无障碍拉杆行李箱
无障碍拉杆行李箱
【摘要】本文所介绍的设计产品是通过对日常经常使用的行李箱进行改造，进而满足大众在旅行中的特殊需求。该设计名为“无障碍拉杆行李箱”，主要通过三叶轮来实现障碍跨越，但又有美观、舒适方面的大胆设计，兼顾多方面的优点。
【关键词】行李箱；三叶轮；无障碍
现在时代，出行成了社会现象中的一大特点，火车站、汽车站、码头、飞机场应该是最富有代表性的了，人山人海恐怕都难以形容。在这来来往往的人中，人们所携带的物品有一样在有意识或无意识之中都已经深深印入了人们的脑海中，那就是行李箱。当然行李箱的种类更是让人们耳目一新，从早期的木质行李箱，到现在的合成材料行李箱；从早期的只具备手提功能的行李箱，到现在的各种各样的轮式行走行李箱。变化万千，是人们的需求在引导着进步。本设计着眼于行李箱在高低不平地面或上下楼梯时行走不便的方面进行设计，但考虑大众对美观、舒适等方面的需求，本设计加入了更多的元素。
一、工作原理
（1）三叶轮的原理。下图所示为三叶轮的机构设计示意图。该轮式结构要实现在不平坦地面行走和方便
上下台阶。故设计时以台阶为参照标准以满足这两方面的要求。另外，在不需要特殊使用时，不需要用到该轮式结构。同时从美观、舒适的角度讲，三叶轮应该能收放。一般情况下，即是在平坦的道路上行走时，只需要简单的两轮结构。这时，三叶轮的结构不需要工作，即处于收起的状态，外部大轮工作。在崎岖或上下楼梯时，三叶轮处于工作状态，即伸张状态。此时，三个小轮工作，大轮协助支撑。本设计原理图如下。
（2）拉杆结构的原理。拉杆的结构图1所示，通过齿轮齿条、带传动实现对三叶轮收放的控制。该结构拉杆臂在没有与齿轮齿条及带传动结构连接时和普通拉杆的功能一样，当拉杆臂和齿轮齿条及带传动结构连接后，该拉杆就可以通过其对三叶轮进行控制。
二、尺寸设计
本设计中因涉及较多尺寸，故整体尺寸协调设计，局部尺寸精确设计都需要不断更改调试调试以达到某个限范围。对于整体尺寸的把握，需要从行李箱的使用范围，即体积和承重两个方面考虑。按照通用标准，先确定行李箱的使用的范围，这样就对整体尺寸确定了一个重要的参考，也是界限。首先是初步尺寸。初步设计拉杆尺寸，按照常规伸缩杆的结构分为两段，一段起主要支撑作用，另一段起延伸拉手作用。根据箱体尺寸，可以确定杆长范围。初步设计齿轮齿条及带轮结构尺寸，他们的尺寸跟杆长密切相关。拉伸杆的支撑段为该结构的支持尺寸设计标准，拉杆的延伸段为该结构功能尺寸的设计标准。紧接
着是三叶轮连杆尺寸的设计，先以大能尺寸定下小轮伸缩范围，然后据此设计小轮伸缩连杆的尺寸及其驱动连杆的尺寸。初步尺寸确定后，就可以进行详细尺寸的确定。这里要从一些标准化尺寸开始，如齿轮尺寸、带轮尺寸、齿轮齿条的配合尺寸等。通过查阅相关国标及详细计算确定该部分尺寸。
三、机构应力分析
机构的基本功能是实现行李的承载及运输，故需要对各构架及整体机构进行应力分析，用以判断所设计的产品符不符合使用要求。本产品设计过程中对大轮机构、三叶轮机构和有支持作用的轴承套筒构件进行了详细的应力分析，并同时进行了有限元分析。通过分析所得参数化确定设计的准确性。
四、机构运动分析
汽车行李箱
机构运动原理：拉杆通过开关按钮作用于中间齿条1，齿条通过啮合带动齿轮2运动，齿轮2的旋转运动通过与其固结的同步带带轮1将运动传给同步带6，带动同步带轮5转动，带轮5通过齿轮齿条机构（齿轮4、齿条7）使齿条7产生直线运动，这是固定与箱体的传动机构。作用的力由传动机构传递到三叶轮机构后就能实现三叶轮的伸缩运动。应用Solidworks中的motion运动分析对构件的速度、加速度、位移等进行分析，以确定其符合设计要求。
在设计的最初阶段，有些数据仅仅能确定一个范围，详细数据计算确实有较大难度，但是先进的建模工具对整个设计有着巨大帮助。
设计的产品在未投入生产前就已经能通过建模、分析工具得到其实用行的指标，有效避免成本浪费。本设计借助这些先进的工具能在完成后进行仿真模拟，效果良好。
参考文献
[1]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理（2版）[M].北京：高等教育出版社，2010
[2]邱宣怀.机械设计（4版）[M].北京：高等教育出版社，1997 ------------最新【精品】范文