（《中國(guó)儀器儀表》雜志實(shí)拍）

這篇文章詳細(xì)地介紹了展柜的設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、環(huán)境智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及應(yīng)用效果。

《中國(guó)儀器儀表》

一種新型智能文物展柜的開(kāi)發(fā)

徐武洪 呂眾華

摘要：本文介紹了一種智能遙控自開(kāi)關(guān)四軸暗鉸鏈新型文物展柜，它有效解決了行業(yè)內(nèi)已有文物展柜普遍存在的打開(kāi)柜門后凈空通道有限現(xiàn)象，改進(jìn)了文物展臺(tái)及文物存放不便等問(wèn)題，同時(shí)也有效地預(yù)防減少文物安全問(wèn)題。基于電機(jī)控制、燈光控制（開(kāi)關(guān)控制、調(diào)光控制）、微環(huán)境控制（恒濕、凈化控制）、手機(jī)APP智能控制，設(shè)計(jì)了內(nèi)嵌環(huán)境控制系統(tǒng)，對(duì)其組成、主要功能及特點(diǎn)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：文物展柜  暗鉸鏈  智能遙控 環(huán)境綜合控制系統(tǒng) APP展柜環(huán)境控制系統(tǒng)

引言

文物展柜是博物館陳列設(shè)備中最基本的主體設(shè)備，它提供了一個(gè)以真實(shí)形式展示文物的空間，主要用于文物包裝、保護(hù)和展示。博物館通過(guò)文物展柜，直接無(wú)聲地與觀眾進(jìn)行思想交流。同時(shí)，文物展柜也是最后一道保護(hù)文物安全的防線。任何一件文物都是不可再生資源，因此，每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)注重防止對(duì)文物展品的隱害。

隨著文物保護(hù)理念的不斷更新、文物保護(hù)意識(shí)的不斷提升以及國(guó)家對(duì)文物保護(hù)力度的不斷增強(qiáng)，我國(guó)文物保護(hù)工作得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，已從“搶救性”保護(hù)發(fā)展到“預(yù)防性”保護(hù)。博物館、展覽館內(nèi)各種不同的展品有不同的環(huán)境要求，常見(jiàn)控制因素包括：溫度、濕度、PM2 .5粉塵、二氧化硫等。每年因環(huán)境因素導(dǎo)致展品、文件受損的案例不計(jì)其數(shù)?，F(xiàn)有方式通常對(duì)展館內(nèi)的作整體處理，但對(duì)展柜內(nèi)的環(huán)境處理仍基于大型處理設(shè)備，無(wú)法滿足不同展品的個(gè)性化需求，且現(xiàn)有設(shè)備存在諸多使用問(wèn)題如：高溫、震動(dòng)、噪音、使用成本高等。

如圖1所示，這是目前市場(chǎng)上文物展柜廣泛應(yīng)用的一種展柜，其鉸鏈普遍較笨重，且當(dāng)展柜門打開(kāi)至90°時(shí)將占用120mm左右搬運(yùn)文物的凈空間，為搬運(yùn)文物所預(yù)留的凈空間相對(duì)有限，若需將體積較大的文物轉(zhuǎn)移至展柜內(nèi)部不可避免地存在一定碰撞受損風(fēng)險(xiǎn)。

此外，目前普通的展柜環(huán)境控制系統(tǒng)僅只能進(jìn)行單獨(dú)對(duì)燈光或者使用除濕用品等進(jìn)行粗略控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確控制，不能滿足個(gè)性化需求，主要體現(xiàn)在:

(1)系統(tǒng)間控制邏輯簡(jiǎn)單，智能化程度低，在春秋季節(jié)易出現(xiàn)邏輯混亂，造成柜體內(nèi)溫度波動(dòng)范圍大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精確控制。 

(2)無(wú)法對(duì)燈光、溫濕度進(jìn)行綜合控制，不能滿足不同柜體的個(gè)性化需求。

(3)數(shù)據(jù)采集不精確。僅在柜體外指標(biāo)數(shù)據(jù)采集，柜體內(nèi)區(qū)域無(wú)法精準(zhǔn)采集；

 (4)缺乏良好的人機(jī)界面，無(wú)法智能化手機(jī)控制實(shí)時(shí)顯示環(huán)境狀態(tài)、執(zhí)行裝置的工作狀態(tài)及故障信息等。

針對(duì)以上文物展柜現(xiàn)存的問(wèn)題，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)智能化控制，本文特設(shè)計(jì)研發(fā)了一種智能遙控自開(kāi)關(guān)四軸暗鉸鏈文物展柜。

1 總體設(shè)計(jì)思路

鑒于上述問(wèn)題及業(yè)主單位需求，總體設(shè)計(jì)思路如下：

（1）本發(fā)明針對(duì)柜體空間的局限性，從增加凈空間入手，改進(jìn)了文物展柜的原有鉸鏈設(shè)計(jì)，自主設(shè)計(jì)研發(fā)全開(kāi)型展柜鉸鏈。

（2）設(shè)計(jì)研發(fā)全開(kāi)型展柜鉸鏈，滿足大件展臺(tái)及文物的存放，使文物縮小損傷的比例。

（3）設(shè)計(jì)過(guò)程中滿足了凈空要求并增加了開(kāi)啟90°后定位功能。

（4）此鉸鏈效果佳，開(kāi)啟輕便，使用壽命長(zhǎng)，制作精美。

(5)引進(jìn)現(xiàn)代控制技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)控制邏輯;

(6)采用先進(jìn)、成熟的數(shù)字式傳感器，運(yùn)用多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)理念，以獲取精確的環(huán)境數(shù)據(jù)。

(7)采用全數(shù)字化的通訊方式，對(duì)各終端裝置實(shí)施精確、協(xié)調(diào)的控制。

(8)通過(guò)手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)智能化場(chǎng)景，對(duì)柜體指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化智能控制，快速、便捷調(diào)控柜體環(huán)境。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能遙控自開(kāi)關(guān)四軸暗鉸鏈文物展柜如圖2所示，包括柜體以及柜門。該柜門的內(nèi)側(cè)設(shè)置第一鉸接部分、第二鉸接部分和第一鎖扣，第一鎖扣和第一鉸接部分別位于柜門的兩側(cè)，第一鉸接部遠(yuǎn)離柜門的側(cè)邊，第二鉸接部位于第一鉸接部和第一鎖扣之間；該柜體具有一安裝空間，安裝空間中設(shè)置有第三鉸接部、角度彎桿、控制桿、控制器、電動(dòng)閉門器、第二鎖扣、上鎖電機(jī)、第一行程開(kāi)關(guān)和第二行程開(kāi)關(guān)。通過(guò)配合設(shè)置角度彎桿、控制桿、第一拉桿和第二拉桿，實(shí)現(xiàn)四軸鉸鏈，在柜門打開(kāi)到預(yù)設(shè)角度時(shí)，角度彎桿和控制桿形成干涉，保持只能開(kāi)到預(yù)設(shè)的角度，并且打開(kāi)后，柜門的一部分與柜體重疊，有效減少占用的搬運(yùn)凈空間，使用便利。

3 環(huán)境智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

展柜環(huán)境智能控制系統(tǒng)框架如圖3所示，主要由電機(jī)控制（通柜推桿電機(jī)控制、升降柜電機(jī)控制、俯視柜推桿電機(jī)控制）、燈光控制（開(kāi)關(guān)控制、調(diào)光控制），微環(huán)境控制（恒濕、凈化控制）、手機(jī)APP智能控制及執(zhí)行裝置等組成。通過(guò)控制器的控制軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)裝置及系統(tǒng)等的協(xié)調(diào)管理和精確控制，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)控制器與遠(yuǎn)程控制裝置無(wú)線連接，從而滿足個(gè)性化需求。

系統(tǒng)硬件設(shè)施布置，由下到上依次為拼接的底座 、展柜玻璃、頂板；其底座內(nèi)設(shè)有恒溫恒濕機(jī)，恒溫恒濕機(jī)的出風(fēng)管和吸風(fēng)管分別連接到設(shè)置在底座上端面的出風(fēng)口和吸風(fēng)口處；底座上端面中央裝有溫濕度傳感器) ，所述溫濕度傳感器與恒溫恒濕機(jī)連接。

4 應(yīng)用效果

該新型智能文物展柜通過(guò)采用四軸暗鉸鏈的設(shè)計(jì)方式，基于電機(jī)控制、燈光控制（開(kāi)關(guān)控制、調(diào)光控制）、微環(huán)境控制（恒濕、凈化控制）、手機(jī)APP智能控制，設(shè)計(jì)了內(nèi)嵌環(huán)境控制系統(tǒng)，最終經(jīng)過(guò)樣品試制和實(shí)測(cè)驗(yàn)證。結(jié)果證明了本文所研究開(kāi)發(fā)的新型智能文物展柜，在文物的存儲(chǔ)、展示及保護(hù)功能上較現(xiàn)有普通展柜具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體如下：

（1）實(shí)現(xiàn)了柜門開(kāi)到90°后柜門完全在柜體外，搬運(yùn)凈空間和柜體同樣大小，有效解決現(xiàn)有之文物展柜打開(kāi)后占據(jù)較大搬運(yùn)凈空間的問(wèn)題，為大件展臺(tái)及文物的轉(zhuǎn)移存放使用帶來(lái)便利，大大減小文物受損的隱患。

（2）新型智能文物展柜的智能系統(tǒng)設(shè)置了內(nèi)部傳感器能全面反映柜體實(shí)時(shí)溫濕度等指標(biāo)，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)了智能化、可視化的控制場(chǎng)景，高效便捷。

（3）本文研究開(kāi)發(fā)的四軸暗鉸鏈?zhǔn)褂眯Ч?，開(kāi)啟輕便，使用壽命長(zhǎng)，且制作精良，使得展柜整體感觀精美。

（4）新型智能文物展柜通過(guò)測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均可滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)和業(yè)主單位的需求，具有明顯的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

新型智能文物展柜樣品實(shí)物如圖6所示。

參考文獻(xiàn)

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