多功能绘图桌研制分析

1、研制背景及意义

在工程学乃至一些非工程学专业当中，手动绘图仍然是不可或缺的基本技能，不能完全被电脑绘图所取代，手工绘图也是锻炼一个人的绘图能力基础方法，而这些基本的绘图，一般的简单绘图都需要两小时左右，对于复杂、量多的图则需要五六小时甚至更久。绘图完成的同时，我们的绘图者也要对图纸进行查缺补漏，找到不正确的地方进行改正，缺少的地方进行补充。这些工作都是一个长时间的过程。但是如果桌椅高度搭配不合理，会直接影响到一个人的坐姿，不利于绘图者的健康；如果桌面的倾斜度不合适，那会影响我们的判断力，导致我们找不到或者找不全图纸上的错误，那样会影响图纸的效果并且如果长时间的绘图往往会使我们全身酸痛和不适。这个时候若还没有一个人合适的角度去纠错，那就会很大程度上磨灭我们的耐心。

正确的桌椅高度应该是人之坐时保持2 个基本垂直：一是当两脚平放在地面时，大腿与小腿能够基本垂直这时，座面前沿不能对大腿下平面形成压迫；二是上臂与小臂基本垂直，这时桌面高度应该刚好与小臂平面接触。这样可以使人保持正确与舒适的姿势。在这样的情况之下我们对不同的绘图者存在不同的身高和不同的视角的情况下。我们设计了这款绘图桌，它可以调节到合适的桌体高度和舒适的倾斜程度来适应我们的绘图者进行绘图工作和查缺补漏工作。

在一些需要借鉴引用特殊结构或标准件的时候也可将现有标准件的图纸放在绘图桌下就能通过灯光呈现到图纸上，从而节省了绘图时间。

2、设计方案

我们的桌子主要实现升降与倾斜两个功能。为了实现桌体的升降功能，我们用两组连杆分别连接成一个菱形四杆机构，利用螺旋传动过程时螺杆与螺母的相对运动原理，用一根螺杆在其两端分别加工左右旋向的螺纹，通过左右旋向的螺纹结合的螺杆转动带动两端“螺母”的径向移动，带动两边连接在一起的连杆运动即可改变菱形的长短轴以实现桌体的升降功能。

同样，利用螺旋传动，螺杆转动带动螺母移动，螺母相当于曲柄滑块机构中的滑块，连杆相当于曲柄，于是螺母的移动就可以带动连杆的运动从而可实现桌面的倾斜功能。这样，我们就解决了我们的两个重要功能。

此外，我们设计的桌面部分是一层玻璃面上加一层聚丙烯薄板。我们预计在玻璃桌面下安装一些可调亮度的小灯，打开小灯，便能获得更好的采光条件，给绘图者创建一个健康的，合理的绘图条件。使绘图者能够有一个优良的绘图条件。这样绘图者在绘图的时候会更加轻松。同时，我们预计在桌面下方设计2 个小抽屉，小抽屉从侧面伸出来，方便绘图者放置绘图工具与绘图资料。

3、工作原理及性能分析

3.1 工作原理

（1）摇动控制升降的手柄使螺杆转动，连接两端铰链的反向螺母同步反向运动，使铰接菱形多杆机构地对角线长度发生变化来实现升降。

（2）摇动控制倾斜的手柄使螺杆转动，螺母、连杆、桌面构成曲柄滑块机构，螺母相当于滑块，桌面相当于曲柄，于是螺母的移动即可实现桌面的倾斜。

（3）玻璃板下有若干串联焊接的小灯，灯光穿过透光性能好的玻璃和聚丙烯板，能为绘图者提供良好的光线条件。

3.2 性能分析

（1） 性能： 桌面长1000mm， 宽680mm， 原始高度740mm，可调节升降范围300mm

（2）桌面可调节倾斜范围：0° ~60°。

（3）使刻度、方格、其他标准件的图样呈现到图纸上。

4、创新点及运用

传统绘图桌升降由于是靠摩擦力的作用才能够固定收益得两个人人同时操作。如下图

通过两个人在左右两边纽松固定旋钮→ 升降→ 再固定完成升降功能。

现阶段新型升降方式桌都采用了电能转换为气压或者液压能来实现升降功能，但是这样对于教室时不满足条件的，因为他存在安全性和能源性等危机通过转动圆盘丝杆传动带动连杆运动实现升降功能。

我们的绘图桌把螺旋传动和铰接菱形多杆机构、曲柄滑块机构结合来实现桌面的升降和倾斜，相比常规的绘图桌的升降倾斜，新型绘图桌具有无级调节，操作方便省力，稳定性更加良好的优点，能为绘图者提供更多的便捷。桌面比较特别的设计，采用透光性好的玻璃和聚丙烯板，不仅明亮美观，还能为制图者提供所需要的绘图标准件模板等。这一功能使我们的新型绘图桌不仅适用于制图，例如练字、初学素描时，就能实现一套模板多人多次练习，可省去字帖成本，节约资源。 

 

---