多功能创客教育模块化一体桌的设计

多功能创客教育模块化一体桌的设计

孟泽 楚宝琳 姜永旗 宋宇航 李媛媛

青岛黄海学院 智能制造学院 山东 青岛 266427

摘要：多功能创客教育一体桌是集3D打印机、T型六边拼桌、叉剪式升降系统、旋转开合装置于一体的适用于创客教育中增加创客教育工作室的空间利用率，设计通过机器与桌子相结合，工具箱与桌子相结合，节省创客教育中购买设备所需要的资金投入的一种创新设计，3D打印机在传统创客教育中存在占用空间大且难以移动的问题，且噪声大，具有粉尘污染，为此我们设计了一体桌，减少了创客教育的成本投入，增加创客教育的推广率。并且使学生能够更加充分仔细的，观察3D打印的过程。本产品主要用于中小学创客教育和设计工作室。

关键词：多功能创客教育模块化一体桌；3D打印；创客教育

Design of multi-function maker Education Modular integrated desk based on drawing software

Meng Ze, Chu Baolin, Jiang Yongqi, Song Yuhang, Li Yuanyuan (Qingdao Huanghai College, Intelligent Manufacturing College, Shandong, Qingdao, 266427)

Abstract: The multi-functional one-piece maker education desk is a set of 3D printer, t-shaped six-sided assembling table, fork-cut lifting system and rotating opening and closing device, which is suitable for increasing the space utilization rate of maker education studio in maker education, an innovative design that combines a machine with a table, a toolbox with a table, and saves the money needed to buy equipment in maker education, 3D Printer takes up a lot of space and is difficult to move in the traditional maker education, and has a lot of noise and dust pollution. Therefore, we designed a integrated table, which reduces the cost of maker education and increases the promotion rate of maker education. And allow students to observe the process of 3-d printing in greater detail. This product is mainly used for primary and secondary schools Creator Education and design studio.

Keywords:Multi-function maker Education Modular one desk; 3d printing; maker education;

引言

目前国内创客教育桌，大部分都是以传统的创客教育六角桌为主。在创客教育过程中，因为需要一些大型设备和工具的使用，使六角桌显得不是那么方便。特别是在3D打印创客教育中，3D打印机放在创客教育桌上，占用空间过大。造成创客教育过程中桌子的可以使用空间过小，学生无法正常进行活动，和其他的一些操作。有一些厂家，为了节省3D打印机所占的空间，通过减小3D打印机的体积和成型体积，而减少其所占的空间，但这种做法大大的降低了3D打印机的成型体积以及实用程度。还有大部分厂家，采用塑料结构，这样大大的降低了打印机的使用寿命和稳定性。

1 多功能创客教育模块化一体桌的总体设计

1.1多功能创客教育模块化一体桌基本结构设计

创客教育一体桌由七个模块拼接而成，六个桌体模块，一个打印模块，这七个模块均为标准件，同类产品模块可互换使用。在打印机降到桌子里面后打印模块与桌体形成封闭空间，从而减少了打印过程中的，噪声和粉尘污染。打印机升降机构

采用优质不锈钢及铝合金等专用型材制作，采用平行四边形原理铰接，伸缩灵活行程大。驱动器采用特种电机驱动，还可配备智能红外线探头防碰撞装置，遇人或异物一定距离可自动返回运行，从而保障打印平台升降安全。顶部密封门旋转开合 采用了包子机剪断口的结构，转动平稳，各部分运动等速，有良好的密闭性，齿轮传动力量大，易锁住。工作时驱动齿轮带动从动齿轮拖动连动杆，实现密封片的开合。桌体模块与打印模块之间通过螺栓连接和键连接每个拼桌模块与打印模块中间有两根螺使桌体与打印模块配合的更加紧密更加牢固，不易产生滑动摇晃和配合不稳定跳动的现象。桌体与桌体之间采用楔形键连接使桌体之间紧密配合不会产生跳动和松动脱落的现象，使整个桌体更加的紧固。采用楔形键、螺栓连接和键连接不仅使桌体配合的更加紧固而且这些结构容易拆卸使模块化的桌子拼接更加便捷。

1.2多功能创客教育模块化一体桌的工作原理

多功能创客教育一体桌是通过对，传统教育创客六角桌的改造利用其中间六角形空余空间（如图1），进行3d打印机的放置，同时在对其。进行其他结构的改造与增加，升降式LED显示屏幕，控制屏可进行3D打印切片、三维建模与其他学习工作，可以对打印机进行控制，同时控制打印机打升降和打印过程。本产品有多种功能和多种工作模式，当控制打印机落入到所述桌体中央的空间内时，桌面可以作为学习、工作的桌子。由于打印机模块和显示屏控制单独进行，在需要观察打印过程时，可以将显示屏收放到容置部或收纳部，视线不受任何阻碍地观察研究打印过程；也可以边观察打印过程，边操作编辑屏幕。由于打印过程中会产生大量的粉尘污染和噪声污染，不利于学生、工作人员的健康，也不利于创造良好的学习和工作环境，本产品在不需要观察打印过程时，可以将打印机收放到桌体模块和桌面控制模块所形成的密封空间内，极大地改善了不利的方面。

图1 工作示意图 图2 开合机构模型图

2 开合方式的选择

运动通过行星轮与太阳轮协调转动来实现，在桌体的下方组建行星轮系，通过转动行星轮来带动太阳轮进行自转，太阳轮转动的同时带动连杆运动将合页打开（如图2）。本桌面控制模块旋转开合机构结构简单，转动平稳，各部分运动等速，有良好的密闭性，齿轮传动力量大，易锁住。活动桌面部也可以采用使所述活动密封片在驱动机构的带动下向侧面移动的结构，当所述活动密封片向外侧移动时，隐藏于所述桌面固定部下侧，从而打开桌面，从桌体内部升起的打印机可以移动到桌面之上。

3 结语

本产品解决了传统创客教育中3D打印机放置困难、难以移动、造成粉尘污染、噪声污染的问题。通过机器与桌子相结合，工作台与桌子相结合，节省创客教育中购买设备所需要的资金投入，更有利于创客教育的推广。通过一桌多功能，既节省了空间，又增加了空间的利用率。

参考文献：

[1]王文荣,王志坤.《新型液压升降机的结构设计》[J].河北农机,2019(05):37.

[2]罗邦毅,张彩芹,喻英粽,张晓凌.《一种开合模板机构的开合控制机构》[P].中国专利:CN209740664U,2019-12-06.

作者简介：孟泽，1999年10月，青岛黄海学院 智能制造学院 机械设计制造及其自动化专业 本科在读。

此文章为项目编号：S202013320016 和 HHKJCX2011的阶段性成果。