新型多功能椅子设计

新型多功能椅子设计（精选11篇）

新型多功能椅子设计 篇1

随着大型公共建筑智能化的进一步推广,市场急需符合Lonworks技术标准的各种电能表。目前绝大部分单相电能表不同时具备测量、遥控、定时控制及过流或过载保护等功能,且几乎都是RS485通信接口,其存在以下不足:不支持多种通信介质;只能是总线式拓扑结构;通信距离短、节点容量小,抗干扰能力差;只能是主从式通信。本文采用LonWorks技术,结合ATT7025微处理器设计了一种能实现测量、遥控、定时控制及过流或过载保护于一体的单相多功能电能表。

1 LonWorks控制网络技术

LonWorks是由美国Echelon公司开发的一种完整的、全开放的、互操作性强、可靠性高、成熟的分布式控制网络技术,它支持多种通信介质包括双绞线、电力线、无线(RF)、红外(IR)、同轴电缆和光纤;常用的双绞线传输速率达78 Kbps/S,传输距离达2 700 m;电力线传输速率5.4 Kbps/S,传输距离300～30 km;支持多种网络拓扑(包括总线型、星型、环型、自由拓朴),在同一个网域内,还可以通过中继器、网桥、路由器将多个网段或子网联接成一个大的网域,一个网域内可支持3万多个节点;LonWorks技术的核心是LonTalk通讯协[1],该协议提供一整套完善的通信服务,使装置中的应用程序能在网上对其他装置发送和接收报文而无须知道网络拓扑、名称、地址或其他装置的功能,所有采用LonWorks技术的产品都遵循LonTalk通信协议,因此不同厂家生产的带LonWorks接口的产品都可以很方便地接入同一个LonWorks网络系统中去。

2 新型单相电能表设计原理

单相电子式多功能电能表的原理如图1所示,其硬件包括ATT7025单片机、LonWorks通信接口模块、RS485通信接口、红外通信单元、电源、电压和电流采样电路、实时时钟单元、LCD显示单元、脉冲输出单元、输出控制单元、掉电检测单元、系统容错处理单元。

2.1 单片机ATT7025

在该单相电能表的设计中,选择了ATT7025单片机作为产品的核心。ATT7025是带MCU的多功能单相电表芯片,该IC片内集成了单相计量MEU、MCU(兼容8052)、LCD驱动器、一路SPI接口、一路I2C接口、两路UART通信口、多路IO口;片内含有32 K字节FLASH程序存储器,256字节内部数据寄存器,1 K字节外部数据寄存器;可充分利用其各个功能,最大限度地降低成本。

2.2 EMU

ATT7025片内集成的单相电能计量单元(EMU)具有测量有功电能、无功电能、电压、电流、有功功率、无功功率等电参数功能,能满足作为多功能电力监控终端的要求,同时具备有功、无功电量脉冲输出口。电流采用锰铜电阻片,直接串在电流回路中的采样方式;电压采用电阻分压的采样方式。

2.3 UART0和UART1

该电能表既能接入LonWorks双绞线或LonWorks电力线网络,又能接入RS485总线网络,采用同一外壳结构设计。尤其在LonWorks通信模块设计中将LonWorks双绞线与电力线通信模块设计成接口完全兼容的结构,接口之间的切换非常方便灵活,可适应不同场合的应用。

LonWorks通信模块与ATT7025通过串行口进行通信和数据传输,LonWorks通信模块定时从ATT7025读取各种参数和数据,包括电参数、电参数超限报警、时间、日期、输出状态、定时时间等,协议转换后数据以LonWorks输出网络变量或输入网络变量的形式输出;通过输入网络变量可远程控制电能表的断送电、或定时控制断送电等。

2.4 断送电控制

该电能表具有断送电控制功能,采用大容量的磁保持继电器,最大支持60 A的电流容量,从而可实现预付费控制功能、过流或过载保护功能、定时控制功能、远程控制功能。

3 软件设计

单相电能表软件系统包括程序初始化及主程序、定时器处理模块、显示控制处理模块、通信命令处理模块、电参数运算及储存模块、电量结算处理模块以及系统自检与软件抗干扰处理模块。整个程序是通过查询方式执行的,通过查询电表事件发生的条件情况,判断电能表事件是否发生,来执行相应的操作,这种执行方式只要保证MCU的执行速度足够快,是能够保证事件响应的时效性的。

电能表的工作过程:每次上电要进行系统初始化,初始化包括对ATT7025单片机定时器、串行口、中断等工作方式的设定,写入时钟及铁电存储芯片FM3104的控制字。新电能表的初次工作要对X25045初始值设定,包括电能表表号的设置、时段的设置、时钟的设置、存储地址的分配等。该系统设置了3个时段,单片机每秒从时钟芯片FM3104中读取时钟值,然后根据存储芯片中预先设置好的时段,分析该时刻属于哪个时段,根据相应的时段把电能存储在ATT7025的RAM存储器中,然后电能每累计够1 kW·h便写入到FM3104相应的地址中。16位液晶显示器轮流显示时段与电能信息。若有通信请求将采用中断方式与上位机进行数据通信。若停电,将执行掉电保护程序。

4 新型单相电子式多功能电能表特点

新型电能表可以测量电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数;能设置电压、电流、功率、电量预设门限值与超上、下限报警功能;能远程输出控制、有过流过载保护、能够定时控制。这些功能普通电能表均不具有。通信方面,新型电能表有LonWorks双绞线接口或电力线接口或RS485接口而普通电能表只有RS485接口。总之,该新型电能表是真正实现了集测量、遥控、定时控制及过流或过载保护于一体的多功能电能表。

5 结束语

新型单相电子式多功能电能表集测量、遥控、定时控制及过流或过载保护于一体,适应了建筑能源管理系统建设的要求和国家电网配电网建设战略的信息化、数字化、自动化、互动化的要求,及时、准确、全面反映用户用电的相关信息;提出了电能表的自保护功能的新技术,解决了电能表的多种形式的自动停送电的功能,提高了电能表计的通信网络化功能,为电力用户管理在高级应用方面打下了基础。目前已在全国多个建筑能源管理系统中获得了实际的应用。

参考文献

[1]李秀梅,华洪涛.LONWORKS网络——开放的、互可操作的控制网络[J].科技资讯,2007(7):174-175.

新型多功能椅子设计 篇2

孟宪波

一、教材理解

《造型别致的椅子》一课属于“设计应用”领域，本课符合五年级学生的特点，内容一椅子为主题进行艺术创作，让学生探讨寻找生活中不同的椅子，并了解在不同环境中，椅子可以有相应的功能变化及艺术美感，并能够有创造性的表现自己心目中的椅子。通过本课教学，培养学生的观察和分析能力，了解设计为应用服务的关系，尝试对生活中的常见椅子的功能，造型，材料，颜色与环境等方面进行分析与设计，进一步培养学生的设计意识，创新精神动手操作能力。

二、教学重点

根据教材特点和学生实际，遵循新课程知识与能力，过程与方法，情感，态度与价值观，我确立了以下3个目标：

⒈了解不同功能及造型的椅子，初步学习椅子设计的基础知识。⒉能够设计出各种不同造型及功能的椅子，运用立体纸工的形式来表现。⒊培养学生热爱设计，敢于创造，勇于探索的学习精神。重点：能够设计出不同功能及造型的椅子。难点：启发学生的创新精神。

三、教法和学法

为了能够更好的完成以上的教学目标，我采用了以下的教学方式和学法指导： 教法：美术教育在培养学生的审美意识和创造美的能力，如何培养这一教学任务，教师的教学方法显得相当重要。这节课中在寻找和挖掘生活中椅子的美感，并能够创造心目中的椅子。因此，我采用了以下的教学方法：

⒈引导发现法：通过图片欣赏，在教师的引导下发现椅子的美感与价值。⒉直观演示法：通过教师的示范，让学生直观感受整个设计过程。⒊范例法：通过看范例，激发学生的创新意识。

学法指导：根据教学大纲要求和教学内容以及学生的年龄特点。在教学中，应注意以下学法指导： ⒈用观察发现法 ⒉联想的学习方法 ⒊动手操作练习法。

四、教学过程

㈠、通过疑问与教师的讲解，揭示课题

⒈教师出示唐代以前的椅子，并提问：你知道这件古董么？

⒉根据学生的回答，教师总结：据史料记载，唐代以前的椅子叫胡床，唐代以后才慢慢叫做椅子，同时出示明请时期的椅子，让他们欣赏。这样即让学生了解椅子的文化及发展过程，也激发他们对椅子的热爱。

⒊引出课题《造型别致的椅子》并板书。

㈡、学生通过自述自己熟悉的椅子从而来分析椅子的构造

⒈我用这句话来过渡：刚才，我们看了古代的椅子，显得古朴，典雅。随着科技的进步，椅子的文化也在发生质的变化，而且越来越多的为我们的生活服务。现在，请大家来说说你在什么地方看到过什么样的椅子？〔让学生自述，教师不作任何点评〕，有利于学生对椅子有一个初步的认识。

⒉教师提问：这么多的椅子，它们在构造上有什么共同点？（让学生通过比较，自主发现得出结论：椅子大致上有椅背，椅面，椅脚三部分组成）。

㈢、通过欣赏图片，让学生了解各种不同功能及造型的椅子

⒈给学生欣赏图片的同时，应该布置一个任务：这些椅子的椅背，椅面，椅脚在造型上有什么不同？这样更有利于学生充分了解生活中各种各样的椅子，也有利于学生在欣赏的过程中有意识地去注意椅子的其他方面，比如颜色功能等。⒉老师根据学生的回答作一个小结：刚才，同学们，我们刚才看了很多椅子的造型，很多椅子的造型都是为了实用和美观服务的。㈣、教师示范

⒈在欣赏各种椅子的图片之后，教师现场示范，提问：同学们，现在老师为大家演示画椅子，请大家要仔细看，老师的步骤上怎样的，用了哪些方法。教师在示范的过程中应该做到步骤清晰，能让学生看清楚，让学生对制作过程有一个直观的认识。

⒉示范后，学生反馈教师总结并提问：这把椅子很简陋，你能给它添加哪些功能？有利于活跃学生的思维，启发学生的创新精神。㈤、欣赏同伴们的作品

课件出示同伴们的作品并提问：这些小朋友的作品在造型和功能上有什么特色？这样有利于学生更加注重同伴们作品的创意。㈥、学生制作，教师巡回指导。㈦、师生共同评价。让学生互评，自评。椅子设计 功能 造型 色彩

《造型别致的椅子》教学设计

孟宪波

一、教材理解

《造型别致的椅子》一课属于“设计应用”领域，本课符合五年级学生的特点，内容一椅子为主题进行艺术创作，让学生探讨寻找生活中不同的椅子，并了解在不同环境中，椅子可以有相应的功能变化及艺术美感，并能够有创造性的表现自己心目中的椅子。通过本课教学，培养学生的观察和分析能力，了解设计为应用服务的关系，尝试对生活中的常见椅子的功能，造型，材料，颜色与环境等方面进行分析与设计，进一步培养学生的设计意识，创新精神动手操作能力。

二、教学重点

根据教材特点和学生实际，遵循新课程知识与能力，过程与方法，情感，态度与价值观，我确立了以下3个目标：

⒈了解不同功能及造型的椅子，初步学习椅子设计的基础知识。⒉能够设计出各种不同造型及功能的椅子，运用立体纸工的形式来表现。⒊培养学生热爱设计，敢于创造，勇于探索的学习精神。重点：能够设计出不同功能及造型的椅子。难点：启发学生的创新精神。

四、教学过程

㈠、通过疑问与教师的讲解，揭示课题

⒈教师出示唐代以前的椅子，并提问：你知道这件古董么？

⒉根据学生的回答，教师总结：据史料记载，唐代以前的椅子叫胡床，唐代以后才慢慢叫做椅子，同时出示明请时期的椅子，让他们欣赏。这样即让学生了解

椅子的文化及发展过程，也激发他们对椅子的热爱。⒊引出课题《造型别致的椅子》并板书。

㈡、学生通过自述自己熟悉的椅子从而来分析椅子的构造

⒈我用这句话来过渡：刚才，我们看了古代的椅子，显得古朴，典雅。随着科技的进步，椅子的文化也在发生质的变化，而且越来越多的为我们的生活服务。现在，请大家来说说你在什么地方看到过什么样的椅子？〔让学生自述，教师不作任何点评〕，有利于学生对椅子有一个初步的认识。

⒉教师提问：这么多的椅子，它们在构造上有什么共同点？（让学生通过比较，自主发现得出结论：椅子大致上有椅背，椅面，椅脚三部分组成）。㈢、通过欣赏图片，让学生了解各种不同功能及造型的椅子

⒈给学生欣赏图片的同时，应该布置一个任务：这些椅子的椅背，椅面，椅脚在造型上有什么不同？这样更有利于学生充分了解生活中各种各样的椅子，也有利于学生在欣赏的过程中有意识地去注意椅子的其他方面，比如颜色功能等。⒉老师根据学生的回答作一个小结：刚才，同学们，我们刚才看了很多椅子的造型，很多椅子的造型都是为了实用和美观服务的。㈣、教师示范

⒈在欣赏各种椅子的图片之后，教师现场示范，提问：同学们，现在老师为大家画一把椅子，请大家要仔细看，老师的步骤上怎样的，用了哪些方法。教师在示范的过程中应该做到步骤清晰，能让学生看清楚，让学生对制作过程有一个直观的认识。

⒉示范后，学生反馈教师总结并提问：这把椅子很简陋，你能给它添加哪些功能？有利于活跃学生的思维，启发学生的创新精神。

㈤、欣赏同伴们的作品

课件出示同伴们的作品并提问：这些小朋友的作品在造型和功能上有什么特色？这样有利于学生更加注重同伴们作品的创意。㈥、学生制作，教师巡回指导。㈦、师生共同评价。让学生互评，自评 椅子设计 功能 造型 色彩

教学反思

孟宪波 这次公开课上了之后，我有点感受：

第一，作为我们学科老师，应该对自己所教学科的性质有一个全面的认识。如所教学科应该培养学生何种能力，传授给学生哪些知识和技能。这样，我们自己才能在平时关注学生的过程中有所侧重。

第二，课前准备应充分。我觉得课前准备不一定要把每一句话写在教案中，所谓的详案。而更多的应该对教材全面而独到的理解，以及创造性的处理，主要是一个想的过程，并且应该集合新课程理念与教材的实际，进行教学设计，在这个过程中应该要预测课后的生成情况。

新型多功能椅子设计 篇3

关键词：起重输送车 有限元法 四杆机构 ANSYS ADAMS

中图分类号：U11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0001-04

在高功率固体激光装置的建设过程中，由于待装校光机组件的重量、形状及安装要求不同，需要设计不同的辅助工装对其进行洁净、精密装校。因此，为满足透镜模块等靶场光机组件的装校，该所联合哈尔滨工业大学一同研制了一种新型多功能起重输送车。

由于实验室的装校环境较为复杂，且障碍较多，因此需要该设备的底盘尽可能低，同时，下车和上车间应采用回转支撑进行连接，下车采用定向轮和万向轮结合的方式进行行走。为了防止运输过程中起重输送车出现倾翻情况，在下车前方设置了两个防倾翻轮。除此之外，被运输的光机组件需要能够自由调整俯仰角度，同时可以在摆臂上进行滑动，为了实现该功能，该设备采用电动缸驱动四杆摆臂机构实现摆动，结合电机卷扬系统来实现被运输设备在摆臂上的滑动。与此同时，当摆臂仰起时，兼具起重设备功能，通过电机卷扬系统来实现光机组件的起吊。

1 四杆摆臂机构设计与优化

四杆摆臂机构是起重输送车（如图1所示）的重要部分，是整个工作装置的核心。光机组件需通过滑动夹具放置在四杆摆臂机构上，运输过程中，四杆摆臂机构要承载光机组件和滑动夹具的重量，要安全可靠，同时占用空间体积要小，满足高度限制；工作时，四杆摆臂机构又可以将光机组件摆动到48°的位姿，同时还能使滑动夹具在48°方向上进行滑动。光机组件及其配套设备的重量约为1.2 t，但是重心位置时常有变化。因体积限制，两个电动缸最大能提供的推力为4.4 t。鉴于上述要求，该设计采用四杆摆臂机构的形式，伺服电动缸驱动摇臂，从而驱动滑杆摆动到48°；在滑杆顶端安装滑轮组，通过钢丝绳来控制滑动夹具的升降运动。经过多次优化修正，最终得到的各杆尺寸为转台的两个铰接点之间长度为Za=874.15 mm，摆臂长度Zb=411.45 mm，摆杆两铰接点间长度Zc=495 mm，摇杆长度Zd=794.25 mm，如图2所示。

2 起重输送车摆臂机构的ADAMS仿真分析

建立起重输送车执行机构ADAMS模型的过程如下。

首先，将在Pro/E中建立的起重输送车三维模型各组成部分即底盘、转台、三角臂、摆杆、摇臂、电动缸、伸缩臂单独保存成零件类型，然后重新进行装配，将装配体保存成“.x_t”格式，然后导入到ADAMS中，在模型修正模块里将所有组成分块（Part）的材料类型设置为Steel，可自动得到材料的密度和弹性模量以及泊松比等属性，模型宏观单位选择MMKS，即毫米千克秒。

其次，在ADAMS中对执行机构各个部分之间建立约束关系。调整工作平面的方向，使其垂直于各转动关节的轴线，然后在各转动关节之间于铰接处建立起转动副；在伺服电动缸与伸缩臂之间建立移动副；同时将转台与地面进行锁定，即将转台进行全约束。

再次，在伺服电动缸缸套与伸缩臂的移动副处添加两个移动关节的直线运动用来模拟伺服电动缸伸缩臂的伸缩，伸缩臂是匀速动作的，其移动速度设定为3 mm/s。

然后，对执行机构进行加载，重力加速度设置为Y轴负方向，大小为9.8 N/kg，物理诊断设备和滑动夹具在单个作用点的等效载荷为3528 N，施加在滑动夹具车轮与摆杆接触的位置上，载荷随着摆杆的移动同时移动，即其相对摆杆的位置不变，方向垂直向下。

最后，进入仿真求解模块，根据伸缩臂伸缩长度和速度的比值，得到伸缩臂全程运行时间约为145 s，仿真步数设定为2000步，运行时间函数为STEP5（x，x0，h0，x1，h1），其中自变量x是时间time，x0是开始时间t=0 s，x1是结束时间t=145 s，h0是油缸起始伸缩量0 mm，h1是油缸最大伸缩量435 mm，仿真姿态如图3和图4所示

伺服电动缸仿真结果如图5和图6所示。由伺服电动缸受力曲线可看出，最大受力接近18 000 N，在选用电动缸量程以内，而且接近最大量程，能充分发挥电动缸的功用，而且伸缩臂受力大小变化比较平缓，没有突变，另外油缸伸缩量约为430 mm，符合设计要求，所以由机构分析和ADAMS仿真分析都能说明电动缸伸缩量设置的正确性。

3 起重输送车的ANSYS仿真分析

在设计建模的过程中，采用Top-Down和Down-Top相结合的建模方法，即部分结构通过点、线、面、体的顺序来建立，而有的部分结构采用先建立出体、面或线，然后自动生成其下级元素。起重输送车的结构模型比较复杂，所以在不影响计算精度的前提下，在建模过程中从结构上进行适当的简化，这样可以减少大量的冗余的工作，让设计人员把更多的时间放在设计的改善上，不仅大大减少了工作量，而且缩短了设计周期。

在对起重输送车进行力学仿真的过程中，主要针对“水平运输”和“起升”这两个工况进行分析，如图7和图8所示为“水平运输”工况下的整车几何模型和加载后的有限元模型。“起升”工况下，由于物理诊断设备长度规格不同，需要调整摆杆上滑架的位置来适应物理诊断设备的长度，在此该文按照滑架完全伸出时的情况进行建模，同时，由于滑架和摆杆的材料相同，直径差别很小，所以建模时直接将摆杆的长度设置为摆杆和滑架的总长度，如图9和图10所示为“起升”工况下的整车几何模型和加载后的有限元模型。

在“水平运输”和“起升”两种工况下车架应力云图如图11和图12所示，起重输送车整体都能满足强度和刚度要求，摆杆变形在允许的范围内，能很好的满足工作要求，出现应力集中的部位通过在加工中增加过渡圆角或者增大厚度就可以消除。

4 结语

在功能上，该文设计的新型功能起重输送车满足了设计要求，对同类设备的研发具有一定的指导意义。同时应用ADMAS和ANSYS分别对该设备进行了运动学和结构分析，从计算结果来看，设备安装可靠，可以投入生产。

参考文献

[1]傅友宾.基于PRO/E和ADAMS的变速器动力学仿真[D].大连：大连理工大学，2007.

[2]刘文武.特殊环境用高空作业车的研制[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.

[3]张宏生，陆念力.基于ANSYS的桥式起重机结构参数化建模与分析平台开发[J].起重运输机械，2008（2）：34-37.

新型多功能弹出式刀具机构的设计 篇4

在航空产品中常遇到一些深孔槽或回转体内孔的活塞杆零件, 无法通过一般的深孔加工设备完成。当零件内孔槽太深或回转结构较为复杂时, 采用传统深孔刀具、加长刀杆配合大行程车床的加工方法可解决大部分零件的加工。尽管如此, 传统低效率的加工方法还常受设备加工长度的限制, 就深孔刀具而言, 其高昂的造价, 苛刻的设备要求条件, 不适宜科研生产过程中的单件、小批量生产。若采用加长刀杆配大行程机床的加工方案, 则零件周转时间长, 刀具更换耗时量大, 企业生产效率低下。通过对深孔及普通孔加工刀具的深入分析, 特别设计了一款多功能弹出式刀具机构, 用于解决此类深孔槽典型零件的加工难题。

1 传统孔加工刀具的特点

孔加工刀具按工作部分的结构分整体式、焊接式和机械夹固式三种:刀体上做出切削刃的整体式刀具;刀片钎焊到钢制刀体上的焊接式刀具; 刀片夹固在刀体上或钎焊好的刀头夹固在刀体上的机械夹固式刀具。其总的特点是:定位精度好, 刀具寿命长, 有利于涂层陶瓷等新技术的推广, 但刀具可调性差, 加工时刀杆过长, 挠度变形大, 弯曲刚度差。

2 新型多功能弹出式刀具机构

生产加工中, 为了解决部分异型零件的深孔环形槽如油槽、挡圈槽和空刀槽的加工 (如图1) , 设计了一款可兼顾加工普通内孔的弹出式刀具机构。

2.1 机构的组成

新型多功能弹出式刀具机构主要由图2中的六部分构成, 其中活动刀体1共有4个相同的部分, 一端与刀体外壳3的U型槽通过弹性固定胀圈2轴向卡紧, 另一端由弹性固定胀圈6将其压入刀体外壳3中的四个对称且大小相同的限位槽中, 限制了活动刀体1 沿调节心轴5的轴向移动自由度。当撑杆4和调节心轴5受到刀体外壳螺旋机构的轴向推力时, 调节心轴5产生轴向位移, 并通过贴合斜面的滑动, 挤压活动刀体1使其沿调节心轴5的径向撑开, 从而改变了刀具的切削直径。刀体外壳3有对称性较高的四个限位槽, 在槽的两端分布着一个安装定位弹性固定胀圈的U型槽, 撑杆4和调节心轴5在截面呈“十”字型的刀体外壳腔内的位置, 直接决定着弹出式刀具机构的刀具加工半径。其中活动刀架部件有活动刀架基体、夹板、螺钉、切削刀具 (如:刀片) 组成 (见图3的立体示意图) 。夹板主要作用是将刀片、油石等刀具定位于活动刀架基体, 通过螺钉夹紧。更换不同的切削刀具可实现切槽、镗孔、研磨等多种加工方法。

1.活动刀架2, 6.弹性固定胀圈3.刀体外壳4.撑杆5.调节心轴

2.2 工作原理

多功能弹出式刀具机构工作原理是 (图3) :调节心轴5与刀体3一端撑杆相连, 撑杆随刀体螺纹机构的螺旋运动, 推动着调节心轴5沿轴向平行移动, 活动刀架1轴向方向受弹性固定胀圈及刀体外壳U型槽限制, 在调节心轴5推力作用下, 沿调节心轴径向平行移动, 夹持在活动刀架的刀具切削直径也随调节心轴位置的不同发生着相应变化。调节多功能弹出式刀具机构与刀体连接的螺旋机构旋合长度可直接控制刀具切削直径。

调节心轴在螺纹机构下的轴向位移:

式中:ф为调节心轴的转角, rad;S为导程, mm;P为螺距, mm;X为螺旋机构的螺纹线数。

式中, ω为转速rad/s。

调节心轴轴向移动Δy引起活动刀架径向移动Δx, 由图3的几何关系可知:

调节心轴轴向移动Δy与调节心轴在螺纹机构下的轴向位移的关系:

1.活动刀架 (可沿调节心轴径向移动) 2.调节心轴 (受撑杆作用力时沿轴向移动) 3.刀体

螺纹机构可以采用手动角度调节或机动转速调节, 实现改变刀具切削半径伸长量的目的。

2.3机构主要部件的设计要求

机构活动刀架和调节心轴要有足够的强度和耐磨性。切削刀具应符合相应加工方法的刀具角度, 零件加工前通过磨床对切削刀具进行修磨调整, 保证切削刃处于同一圆周内;加工时锁紧螺旋机构, 确保刀具刚性加载, 切削平稳。

3 刀具的力学性能

根据表1中表达关系式, 容易得出弹出式刀具机构在取同材料、同体积、同长度的情况下, 刀杆外圆相对较大, 扭转角和挠度都小于传统深孔刀具, 更适合深孔型面加工。

现取传统刀具进行模型受力分析, 试验数据具体如下:刀杆240 mm, 直径准24 mm, 材料假设为45钢, 弹性模量210 GPa, 泊松比为0.3, 主切削力为250 N, 切向力为120 N, 轴向力为50 N, 刀杆的横截面为圆面, 选用有限元分析软件ANSYS中的Quad 8 node 183及Brick 20 node183号元素进行分析。

由图4可以看出, 单刃传统深孔刀具受主切削反力、切向反力、轴向反力时, 刀头部分基体受力变形较大, 当刀体刚度差时, 被加工零件尺寸精度和粗糙度将难以保证。而对于刀体对称分布的新型多功能弹出式刀具机构, 其轴向扭转和弯曲变形都较小, 有利于零件高品质内孔的加工。

4 结论

本新型多功能弹出式刀具机构通过更换撑杆部件配, 可以快速对刀杆的长短进行调节, 借助刀体尾部螺旋机构, 可以方便调节不同的切削直径。相对于传统刀具其具有更大的抗挠强度, 可以对普通内孔零件进行内孔车削、精镗、研磨等, 能较好地解决一些复杂零件的深孔槽, 回转异型孔的难加工问题。

摘要：为解决航空产品中深孔槽或异形回转体内孔零件难加工的问题, 结合多年生的生产经验, 设计了一款用于此类零件加工的新型多功能弹出式刀具机构。此新型机构通过推动内部活动心轴实现切削半径的调节, 更换不同刀具可实现镗孔、研磨等功能, 且机构结构简单、操作方便, 特别适宜于深孔槽或异形回转体内孔零件的加工。

关键词：多功能,刀具,设计

参考文献

[1]刘凤棣.机械加工技术问题处理集锦[M].北京:机械业出版社, 1995.

[2]郭辉, 戴俊平.麻花钻螺旋面刃磨的研究[J].工具技术, 2010 (11) :40-43.

[3]顾维邦.金属切削机床概论[M].北京:机械工业出版社, 1991.

[4]李林.可转位钻头的制造和应用[J].机械制造, 1992 (6) :32-35.

[5]袁礼彬.一种新型的加工中心背镗刀具设计[J].现代制造技术与装备, 2009 (4) :38-39.

《椅子的设计》说课稿 篇5

一、说教材

《椅子的设计》是浙美版小学美术四年级上册第7课的内容。本课属于设计·应用领域。内容以椅子为主题进行艺术创作，让学生探讨寻找生活中不同的椅子，并了解在不同环境中，椅子可以有相应的功能变化及艺术美感，并能够有创造性的表现自己心目中的椅子。通过本课教学，培养学生的观察和分析能力，了解设计为应用服务的关系，尝试对生活中常见椅子的功能、造型、材料、颜色与环境等方面进行分析与设计，进一步培养学生的设计意识，创新精神及动手操作能力。

二、说学情

小学中段的学生在造型方面比低年级有了一定的发展，随着知识的增长和认识能力的发展，观察能力、接受能力以及模仿能力也有进一步的发展。而且已经初步认识了形、色与肌理等美术语言，会使用各种美术工具，体验了不同媒材的效果，在绘画方面有了初步的写实倾向，也称之为“萌芽写实阶段”，能大胆地表现他们的所见所闻、所感所想的事物。对美术有着浓厚的兴趣，但创造力还有待进一步提高。

三、说教学目标

中公教育

根据对本节课的教材分析以及学情的理解，我设定以下教学目标： 知识与技能：了解不同功能及造型的椅子，初步学习椅子设计的基本知识

过程与方法：通过欣赏、讨论、实践运用立体纸工的形式，设计出各种不同造型的椅子。情感态度和价值观：培养学生热爱设计、敢于创造、勇于探索的学习精神。

四、说教学重难点

明确了教学目标，本课的重、难点就显而易见了： 本节课的重点是：制作外型美观、造型大胆的椅子。难点则是：设计的椅子具有美观性、舒适性、实用性的功能。

五、说教法、学法

为了更好的突出重点、突破难点，侧重学生的体验过程，针对四年级学生的心理特点和认知规律，我遵循教为主导，学为主体的教学思想，在教学中采用引导发现法、直观教学法、讨论法、多媒体辅助等方法，引导学生在观察比较中进行自主探究。

中公教育

六、说教学准备

俗话说“巧妇难为无米之炊”，好的教学准备能够提高课堂的教学效果，为此我做了如下的准备：多媒体教学课件、卡纸、皱纹纸、瓦楞纸、胶水、剪刀、美工刀等。

七、说教学过程

从新课程标准的教学建议出发，我将充分发挥现代教育技术的作用，运用多媒体辅助教学，变静为动，融声、形、色为一体，为学生提供生动形象直观的观察材料，激发学生学习的主动性和积极性。具体环节如下：

环节一：设置谜语，导入新课

精心设计好导入，无疑是一堂课成功的关键一步，它的目的是引人入胜，使学生兴趣盎然的揉入到活动中去，达到事半功倍的效果。为此我将设置谜语，引起学生兴趣并顺势导入新课《椅子的设计》。

在本环节为了培养学生自主学习和探索的能力，我设置了以下3个环节来引导学生进行新课的学习： 环节二：直观感知，归纳总结

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(一)介绍椅子文化

《课程标准》中强调美术课程需要凸显视觉性，所以我将采用讲授法与展示法相结合的形式，展示各种椅子图片，并提问：说到椅子的文化，你知道椅子的起源吗?学生思考回答，教师小结：汉魏以前，古人席地而坐，没有椅子。汉魏时期由北方游牧民族传入，才开始出现最早的椅子“胡床”。到了南宋，出现的交椅又叫“太师椅”，在那个时候交椅并不是任何人都能坐的，是身份、地位的象征。所以，“坐第一把交椅”就成了首领的代名词。

(二)椅子的构成

在学生有一个初步的感知时，继续出示椅子图片，提问：现代的椅子和传统的椅子之间有什么区别?仔细回想你在生活中看过的各式各样的椅子，观察图片中各式各样的椅子，它们由哪几部分构成?教师引导学生回答，教师小结椅子的构成部分是椅背、椅面、椅脚。

(三)椅子的设计

而后，我将继续出示不同种类和用途的椅子图片，引导谈话并提问：这两组椅子在造型上有什么特点?在我们生活中，你还见过哪些舒适、美观、实用的椅子呢?学生分小组交流。继续追问：他们的基本结构都一样，那哪里不同呢?设计师为什么要这样设计?学生思考回答。

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教师小结：为谁设计，这是设计师在设计前首先要考虑的问题。理解设计是为人服务的，所以设计首先要“实用”。为了让自己坐的舒服一点，设计师又在实用的基础上让椅子变的舒适些。当这两个要求达到后就开始追求椅子是否美观，于是设计师又加入美观的元素在里面。

环节三：示范操作，实践练习

最后，我会演示用折纸的方式制作椅子，讲解要领： ①构思造型，画出草图。②剪去多余的部分和花纹。③进行折、卷、粘贴。

(注意外形的比例和色彩的搭配，造型美观有创意。注意用具安全。)学生尝试创作，要求：1.运用折、剪、卷、贴、插等方法，制作造型新颖、功能多样、色彩和谐的椅子纸作品。2.大胆创新，设计、制作的椅子实用、舒适、美观。3.可另附设计说明。教师巡视指导过程中针对共同存在的问题，及时指出，及时纠正。表扬有创意的作品;对个别学生进行技法指导。

(二)展示评价

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全班开展“新锐椅子设计大赛”鼓励学生大胆分享作品。教师引导学生自评、互评。肯定成绩，指出不足，提出改进建议。评选出造型新颖、富有创意的作业，全班展示评价。

环节四：课堂小结，拓展延伸(一)总结升华

科学精练的结束语能起到“课虽尽，但趣无穷”的效果，因此我最后设计了“课堂总结——拓展延伸”环节，在课程即将结束时，总结：我们今天设计制作了这么多漂亮的椅子，通过对坐椅的欣赏、设计，也会让我们以后更加关注生活中的事物，感受到我们的生活中充满了美。相信大家今后一定能设计出更多、更美的作品，让我们的生活更加温馨，更加美好!(二)课后作业

为了使学生能有更高层次的提高，我会鼓励学生课下搜集不同的废旧物品把它变成一张精美的桌子，和你的椅子配成套。

八、板书设计

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墨子思想与椅子设计 篇6

椅子的设计经历了从重象征性、装饰性向重实用性、舒适性发展。无论是早期现代主义的“少就是多”还是后现代主义的“少就是讨厌”，椅子始终是人类最重要的家具。以墨子的思想作为一种设计标准对椅子的设计做一些新的思考，对于当代椅子设计具有启发与借鉴作用。

关键词: 墨子思想 椅子设计 实用 利民

无论是先锋派还是主流派设计，都要求椅子必须与大众之间建立一个传播与交流的通道。约翰•彼勒指出：“当我们用自己的意识来感受一张椅子时，我们必须通过一个双向的途径进行，设计师使一张椅子形成一个具有实用功能的造型，但是它怎样才能使观众、使用者被认识、感知和接受，设计师与制造商、观众和使用者，这二者之间形成双向的交流与沟通，一个椅子的造型形态并不是必须的创造演变的结果，而是人的意识和存在所决定的产物，作为观众和使用者，不仅仅是与一个物体在接触，而且也是与椅子的创造者在沟通。”那么怎样达成这种沟通，几千年前墨子的理论几乎已经回答了这个问题。人文色彩的设计以及与所处自然之和谐，使一把椅子被人第一感觉就接受。

根据设计语义学的理论，一个设计师的设计依据包含了三个相互关联的要素，用于产品的造型和设计传达：技术、品质、情感。我们可以分别对应墨子的设计思想中的“逻辑科学性、实用性、利天下去”寻求更合理完善的设计途径。

一、椅子设计重视科学与实践

一把好椅子建立在两个主要的基础上：首先是构成一个合乎自然与科学规范的物体，然后是考虑未来的使用者的价值观念和生理条件。椅子不仅仅是要设计成一个外型独特的物体，还要与未来使用者的需求相吻合。技术的依据是支持和加强一个椅子的设计基础。事实上，一个成功的设计总是直接传达、吸引和说服未来的使用者，并符合他们的价值观念和使用功能。这些设计因素如果缺乏科学性和实践性，则是不可能达到目的的。

墨子是一位亲自参与实践的工匠和设计师。他以大禹为榜样，刻苦简朴，事必躬亲。据考证由于当时生产实践与军事防御等方面的需求，墨子非常重视对科学技术的理论研究与实践，为了消灭不义的战争，墨子同他的弟子专门研究了防御战术和许多守城器械。在《墨子》一书中的“备城门”、“备水”、“备穴”篇中，他详细地介绍和阐述了城门的悬门结构，城门和城内外各种防御设施的构造，弩、桔槔和各种攻守器械的制造工艺，以及水道和地道的构筑技术。墨子还对工艺提出“百工为方以矩，为圆以归，直以绳，衡以水正以县……故百工从事，皆有法所度。”虽然古时候的制造水准有限，但是这无疑是一种严谨、求实、科学的设计准则。

1952年全球出现了“第一把不锈钢座椅”。设计师的灵感来自于当时广受欢迎的单人沙发,而这把椅子看起来就像是沙发的骨架。当年有人估算,如果全部用传统的实木做,重量几乎要达到60公斤。而这样一把不锈钢座椅,仅仅有3公斤重。在当时这样一把椅子实在有点超乎大众审美观念,因而没有被广泛认可。直到二战之后,它才被人想起，划进了“里程碑”。它是人类造物探索新型材料的典范，证明科技使生活便捷。

上世纪50年代,塑料被广泛应用。1959年，一位丹麦设计师抢先做出了第一把塑料椅—— “潘顿儿童椅”, 同时它也是世界上第一把采用单一材料一次性成型的家具。最特别的还是它的造型,一片塑料弯曲而成,很像“人坐着的样子”。如今一次性注胶塑料椅已被广泛应用。

另一方面，设计师一旦缺乏足够的市场和管理上的经验，那么做出的设计作品经常会与市场经济脱节。而作为管理者缺乏设计基础和审美能力，往往为了追求市场效益，过多地拘束设计师的思维与创新，忽略了设计要素的重要性，就造成了设计的庸俗化。为了提高椅子制造技术的依据，我们需要通过实践去支持和加强椅子的科学性的设计基础，从而强化椅子的实用性，并以直接的传达吸引和说服使用者。

二、椅子设计实用为主，审美为辅

关于装饰与实用的关系，大致有这样几种观点：一是实用主义观点。认为凡有用的就是美的、凡美的就是善的。如古希腊哲学家苏格拉底曾说：“凡是我们有用的东西，如果它很好地实现它在功用方面的目的，它就同时是善的又是美的，否则它就同时是恶的又是丑的。”二是强调功能与装饰的结合。这种观点最为典型的就是儒家所持的“文质彬彬”的观点。三是认为装饰有害的观点。如著名建筑师卢斯曾说：“一件简单的家具比博物馆里任何一件镶嵌的、雕花的家具都美丽。装饰的复活是危害国民经济的一种罪行，因为它浪费劳动力、钱和材料。装饰是罪犯们做出来的；装饰严重地伤害人的健康，伤害国家预算，伤害文化进步，因而发生了罪行。”

一件美的产品应具有两方面特征：一是产品内在功能美；二是器物功能所体现出来的外在形式美。这两种美是完全可以统一起来的，对有功能价值的器物进行美的形式设计是必要的。尤其是当今物质产品极大丰裕和产品激烈竞争的今天，产品的形式美有提高大众审美意识、促进文化传播、促进产品销售等其他功能。

同样的，椅子的品质特征使椅子具有可信赖的外观和实实在在的使用价值，兼有一定审美感。无疑实用性是根本，椅子可以有使用无审美而不可有审美而不可用。墨子对待实用和审美的态度是注重实用但也不反对审美，主张器物在满足实用的前提下再考虑审美。其曰：“食必常饱，然后求美；衣必常暖，然后求丽；居必常安，然后求乐。为可长，行可久，先质而后文。”对于一件产品来说也是强调要先实现最基本的实用功能，然后才能考虑装饰。《墨子•节用篇》中说：“其为衣裘为何？以为冬以圉寒，夏以圉暑。凡为衣裳之道，冬加温、夏加凊者，芊……不加者，去之。”可见在墨子看来，各种物品只需从其最基本的实用目的考虑，不必需的可以全部略去，那些繁华的、奢侈的装饰一概不需要，这样就可以达到节用的目的。墨子的这种“节约”原则，与现代设计中倡导的“经济”原则相似，与德国功能主义异曲同工，同样也是当今提倡的可持续发展原则。墨子并不是绝对否定美，正如有学者所言：“墨子并不否认美的客观存在，也不反对音、色、甘、美是人人都需要都喜欢的，而且据有关记载，墨子还懂得音乐，善于吹笙。” 从墨子美学思想的独特之处我们得知，椅子设计中其功能，人道、人性角度最为关键。

拿明式椅子来说，明式家具崇尚简洁精练，形体简朴，以达到实用牢固为度而装饰不多，美感是通过良好的比例与总体造型来获得，构件实用简洁，细巧秀气。明式家具的造型多采用直线和曲线相结合，许多椅子的靠背都采用S形曲线，与人体自然曲线相吻合，在适合人体使用功能的同时，使中国古代家具表现了独具一格的造型特征。S形靠背曲线曾被西方科学家誉为东方最美好、最科学的明代曲线。

再如丹麦设计师酷卡波罗的功能办公舒适椅，造型简洁、美观，形态亲切、自然，线条或为有机曲线，或为简单直线，结构合理，比例协调，没有过多的装饰。丹麦作家维利•索化森曾经说过：“得到更多的东西固然好－但得到好的东西更好。”北欧家具设计就蕴涵这种朴素的功能主义思想：物品必须与人的比例和舒适（人体工学）、需求（功能主义）和精神（美观）相关联。所以其设计的尺度科学合理，因此使用舒适。

三、墨子“兼爱”于椅子设计

设计师设计理念的情感表达，对于椅子来说是一个特别重要的因素，因为精神上的因素能影响人与椅子的生理接触，从人们观察一把椅子直到使用，往往会唤起使用者的一定的情感体验。所以情感因素产生了一种亲和力，吸引消费者作出购买决定，唤起审美意识，甚至有种社会作用，体现设计师的社会责任感。

如今我们看到的椅子是否关注贫困人口、儿童、残疾人、老人、孕妇等弱势群体，增加了更多的人文关怀？是否注重实现人与人之间的交流，特别是情感的交流的亲切环境？是否结合日益减少的资源与资源浪费去设计？如何处理人类与自然的和谐共存问题？甚至是否注重民族化和地域文化的认同和回归？

墨子素有为国为民的任士侠义思想。《墨子•经上》指出：“任，士损己而益所为也。”就是自苦为极，损己利人。《墨子•经说上》又指出：“任，为身之所恶，以成人之所急。”侠的行为方式就是行侠仗义，除暴安良，惩恶扬善，全然不顾自己的私利。侠的精神是“义”。在古代，任侠也被称为“义士”。墨子贵义，《经说上》阐述道：“义，志以天下为芬，而能能利之，不必用。”把为天下百姓谋利当作份内之事，有很高的本领，但不一定要求被任用。设计师的“侠义”精神体现在设计为大众所服务，推动社会进步。纵使面对利益驱使，设计师也不能抛弃最根本的设计准则，那就是为顺应和推动人类社会而设计。正如墨子在他的著作中提到“利天下”的命题。他不仅把“利天下”作为自己学说的旨归，而且还将其作为检验人的行为和社会活动是否合于正义的准绳。

“利天下”的思想观点出自“兼爱”思想，确立了墨子设计思想的服务对象：大众人民。其曰“上有隐事遗利，下得而利之，下有蓄怨积害，上得而除之”(《尚同》)。这两者的归结点在于“顺天意”以“兼相爱，交相利”《兼爱》)。其具体的社会效应是“利天下”。使天下人民得利。由此可看出墨子造物和设计的服务对象是广大民众。其曾在《兼爱》里提出了“欲天下之富”的观点：“今天下之君子，中实欲天下之富而恶其贫，欲天下之治而恶其乱。”这正如王受之先生所言：“一旦设计满足的对象是大众，那就开始有现代意味了。”

以此类比19世纪的现代设计。虽然当时大量的工业产品投入市场，但设计远远落后在后面。此时的产品出现了两种倾向：一是在利润的作用下，资本家生产工业产品无暇顾及产品的功能，以及与之相适应的形式设计，产品“丑陋”；二是手工艺人仍然以手工方式生产为少数权贵使用的用品。社会上的产品明显的两极分化，上层人士使用精美的手工艺品，平民百姓使用粗劣的工业品。于此，我想引用威廉•莫里斯的话：“我们没有办法区分所谓地大艺术和小艺术，把艺术如此区分并没有任何好处。因为如此区分，效益数就会变成毫无价值地、机械地、没有理智地东西，失去对于流行风格地抵抗能力，失去了改革地力量。而从另外一方面来说，失去小艺术的支持，大艺术也就失去了为大众服务的价值，而成为毫无意义的附庸，成为有钱人的玩物。” 艺术设计应该是生活化、大众化的。

“蒂奈特椅”是世界上第一把利用“实木弯曲技术”制造的椅子,也是第一把用“半手工化程序”生产出的椅子。设计者米切尔•蒂奈特,是一位奥地利家具商。从1836年起,他就一直致力于提高家具的生产效率。1859年，他发展改进了当时的木料弯曲技术,使得实木杆可以弯曲成复杂的三维形式,“蒂奈特椅”就此诞生。由于可以批量生产，因而比之前的手工雕刻椅子省时省力,价格自然也便宜。据说,当时的售价仅仅相当于1杯啤酒、3个鸡蛋加1个面包，好看又实惠，大家都买得起。全社会都受益于这款可批量生产的价格合宜的精美椅子。

我设计了一把金属材质小姐椅。我的设计理念实属为了在造型上有所考究，想要用现代元素体现清代家具的繁杂。我的侧重点放在椅子的装饰细节上。椅子的装饰运用了模数概念，每一个三角都是等腰直角三角形，以达到观赏方面的自然舒适。小姐椅的设计在人体工程学方面进行了反复试验，令椅背和扶手的倾角都符合人最舒适的姿态。生产单把椅子相对困难，材料为铁，所有部位皆由焊接而成，工艺复杂，质量也比较重。如今看来，虽然它兼具实用性与审美性，但由于其生产工艺复杂，也没有考虑为所针对人群要解决的问题，实用性显不足。未来我可能尝试更换材料以达到生产便捷，价格低廉的目的，以适应广大消费群体。

结 论

从传统工匠的手工制造改变为现代的设计和批量生产，新技术、新材料和新工艺为椅子的设计生产提供了新的品质的可能。同时系统的工业化制造方法需要更简练的造型和结构。由于这种简约性的需求,椅子开始需要一些新的造型语言,如简单的造型,暴露的结构,真实的材料,轻巧的重量等。创新设计已成为当代家具设计的潮流。设计师的任何一种的观点都可能作为一种表现手法在他们的椅子之中体现。

我们有时被陌生的感官刺激所吸引，但是我们不能忘其根本，具有可持续发展性的椅子一定如墨子所提倡，是实用的，服务大众的，科学的椅子。然而我们不能忽视，新设计、新创造、新技术、新艺术、新材料、新工艺，正是21世纪大多数最重要的设计理论和设计实践的基础。创新设计是当代家具设计的关键，同时墨子利民、科学、实用的三个观点应成为个性设计的底线，否则一把椅子也将失去其最本质的意义。

沈 虹 上海视觉艺术学院设计分院综合设计专业

新型多功能椅子设计 篇7

我国学校招生规模在不断扩大, 信息化进程逐步加快, 先进的教学设备不断引入到校园硬件建设中, 提高了教学效率和质量。但是目前多数学校课桌设计的依据仍旧是我国于1988年颁布的国家标准GB10000—88《中国成人人体尺寸》, 距今已将近30年的时间, 已经不能满足现在的需求和要求。市场调研显示, 学校课桌的设计, 商业化严重, 设计尺寸不合理、功能单一、造型呆板, 舒适度不够等, 不符合人机学要求, 给学习带来诸多不便。所以, 设计出符合实际人体尺寸标准的多功能课桌, 是首当其冲的。

2 设计方案

2.1 组件式设计

为保证小学、中学、大学都能够充分使用, 课桌的设计方案必须满足每个学校的要求。同时考虑运输, 安装的方便性, 该设计需在不同的学生人群都能适应, 并且都能进行组装。因此, 本设计将多功能课桌设计为组件式。

2.2 材料的选择

桌面材料的选择:现在大部分课桌材质为人造板材、错层胶合板及刨花板, 胶粘剂会在较长时间内向空气中释放甲醛。甲醛是一种挥发性的有机化合物, 有特殊气味, 能强烈刺激粘膜, 对人体的呼吸系统、中枢神经系统等会产生巨大危害, 严重的可致癌。结合目前现状, 要从根本上减少课桌中的甲醛含量, 减少空气中的甲醛浓度, 本设计采用透明树脂材料, 具有高强度, 重量轻等优点。

3 工作原理

3.1 机械原理

新型多功能课桌的需要实现的动作为:课桌在水平方向的任意移动;在高度方向的调节。通过在桌腿上安装可以自锁的万向轮, 以便自由搬动桌椅;桌子通过主支架上设计的卡槽调节桌身高度和桌面的倾斜度, 并且当桌面调成倾斜时, 桌前可以支起挡板。详细模型方案见图1、图2和图3。

3.2 强度校核

该设计主要有以下几个方面的受力需要考虑:

(1) 万向轮自锁后, 与地面的摩擦力要足够大, 以免课桌轻易产生水平滑动。

(2) 高度方向的调整支撑机构受力, 课桌的自重、课桌上物体的重量以及人的部分重量通过支撑调整机构传递到底座上, 因此需要对支撑调整机构进行受力分析。

4 设计创新点

该设计针对于现有课桌的问题, 提出了解决方案。其创新点主要有以下几个方面:

(1) 选用透明树脂材料从根源上减少了甲醛的含量及释放, 有利于同学的身体健康, 同时可以防止考试作弊、避免出现卫生死角等;

(2) 课桌可实现升降、倾斜等功能, 从根本上解决了现有桌椅使用起来不舒适, 桌椅间距过大或过小, 进出不便等相关问题;

(3) 桌面设置有夹层, 用于放置笔记本或网络教学工具, 满足网络教学的需要;

(4) 桌子下方安装带自锁功能的万向轮, 课桌能够自由移动, 方便搬动;

(5) 多功能课桌安装简单、快捷、方便, 部件容易更换, 后期维修工作量小。

摘要：课桌是学习必不可少的工具, 但是现在普遍使用的课桌仍存在许多缺陷, 如存放空间小, 高度固定, 搬动不方便等。这种没有做到“量体裁桌”的产品从某种角度来说, 影响了学习效率, 甚至身心健康。本文比对现有课桌的缺点, 提出了具体解决方案。该设计采用组件式设计便于安装, 成本较低, 并且易于产品化。不受教学场所限制, 可以应用与多媒体教室、网络教室, 实训室等各种教学场所。适合不同年龄学生需求。应用前景可观, 有很好的推广价值。

关键词：可移动,可升降,倾斜,多功能,课桌

参考文献

[1]黄永相, 李广慧等.人因工程在课桌椅设计中的应用[J].技术在线术, 2012 (12) :112-114.

[2]李晟泽, 史皓天.基于人体舒适度模型的课桌椅设计研究[J]纯粹数学与应用数学, 2011 (10) :698-704.

新型多功能椅子设计 篇8

关键词：浮动式,婴儿摇篮,多自由度摇摆

0 引言

随着生活水平的提高,人们对婴儿产品的关注也逐渐增加[1,2],尤其是婴儿摇床,从人体功能学的角度来讲,摇篮摇动的频率要小于50次/分钟,但是国内销售的婴儿床,无论是吊带式的还是拉杆式的,摇动频率通常在60-70次/分钟,容易造成婴儿的摇篮综合症,延缓婴儿的智力和体力的发育,此外传统的摇篮要么只能左右摇动,要么只能前后摇动,无法多自由度摇动[3]。

针对传统摇篮存在的弊端,本文提出了一种由旋转机构、摇摆机构、控制系统、支架四部分构成新型浮动式多功能婴儿摇篮装置。改装置不仅可以将摇动频率降低到50次/分钟以下,而且利用浮动方式,实现了摇篮多自由度的摇动和缓慢的旋转运动,大大的提高了摇篮摇动方式的多样性,为婴儿提供了更多更有健康乐趣的摇摆功能,是一种有较大应用前景的浮动式多功能婴儿摇篮装置。

1 结构和原理

1.1 基本结构

本文设计的浮动式多功能婴儿摇篮装置由旋转机构、摇摆机构、控制系统、支架四部分构成。

1.1.1 旋转机构

旋转机构由内盘、电动机、齿轮、内盆齿条和套环等构成,电机带动齿轮与内盆齿条啮合,内盆齿条装在内盘上,并通过套环安放在摇篮装置的支架上,通过电机最终带动内盆旋转,内盘齿条机构如图1所示。

1.1.2 摇摆机构

摇摆部件由电动机、凸轮顶杆机构和齿轮减速机构构成。电动机带动齿轮旋转、进而凸轮旋转,由于升程的变化,带动挺杆上下往复运动,使内盆产生摆动,两凸轮左右配合,通过配合旋转机构,可实现内盘前后左右摆动,进而通过旋转功能,实现相对而言的前后摆动。

1.2 工作原理

其工作原理如下:浮动式多功能婴儿摇篮装置根据阿基米德浮力定律,将传统的婴儿床变成婴儿船,放置在注有水的托盆中,利用浮力抵消婴儿的体重,使支撑块上的滚轮受力相对很小,相对传统婴儿床,能耗明显降低,利用单片机控制电路控制驱动旋转和摇摆的电动机,控制电动机的转动和停止以及转速大小,既可手动控制,又可以自动控制。

摇摆功能的实现:是用电动机带动齿轮转动,进而让凸轮旋转,凸轮旋转过程中,由于升程的变化,推动顶杆做上下的往复运动,顶杆又受限位孔的作用,只能上下运动,并且顶杆下方的滚轮的滚动方向也受到了制约。顶杆的上下运动不断推动内盆在水上做摇摆运动,由于内盆上方导轨与支撑块滚轮一起的限位作用,内盆只能按规定轨迹摇摆。

旋转功能的实现:是将电动机的输出经三级齿轮减速后与内盆上的齿条啮合,带动内盆旋转,内盆上方有柔性导轨,下方有安装着滚轮的套环,在导轨与套环的限位作用下,内盆旋转位置不变,并且在水上旋转,阻力很小,用来驱动的电动机的功率很小,且由于水的缓冲作用,能够实现机构的平稳运动。

2 控制系统及测试

2.1 控制系统

控制系统主要由液晶显示模块、输入模块、旋转模块、摇摆模块、循环模块、报警模块、微控制器、电机控制模块、电源模块等部分组成,如图2所示。

整个运动的控制采用STC12C5A60S2单片机控制,芯片内具有丰富的内部资源[4,5],有手动控制和自动控制两种方案,供使用者选择。手动控制有旋转控制开关和摇摆控制开关。自动控制是旋转控制和摇摆控制的结合,即摆动一段时间后停止,接着进行旋转运动,不断地进行往复运动。一个电动机控制摆动功能,另一个控制旋转功能。并且两个电动机分别有各自的调速按钮,可以调节旋转和摇摆的速度。调节支撑块上的垫片数量,可以调节摇床的摆动幅度。

2.2 实验测试

实验中,将仿真婴儿体放入内盆,开始测试:第一步按下操控板旋转开关,在电机带动下内盆正常旋转,物块没有大幅摇晃,然后关闭旋转开关;第二步按下操控板摆动开关,在凸轮顶杆作用下内盆正常摆动,然后关闭摆动开关;第三步按下循环开关,电机分时启动,半分钟旋转和半分钟摆动,记录数次摇动频率,结果摇动频率均低于50次分钟。

3 结论

实验表明,该浮动式多功能婴儿摇篮装置可通过自动控制实现多自由度摇摆和360°旋转功能,具有诸多优点:

3.1该摇篮装置同时实现了左右摇摆、前后摇摆和缓慢的360°旋转的功能,摇动频率均低于50次/分钟,安全舒适,对小儿进行有规律、舒缓的摇摆,达到提高小脑的平衡功能,有利于促进婴儿的健康发育;

3.2将婴儿床放置在注有水的托盆中,利用浮力抵消婴儿的体重,使传统的婴儿摇篮变成婴儿船,具有阻力小,耗能低,摇摆和旋转运动平稳等特点。

参考文献

[1]延海霞.婴儿摇篮产品设计开发与研究[J].机电产品开发与创新,23(4):84-86.

[2]黄春.婴儿摇床自动晃动装置[J].电子世界,1990,6:14-15.

[3]苏成富.自制多功能婴儿摇床[J].实用无线电,1995,6:12-14.

[4]杨凯,李钟慎,黄春池.名优茶鲜叶智能养护机的设计[J].华侨大学学报,2013,10:13-15.

新型多功能椅子设计 篇9

1 系统模型构建与系统整体构架设计

车辆行驶过程中, 车辆的行驶状态信息刺激驾驶者, 驾驶者做出判断, 从而对车辆进行控制, 整个过程形成一个闭环反馈系统, 它们之间的关系如图1所示。该闭环反馈系统中各种因素均相互影响, 驾驶员的驾驶行为决定着汽车的行驶状态, 驾驶员的生理状况和心理状态影响着驾驶行为。即车辆行驶过程中驾驶员的生理与心理活动影响着驾驶员的驾驶行为活动, 驾驶行为活动转化为驾驶人操作行为, 且直接映射到车辆行驶状态上。

根据如图1驾驶员状态、驾驶行为和车辆行驶状态关系, 分析反应车辆状态的侧向位移、方向盘转角等信息和反应驾驶员状态的脑电波、眼动特性、头部运动特性等信息, 可以设计新型多功能汽车异常驾驶检测报警系统, 如图2所示。车辆行驶状态即时信息进行信息融合处理与正常状态车辆行驶状态模型进行比较, 同样将驾驶员控制车辆即时信息进行信息融合处理与精神饱满正常驾驶状态下数据模型进行比较, 综合车辆状态信息与驾驶员状态信息从而分析判断异常驾驶状态, 当出现异常驾驶时进行报警。

2 系统硬件平台设计

多功能汽车异常驾驶检测报警系统主要由双核DSP控制单元、存储单元、信号采集与预处理、本地与远程报警、外围接口电路等部分组成, 如图3所示。

双核DSP控制单元:负责管理硬件资源和软件任务间的通信和调度, 对采集的信息进行处理, 通过相关算法计算判断异常驾驶状态, 并输出语音报警等相关提示。

存储单元:存储系统程序, 以实现系统的正常运行;存储正常状态下车辆行驶状态模型数据信息, 以进行数据比较。

信号采集与预处理:利用加速度传感器采集车辆行驶时的转向加速度等车辆状态等信息, CCD等相关视频采集器件进行眨眼幅度、眨眼频率和平均闭合时间等驾驶员状态等信息采集与处理。

本地与远程报警:进行语音报警提示与远程报警, 触摸屏实现人机交互。

3 车辆状态与驾驶员状态检测

3.1 车辆状态检测

异常驾驶直接反应在车辆状态上, 驾驶人疲劳水平变化将影响驾驶人对车辆的操作行为发生变化。正常状态下, 驾驶人反应敏捷, 能及时感知驾驶环境变化和车辆行驶状态, 及时做出判断, 实施对应驾驶行为控制车辆行驶状态, 以保证车辆行驶安全。随着疲劳水平增加, 驾驶然对周边驾驶环境变化和车辆行驶状态感知能力以及对车辆的控制能力均下降, 从而导致驾驶人对车辆的操作变量和车辆状态标量均会出现异常。车辆行驶过程中车辆横向位移量等车辆轨迹变化以及车道线偏离等车辆行驶状态信息, 以及驾驶员对车辆操作行为如方向盘转角控制、急加速、急减速等信息也可检测驾驶员的疲劳状态。

3.2 驾驶员状态检测

汽车异常驾驶关键是对驾驶员的疲劳状态进行分析与判断。通常驾驶员疲劳状态检测包括驾驶人生理信号的检测和驾驶人生理反应特征的检测。研究表明, 驾驶员在疲劳状态下的脑电信号EEG、心电信号ECG、心率变化HRV等生理指标会偏离正常状态值。同时疲劳状态驾驶人的眼动、头部运动等生理反应与精神饱满的驾驶员明显不同, PERCLOS算法证明眨眼幅度、眨眼频率和眼睛平均闭合时间均可用于检测疲劳。

PERCLOS算法采用眼睛闭合程度进行检测驾驶员的疲劳状态。其原理图如4所示。

图中曲线描述某次眨眼过程, t1-t4为某次眨眼从眼睛闭合80%至眼睛睁开80%的时间, t2-t3时间为某次眨眼从眼睛闭合20%至眼睛睁开20%的时间;状态识别可以计算出PERCLOS值P80。

PERCLOS对一次眼睛闭合过程进行判断, 在视频序列检测中, 一般以帧为单位, 故计算公式可转化为:

P80测量方式以眼睛闭合超过80%的时间占总时间的比例为驾驶疲劳判断标准。当PERCLOS值P80>15%时, 为一级疲劳状态, 系统发出报警信号。

文中设计的基于双核DSP控制单元系统硬件平台设计, 利用PERCLOS算法和数据融合技术对车辆状态与驾驶人状态进行检测和处理, 从而判断车辆异常驾驶的新型多功能汽车异常驾驶检测报警系统可靠高。

摘要：为有效降低交通安全事故, 本文设计了新型多功能汽车异常驾驶检测报警系统。首先系统分析驾驶员状态、驾驶行为和车辆行驶状态关系;然后构建了新型多功能汽车异常驾驶检测报警系统模型, 设计了基于双核DSP控制单元硬件平台;其次利用PERCLOS算法等判断驾驶人疲劳驾驶状态, 并运用数据融合技术将车辆状态信息与驾驶人状态信息进行融合处理与异常驾驶判断, 最终实现汽车异常驾驶报警, 实践表明该系统实用可靠。

关键词：异常驾驶,状态检测,PERCLOS算法

参考文献

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新型多功能椅子设计 篇10

目前市场上普遍存在的附带凳子的拉杆箱, 只是简单的在拉杆箱上附加一个小凳子, 只具有盛放物品的功能和座椅功能。小凳子因为是固定的高度是的一部分身高较高的人们无法舒适的休息;而且由于箱体自身较重, 体积较大, 在盛装物品或拿取物品时不方便, 无法满足便携的需要。且当前拉杆箱附带的折叠板凳, 需要依靠滑轮提供一部分支撑力, 大大降低了滑轮的使用寿命, 导致拉杆箱因为滑轮的损坏而无法继续使用。滑轮本身设计上难以承受过多的重量, 因此降低了整体的稳定性, 造成了人身安全隐患。

本文介绍的多用途的多功能拉杆箱, 重点解决了拉杆箱因轮子受力减少寿命及降低稳定安全性;因身高过高等原因坐着很不舒服;承装或者取用物品时不方便等问题。多功能拉杆箱包括:箱体、附包、折叠椅、拉杆等。

2 独立的受力结构

多功能拉杆箱所携带的折叠椅的主要支撑部位是高强度的钢材, 椅面采用符合人体功能学的软质材料, 这样减少了折叠后的空间, 使折叠椅更加轻便, 便于携带。

当需要休息而将折叠椅放下时, 折叠椅的四个支点着地, 主要受力点由拉杆箱的轮子而变成折叠椅的四个支点, 将拉杆箱的滚轮支起一定高度, 不承受任何力的作用, 从而解决了拉杆箱轮子因受力过大而减少使用寿命及降低整体稳定性而造成人身隐患的问题。同时由于折叠椅的主要支撑部位所采用的材料是高强度的钢材, 能够承受更大的力。所以整个拉杆箱体系的稳定性更高, 从一定程度上保证了其安全性。相比市场上普遍存在的多功能拉杆箱更加结实、耐用, 使用时间更长。

3 折叠椅与箱体连接

折叠椅和箱体的连接部分巧妙的将伸缩拐杖原理应用在其中。折叠椅位于箱体侧部, 通过连接机构与箱体连接, 箱体的侧部的连接机构一部分位于箱体上, 另一部分位于折叠椅上。位于箱体上的部分带有卡槽, 位于折叠椅上的部分带有可伸缩的卡扣。当使用时压下卡扣, 同时用力上下拉动折叠椅, 至各人舒适的位置, 松开后位置即固定, 然后展开折叠椅即可。

这样设计的折叠可以通过对卡扣位置的调整, 根据每个人不同的需求将折叠椅摆放到不同的高度, 更加人性化, 更加符合人力工程学, 坐着更加舒适。

4 附包的设计

相比市面上的多功能拉杆箱, 本文介绍的多功能拉杆箱的另一大亮点便是在箱体与折叠椅连接的侧面上, 设计了附包。因此, 增加了的副包可以方便盛装一些零散物品, 例如手机充电器, 耳机, 化妆品等, 在使用的时候更加方便拿取。

附包位于箱体与折叠椅的间隙中, 既节省空间又可以保证在拿去东西的时候十分的方便快捷。

5 结束语

该多功能拉杆箱在原有拉杆箱及其座椅功能上做了三项改进, 包括座椅独立支撑结构, 座椅随拉杆升降及座椅的中空型立体结构可以当做附包使用, 极大地提升了拉杆箱的功能性、稳定性和安全性。具有较好的创新性, 而且可行度很高, 一旦得到实施将对拉杆箱生产企业带来较大的经济效益和社会效益。

参考文献

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新型多功能椅子设计 篇11

异步FIFO是一种常用于数据缓存的电路器件,可应用于包括数据采集、多处理器接口和通信中的高速缓冲等各种领域。然而在某些应用,例如在PCIe采集卡中,由于PCIe传输的特点,可能出现数据堵塞的情况,此时FIFO的读指针已经增加,而上位机却并没有正确接收数据。如果不考虑这种情况,数据就会出现丢失的情况。因此需要控制FIFO的读写指针,保证丢失的数据能够重发。传统的FIFO只包括读写时钟和读写使能信号,并没有重发信号,因此需要重新设计一种能够对读写地址进行灵活控制的FIFO,以完成数据的重发功能。

本文基于Xilinx内部资源Blcok Ram设计异步FIFO。首先将Blcok Ram的二进制读写地址转换为格雷码,减少了地址变化过程中亚稳态引发错误的概率。接着介绍了FIFO的关键信号“空”和“满”的实时产生方法。传统“空/满”信号通过保守的判断方法产生,而保守的判断方法会对FIFO的容量造成损失。因此实时的“空/ 满”信号产生方法保证了FIFO的容量大小不受影响。同时,实时产生“空/满”信号方法利用Xilinx芯片专有的进位链资源,减少了格雷码与二进制码频繁转换所带来的资源开销。改进后的异步FIFO添加了本设计的关键信号“retry”,保证FIFO可以对丢失的数据进行重新传输。最后本文利用Modelsim对改进后的FIFO进行仿真验证。

1 问题描述

1.1 异步FIFO的结构和工作原理

从硬件的观点来看,FIFO就是一块数据内存。它有2 个端口,一个用来写数据,就是将数据存入FIFO;另一个用来读数据,也就是将数据从FIFO当中取出。与FIFO操作相关的有2 个指针,写指针指向要写的内存部分,读指针指向要读的内存部分。FIFO控制器通过外部的读写信号控制这2 个指针移动,并由此产生FIFO空信号或满信号。

1.2 异步FIFO跨时钟域问题

对于异步FIFO而言,数据是由某一个时钟域的控制信号写入FIFO,而由另一个时钟域的控制信号将数据从FIFO读出。也就是说,读写指针的变化动作是由不同的时钟产生的。通常FPGA自带的FIFO功能模块已经考虑了这些问题,而利用FPGA内部的RAM资源重新设计FIFO功能,就必须考虑构造出来的读写指针以及空/满信号的跨时钟域问题。

空/ 满信号通常都是通过双口RAM读/写地址的二进制码的比较来判断。但是如果在不同的时钟域内直接同步二进制地址,有可能产生问题。例如,当读地址从0111 向1000 变化的时侯,地址所有的位都要变化,如果写时钟恰好在读地址的变化时刻采样,写者得到的读地址有可能是从0000 到1111 中的任何一个,所以二进制地址不宜被直接同步,本文采取格雷码减少亚稳态引发错误的概率。

2 基于格雷码的异步FIFO设计

格雷码属于可靠性编码,是一种错误最小化的编码方式,由于这种编码相邻的2 个码组之间只有1 位不同,在相邻位转换时,可以大大地减少由一个状态到另一个状态逻辑的混淆,从而能有效地减少亚稳态的发生率。

二进制地址转换格雷码地址的实现如下:addr_out [i -1] =addr_bin [i -1]^addr_bin [i];addr_out [i] =addr_bin [i];(0 <i <N,N为地址的位宽),addr_bin和addr_out分别表示二进制码和格雷码的地址。

2.1 指示信号的产生

异步FIFO读写地址指针的变化由不同的时钟产生,对空满信号的判断是跨时钟域的。因此“满”“空”信号的输出必须使用同步器进行同步,分别由写时钟和读时钟控制。

一种保守的解决方法是将满信号的产生是由写地址与延迟后的读地址进行比较产生的,而空信号是由读地址与延迟后的写地址进行比较产生的,因此,FIFO的空/ 满判断总是保守的。这种保守的状态判断会损失FIFO空间的可用性,对于容量较小的状态判断会损失FIFO空间的可用性,对于容量较小的FIFO而言是无法接受的。例如,一个深度为8 的FIFO,最坏情况下,写控制器判断FIFO为满时,实际上是3 个周期前的状态,如果这3 个周期内都有读操作发生,则FIFO里实际只存有5 个有效数据。

通常空/ 满信号的产生是通过对读写地址进行比较产生的,而格雷码是无权重的,不适合作算术比较运算,需要转换成二进制码后才能比较写/读指针的差值。从格雷码到二进制码的转换增加了较大的延迟和面积开销,在FIFO深度较小的情况下显得成本过高。

根据上述现象,本文设计了实时空/满标识产生逻辑。转换成格雷码形式的读写地址经位异或运算后产生FIFO的状态标志,将其分别与全0 和全1 进行相等比较,实时产生1 个空信号BIT_EMPTY和1 个满信号BIT_FULL。再将这2 个信号分别连接到各自同步器的异步复位端,则可以产生1 个读时钟同步的空状态EMPTY以及1 个与写时钟同步的满状态FULL。具体步骤如下:(1) 设读/写地址的格雷码为Next Read Gray和Next Write Gray;并分别经2 级寄存器缓存得到Read Gray,Last Read Gray以及Write Gray,last Write Gray;(2) 分别比较格雷码的每一位数据,如果Write Gray[i]和Read Gray[i]相等,那么Emptys_i=‘1’;或者如果Write Gray[i]等于Next Read Gray[i]并且读使能有效,代表FIFO当前保留一个数据且下一个时钟读使用信号有效,为了空信号能够及时给出,将Emptys_i置为‘1’(i=0,1…N-1,N为地址的位宽);(3)分别比较格雷码的每一位数据,如果Write Gray[i]和Last Read Gray[i]相等,那么Fulls_i=‘1’,此时因为有一个数据已经放在了数据总线上,因此FIFO满状态下的数据个数总是比总容量少一个。或者如果Next Write Gray [i] 和Last Read Gray [i] 相等且写使能有效,代表FIFO差一个数据就要写满并且下一个时钟写使能信号有效,为了满信号能够及时给出,就将Fulls_i置为‘1’(i=0,1…N-1,N为地址的位宽);(4)以上步骤只是求出了读/写地址每一位的比较结果,还需要将每一位的比较结果之间进行“与”逻辑运算,而大量的与逻辑运算会带来系统延迟的不确定性。本文利用FPGA专有的进位链资源代替传统的组合逻辑运算。FPGA专有的进位链资源MUXCY使得布线延时对整个系统的影响最小。利用MUXCY进行大量的“与”逻辑之间的运算,最终得到Empty和Full信号,以下为MUXCY的具体例化程序:

Empty即是最终的空指示信号,同理得到满指示信号Full。

2.2 FIFO重传方法

由于FIFO传输的特点,FIFO的读/ 写指针只会随着读/写使能等控制信号递增或保持不变,但如果遇到已经读出的数据出现没有被正确接收的情况,设计人员希望将刚刚读出的数据进行重读。这样原有的FIFO控制信号就不能满足功能需要。

本文利用FPGA的双口RAM资源进行FIFO信号的控制设计,添加了重读使能控制信号retry。设计的原理为:如果retry信号有效,代表数据接收端发生了数据丢失的状况,那么就将FIFO的读指针递减1,当前的读指针位置减去已经丢失的数据个数后变为新的读指针位置。这样就保证了改进后的FIFO具有数据纠错功能。

实现的具体步骤如图1 所示:(1)如果读使能信号有效,数据接收逻辑中给出重传信号retry无效,就代表不需要进行数据的重传,那么读指针就递增1;(2)如果数据接收逻辑中给出的重传信号retry有效,就代表需要进行数据的重传,那么读指针就递减1;(3)如果读使能无效,重传信号retry同样无效,那么读指针保持原来的位置不变。

3 实验验证

本文利用ISE12.3 对利用双口RAM形成的异步FIFO控制信号进行时序仿真。首先利用Xilinx芯片Virtex-5 LX50T自带的Block Ram资源生成存储深度为100、宽度为32bit位的双口RAM。利用本文所描述的方法产生空信号Empty和满信号Full等常规信号以及数据重传信号retry,当写时钟频率大于读时钟频率的时候,系统有可能出现写满的情况;而当读时钟频率大于写时钟频率时,系统有可能出现读空的情况。采用读时钟频率大于写时钟频率的形式进行方针。仿真结果如图2 所示:其中rst为全局复位信号,低电平有效。rd_en和wr_en为读、写使能端,只有当rd_en和wr_en有效时,读写地址指针的变化才有意义。retry为重传指示信号,其作用是完成读地址的自动减1,也就是重传上一个地址的数据。从图中可以看出,retry为1 时,FIFO的读指针在需要重新传输数据的位置。完成了数据重发功能,满足了工程应用的需要。

4 结语

该文结合工程应用的需要,利用格雷码解决了异步系统中的亚稳态问题。同时,设计了“空/满”信号实时产生电路,解决了传统“空/满”信号产生时过于保守的问题。本文还利用FPGA专有的进位链资源MUXCY代替传统的组合逻辑运算,使得布线延时对整个系统的影响最小。最后,改进后的异步FIFO增加了数据重传控制信号,解决了数据接收过程中数据丢失的问题,增强了数据传输的可靠性,具有较好的工程利用价值。

摘要：基于PCIe总线的数据传输由于数据堵塞会出现上位机没有正确接收数据的情况,而此时缓存在FIFO中的数据已经发出,这样就会造成数据的丢失。文章设计了一种带有自动重发功能的异步FIFO,可以对没有接收到的数据进行重发。同时,此FIFO利用格雷码减少了亚稳态出现的可能性,保证数据正确传输。改进的异步FIFO利用专用的布线资源“进位链”实现组合逻辑运算,节省了逻辑资源,使电路速度得到了一定程度的提高。

关键词：异步FIFO,格雷码,进位链,重传

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