）该作品技术含量高，成本低，加工简单，工作可靠。

附录

四杆机构计算的MATLAB程序：

clear

a=180;

b=300;

%(x+a)^2=b^2+y^2; a+b=x+y;

[x,y]=solve('480=x+y','(x+180)^2=90000+y^2','x','y')