可伸缩调节的学生课桌辅助面板的设计与制作

项林舒畅

摘 要：通过将木质面板两侧的连接条固定在学生课桌一侧，并调节木质面板下方的金属伸缩杆，从而调节木质面板的高度，使产品在不使用时能够最大限度地节省空间。由于金属伸缩杆与木质面板呈一固定角度，木质面板在高度调节的过程中能够始终保持水平，有效解决了水杯、笔筒等生活、学习用品被打翻的问题。

关键词：可伸缩调节；金属伸缩杆；木质面板

一、发现与明确问题

水杯、笔筒等是我们在教室中常用的物品，但是在使用的过程中常常会因打开桌盖而将其打翻、损坏，给我们带来了许多不方便，造成了时间和金钱的浪费。

因此，我們经过考虑决定制作一个“可伸缩调节的学生课桌辅助水平面板”来解决以上问题，并拓展了桌面的可用空间，也能更好地保护自己的物品。我们意识到原本就狭窄的过道，在放置产品后为同学们的通行制造了更多的不便。于是我们想到利用桌面与抽屉的水平差，尽可能地减少空间占有量，得出设计要求2，根据水杯和笔筒不可倒置的特点，我们得出设计要求3。

设计要求：

1.上课时可将面板调节至与桌面水平的位置并保持稳定。

2.不使用时可将其收缩至桌面侧下方靠紧抽屉。

3.面板始终保持水平。

4.结构有良好的稳定性和承重性。

5.结构简单易于操作、可拆卸。

二、制定设计方案

1.设计分析

材料：木板、铁片、塑料管、金属伸缩杆。

连接方式：刚连接、铰连接。

2.方案构思

构思过程：使用两种连接件使木质面板始终保持水平并能进行上下调节，在不使用时能够将其收缩至桌面侧下方，并紧靠抽屉，以便尽可能地节省空间。

3.方案呈现

考虑到学生课桌的桌面采取翻盖的形式，为了使产品始终保持水平，并且在不损坏学生课桌的基础上，达到便于安装和拆卸的目的，于是我们作出如下与桌子连接的连接件设计图：

三、制作模型

1.准备材料

木板若干金属伸缩杆一根、铁片若干、塑料管。

2.制作步骤

第一步：制作面板

画线后用木工锯对木板进行锯割，得到所需尺寸的面板，并加工两个圆孔。

在制作和加工两个圆孔的过程中，由于木板较厚，我们只好用圆规画出两个等面积的圆，用台钻沿着圆钻出若干个孔。一开始我们采用木工凿，想将钻孔后的圆形木板从面板上凿下，结果，我们发现这种方法十分费力耗时，最终我们改用钢丝锯，将圆形木板锯下（用于放置水杯与笔筒），并用锉刀将其磨光滑。圆孔没有进行大小条件的功能，就限制了放置物品的大小与种类，为此，我们想到使用“蛋袋”的形式，实现小物品的放置。

在加工过程中，我们体会到当制作出现困难时，换一种工具：换一种方法、换一种思路，或许会为我们的制作带来便利与转机。

第二步：安装链接用的小木块

在面板的底部安装一块小木块用来连接金属连接杆，使面板保持水平。

第三步：制作面板与课桌的连接件——侧面连接条

将两根较细较短木条钻孔并锯割，作为侧面连接条，将两个侧面连接条和弯折的铁片进行钻孔并连接，使铁片可以刚好卡在课桌抽屉的边沿上。

第四步：连接面板与侧面连接条

用元宝螺帽将两根连接条连接在面板的两端，使连接条可转动。

在改用元宝螺帽之前，我们直接采用两根螺钉将两根连接条连接在面板的两端，由于螺钉较长，且螺纹易对连接条内侧产生一定的磨损，最终导致面板与连接条的松动，面板在使用时易左右晃动。所以我们换用元宝螺帽将连接条进行固定，有了元宝螺帽的帮助面板不仅拥有了较好的稳固性，并且可以进行水平上的调整。

这种材料上的改进，对于产品整体性能的改进起到很大的作用，我们从中得出细节的变化也会对整体发展起到推动作用。

第五步：制作金属伸缩杆的固定部分

将金属伸缩杆下端套在塑料管内，上端与面板底部的小木块连接，实现面板的升降调节。

第六步：组装成型

四、测试、评估及优化

我们对产品进行了技术试验，面板可以升至顶部并保持水平，有着良好的承重能力。金属伸缩杆推拉顺畅，面板能够始终保持水平，能起到较好的升降效果。

优化：

1.侧面连接条固定部分的改进

原本采用的铝合金材料较薄，材质较软，弯折后卡在课桌抽屉边沿上时，不是很牢固，而且多次使用后易变形。产品无法在打开桌盖后保持水平，并且容易晃动和掉落，承重性也较差。因此，我们将铝合金片改为强度更好的铁片。

改进后，连接件的强度得到了极大的提高，铁片能够紧紧地卡在抽屉边沿上，即使打开桌盖，产品仍然能够正常使用，并且具有良好的承重能力。

2.侧面支撑条材料的改进

由于原先的木料材质强调不够，我们在加工过程中出现了许多问题，比如我们在钻孔时将木板下方破损，或者无法将木条内部加工得十分光滑，也将影响到面板使用的顺畅度。（如下图）吸收了错误的经验后，我们换用强度更好的木材，并改进了加工方法。

在制作连接条的过程中，我们一开始用台钻钻孔后使用钢丝锯，钢丝锯加工后，木材十分粗糙，且这种方法加工速度十分缓慢，由于缝隙过小，木工锉无法伸入加工，导致我们一开始制作的连接条无法使用。改变材料后，我们使用钻头，让木条左右移动，从而加工出我们所需的缝隙，木条较软，不会损坏砖头，这种加工方式十分快捷，且加工后木材较光滑。

由于木材质地较软，换做金属或者较坚硬的材料，我们便不能采用这种加工方式，会损坏钻头，并且无法平稳加工，这使我们得出不同的材料要对应不同的加工方式，否则将会损坏加工工具并且无法得到相对应的加工效果。

3.伸缩杆的改进

我们发现实物的制作并没有想象中的简单，画出设计图后却有很多细节是我们无法完成的。于是我们将设计图进行一定的修改，最终采取可行的方法。

在设计过程中，原本我们打算用木材作为产品的唯一材料，使伸縮杆与连接件采用插接的方式连接，将两个方形的位置对准，用一块相对应形状的木块进行插接，这种方式不仅制作困难，且木块在多次使用之后容易脱落，改进后制作变得更加简单可操作。

我们发现即使面板收缩到抽屉一侧，还是占用了部分过道的空间，于是我们又提出新的想法，设计一个连接件，使水平面板在不使用时可以垂直放置。但由于制作能力有限，这一想法最终没能得以实现，说明限制因素还有很多，我们往往有了新的想法却不能付诸实现，而我们的设计与创新就是为了不断提升自己的能力，不断进行自我突破。

4.金属伸缩杆底部固定部分的改进

我们原本将不织布作为金属伸缩杆的底部固定部分的材料，由于不织布的材质较软，固定的强度不高，我们将固定部分的材质改为木板，大大提高了金属伸缩杆固定部分的强度与稳定性。

经过三次改进，伸缩杆底部的固定件的强度得到了很大的提高，但产品的美观方面依然有待加强，这说明在一次次改进中，产品的性能会不断的提高，也依然会出现许多新的问题等着我们去解决，我们需要在解决问题的过程中不断学习，不断提升自己的制作和思维能力。

五、编写产品使用说明书

产品名称：可伸缩调节的学生课桌辅助面板

产品结构：木板（主题）、金属伸缩杆（推拉处）、铁片（连接件）。

使用方法：转动金属伸缩杆并上下调节高度。

产品特点与功能简介：可伸缩调节且始终保持水平作为本产品最重要的特点，我们在通过将伸缩杆与桌子有角度的连接，使面板始终保持水平状态。

六、回顾与反思

在整个过程，我深刻认识到创新实践并不是一件容易的事。有了设计思路，并创作出设计图后，却不能十分完美地制作出实物，所以我们需要不断地付出以及坚定的意志，并且在一次次受到挫折后站起来，继续自己的制作，才能收获成功的喜悦。

参考文献：

[1]顾建军.技术与设计1[M].南京：江苏教育出版社，2009.

[2]严扬.产品设计中的人机工程学[M].黑龙江科学技术出版社，1996.