机械创新大赛设计说明书-多功能旅行箱

衣橱式功能多行旅设计箱说书明

计者：

设

汉杨周刘 桑健泽 磊勇刘孙颖

导老师指：庄曙 东周美

河海大学机械工程学英院20 1 2四月年

1

衣橱式

功能多行箱设计旅说书明

计者： 周设杨 刘汉 桑泽健磊刘勇 孙颖 指 老师： 导庄曙 东美周英（ 海河大学电机程工学院常 州：120322）

摘要：

代社现会是速发高展的时，代人们快消费方速和式效高捷便的市场需促进科技要的新与进步创 尤其，家庭生活是，需更要富丰便、的利机械置装满来足高效活生的求，传统的旅行需箱，晾架和衣储衣 都柜是单独用使功能家具的我们的，计是将设者三完美谐和组合地一体，仅扩不使大用环境场的合还， 给日常生能的活清、整理、洁存和储护维来带便，捷且还而能约市节上家场生产具中材料的资源十分， 符现合化发展的代需要

。

键词：关功能多衣橱；；式旅行箱 滑；导轨；动衣挂机

1构、引

以往言统传旅行的程过中使所用旅行的箱是一个只单简箱的体外壳，面里放置需要携所的衣带物， 而衣物都折叠摆放，是到目的了还要重新地理整寻，和找摆。放而传的统衣物晾晒整和理衣柜到的里 方式都是分的开，步骤比较繁琐。不适合代现快速人费消的活生式和省方时事的便活需生。要 于基行生旅活，办出公差已渐渐成现为代生活的普方式，遍代现社会高速的发需要，我们展特设计 一新型创新定的个机，械融合旅行箱，架衣和储柜衣种主三功能要为体一机的械构结帮，人们助便地简处 理日好生活常要需晾衣的，服衣服，挂衣服储和带携衣服功能等要，需十分民便民，利一多能体非 常，适合时代会社公办差出活生的求需 。们这我设计个是，根据日对常生的观活察，未来若对干年后人们的以活环生境和态的状想设设计，并制 出作来的够能人使们生活更加丰的、富便的机械利置。同装，这时机个装置械对家庭能宿舍或内 品进行物清洁、理、整存和储护维并，以机设计为主械，用采先进理和先论技术，其功能、进设计、结、构 艺制工、作能性格比价先进性、、新创性多等方面十分都符现合代化展发社会和的场市求要。在现功 实相同能的件条下我们机，结械构虽然简单但，是十分实，好用。用

2

、 计设目标任和

（务1）能功实：现该机装置械结构单，功能简全，齐时可实现旅同箱为主体，行衣晾架储衣,功柜相互能 换。 （转）2间利空率：利用用上左下四位右体的结一构缩杆可伸实以空间现的扩和展收。 （3）缩置巧设结妙：构用挂衣利构机的新创变实现平面形式衣挂服和立式体晾服的相衣互转。换 （4满足）众大需化求设计：目是更轻标方松便地储衣，服晾

衣服和方便长距中离的携移动便。2

3

、使环用和功能境

体效果整

图图 3-1.展开图

图

3 2-.回图

收

31 装.置使用场的和功合能

该设计是以行箱旅为体，拉主杆控移动方向制，底下两由个动滚轮动运靠，缩连伸机杆的拉构伸和收缩来 展和合拢箱体开 既可，作为旅箱储衣柜行用使 也可作为晾衣，晾晒衣架使服用。使 用期限不， 并可限携衣带服一些及品，物方旅行办便公差及出宿野。

1（）家和宾馆庭的使用里和功能如

图1 -1，箱体伸展时当可，以宾馆或家在里放置挂放，衣服或晾衣服，随时晒可伸缩以，衣挂 取，十分衣方便，居家旅行分十有用。箱体下面设在计成箱小，可体让以户客置东放，西正真实旅行居 家需要现

。2）（途旅中使的和功用

能如图 12-当作 为旅箱行使用,里时的机械面结构过通缩伸杆机构的收连， 通过缩动滑导放轨旅进箱 里行面拉好拉链，并，有链扣头进码密锁里，成完封保存功能密此时。方，便客中户距离的长由自旅或 出行公办差的使用手柄。扶的设手计符合体手人紧掌方式，箱握安装的下滚轮减少地与摩擦面从，避免 了而载给客重带户来不便的让，户省时省客，力贴体温馨。

3（）置的装能功析分 该计设是旅以行为主箱，体晾衣,架储柜衣能相互功转换的机变械形合组体。该设计 以可衣挂服储，衣服晾衣，和方服中长便距的便离携动移巧妙的设，计可以现实间的高效 利用空，更有平面挂式衣和服立式晾衣服体的互相换转能

3

功

.2 3设计零数件据表

1-1

零件 参

数数量 预载荷 F（定） N要作用

。

主支柱 8

（根）3 5 支撑0

高度

导 8（轨） 根02 0伸缩

宽度导

轨4（根） 00 3缩

伸滚轮

（2个）2 00移 动

伸

连缩杆 机构2（ ） 40面 0载

承梁横 （根2）3 00承 载

。

4、机构与构结设计衣橱

式多能功行箱旅是一个旅行以为箱体主晾，架衣,储衣功柜相能转互换的械机合组体，伸由 连杆机缩构、缩导伸轨支柱、、横、挂衣机梁构伸缩、、杆滚轮动、把和拉杆组拉。

成

.4 1箱体选的

择该计设旅以箱外行作为载体壳，内置机设械结构，计储有密存封能，并以帆布作为材功料制造有 防水防，滑用作，时同，体外箱内表层壳是以硬质材，坚板牢固。通靠过算计箱，体承可 受04g-5kk0 重g,其量体具据数计如设下表1- ： 表 1-2 结构2 主袋箱 外套体帆布 贴 袋 拉链宽 酯聚丝类 线 2厚8cm 7c4m 高7 2m 质c地 尺 28 寸寸

4

.4 2缩连伸杆机构设的计

图

4 2-连杆 机的构示图 该意机械计设通过伸是连杆机构缩实箱现宽体度的伸，缩前由后个两伸连杆缩构构成。机每个一伸缩 连杆构用 机8根 3 80m 长、m200mm宽规 的亮光铝质格料制造而材，并且每成

两根交铰叉支间杆一 用 根10m8m 的长杆短接连强加连接方法。通是打孔过铆，连钉接其。伸缩连机构的杆稳性，刚度，定 强度能承设受计需所到的达要。 求伸缩连机构杆是成箱体宽度完的伸缩功能伸，比缩高例达4 ：1，铝质料质材，强轻大、抗度腐 热抗、外质观感。佳并能且现实空间压缩的扩张，和而灵活从高效利用增的扩间空。

.43 部底缩导伸轨机的设构

计计设的伸导轨缩铝由材料制成的，滑质利用 套ASB塑 料成制可，承受、固、定引移导支动的前进 柱后退与并且有减，承载少摩擦的功能。轨导表上面纵的向或脊，用于槽直线复往运，拥动有直比轴承 线高更额定的载负，同时 以可承担定的一矩，扭可在负载的高情下实况现精高度的线运动。直

5

4-图 3滑轨装配示底意

4.

4 支的选柱材计设四

根支柱通主导过轨接连根副支柱四， 成构设计的本基架， 因此框导的拉伸收轨缩致导支的柱拉 收伸缩功，是能不支撑仅本框架，基有连还伸接连杆机构缩、定稳结、构帮空助的扩间大和收缩的能功 。另外为保证了柱的强度，又支要减小整的个重量我，选们了质量较轻择强度较高的空且心合铝金材料

.54锁紧机构的设计

锁紧 机主构要有栓，旋导轨头卡以及旋组成，座过带螺纹的旋通钮做向轴进旋可以与，装在安轨 导的内卡头合，完楔主支成与柱副柱的支下定上位同理，当旋；栓退后，出副柱支下，降整支个架变可以 收回旅行箱缩

副。柱

主支支

柱

旋栓

图

4-5 锁 紧机示构意1

图

45-2 -紧机锁构意示2

64

. 挂6衣机的构设计

图-46 悬挂状

态图 46--2放下状态

该

机是为构创了型的新挂衣方式专而门计的。以活叶中设连孔接杆横顶的座左，右两有支短横杆 一支，短横杆三个有头挂一个挂，头一件衣挂。当箱服体伸状态拉，时挂机构衣两横的杆水平放置的是 当；体收缩箱态状，挂时衣构机两横杆垂直放是的。下巧地实妙现立体式衣和挂平式储衣的功能转换面。

、五机设计的械强计度算和核校

5１挂衣机构的受.力分析与度计强算

（） 槽1梁型的度校核计算强

7

图 5-

1槽 型梁的剪力弯矩和 根图据市一般场衣服的计统一,衣服的平均重件量 为0.kg9,图所由,求们设我计的机械每横个梁上均 可放挂件衣八,服那横么梁上所的受近视力认为可是均载布,且总重荷量G 8=×0. 9kg10×N/gk=7N 现2以在型梁为受槽力分对象,由析于衣架所承晾的衣受服的量可认重为集中在形梁槽螺的和栓 侧两套的环。所以上 ,如图所，每个以受力的点受承力为

＝F

1G ＝2N 43

根据槽形的尺梁设计寸， 有槽形梁度长L =304mm 环套到缩连杆伸构垂直机距 d离30 mm=

绘

槽形梁得剪力图的和矩弯图

，如所示。即可图分析出槽，梁两端型端点，是即伸与连缩机杆构连接处的受力

8

F=13N 槽型梁6中点的力 受2F=21 N且险点在危槽型的中梁，中点处点的弯 矩１W2.＝4N·m 5己知 =0.y5×h3=mm根 据相关手查册得设计本中的型槽梁性惯 由矩公式＝σ

My

， 校梁核全完满设足计需 要zI

２.中心螺

连接的栓度强算

由计构机设计可知的中，螺心为栓螺栓。紧根螺栓据危险截的拉伸强度条面，件于由公σ 式ac

＝1.

3 1 F2 d 4

=

1

3 .24 N 1   4mm) ( 24

=2

4.M8p

a

们我设计的心螺栓中直的为径４m,根据相m材关可料其知用许应[力σ]６M＝a，很明p显， σac [σ≤] 以，所设计的强符合要度

求

5２.缩伸杆连构的机力受析与强分度算

计1）伸（杆的受力缩析分稳定与性算计

9

图 -52 杆机构结构连力学型模由上 面算分析，可计得缩连杆机构与槽型伸连接梁的处力 F受1＝63N,设 伸缩计杆机连收缩时构，就也作是为旅箱使行用时，个伸两缩之杆间的最角度小α20° =, 计算出每根伸杆缩受所力 Ｆ3=0的5.F×/co1(0s5.α≈)8128. N压杆稳由定算计式

公

己知伸杆的拉端铰两，μ=1支.0

bh 3I= 12

中，其设 预=bm2mh=6mm 求 出I：36mm

=

4

=1l4mm 4代入公式求，

得3

.41 2 200 36 mmF CF 1(0.× 441mm2

)F3 FCF 此时>伸缩杆失稳，

=3.

2N

4

故调整需缩伸的截面尺杆，将 b寸扩 大 3mm, h=为1mm

2h3 则b 其I 1=

2

≈42m3m

4

3.14 2 20 0 342 mm 时此，算出F CF ＝1.(0×1 44mm2

)

41=0.N

80

1

由于F3

图

5-2-2 连杆机构应力分的

（2析铆）钉处的摩受力分擦析经查得

材料为亚光，质伸缩杆的摩铝系擦数 u0.15=经修,到正铆孔表面钉的摩擦数系u 0 =03,当人.正 常拉伸缩连开杆构机，时 既保证伸缩要连机杆构持保定又稳保证得拉开的力时度合适，设定伸 缩连机构杆 开拉的作工拉力为 0N，其实，1伸连缩杆机构有 上14 个铆孔，钉 f=由nNu可 出铆算钉预的紧压 N力=

f

01N = =2.3N 8n 1u  4.0

3实

际用钉铆连接，在铆钉连接时处加一预小块纸片，则合符该计设预的要求。紧

11

6

设计、总

6结. 1创新点1

该.计设品作挂衣的构可机实现立体式晾以衣服平和式挂衣的空间转换，面十分妙、巧便方， 实空现间的高 利度。 2用.该设的计基架本构是过正反面使用铆通钉连接术制技造成而伸缩杆机连，可构以现实缩伸比为 41 的：间变换空用，利同时，支柱用 滑轨机使，均构匀力承载，同受实现高度 和宽时度增的减 3.该设计。品实作用性，强适用范广，性围比价，可同高满足居时家旅行、、公办野和的宿要需，应时适代 社的会发，满展足市的需要场，便

利，松轻让人感觉机械产品，巧妙的优和美。

62. 场市应前景

当今社会用 ，行生活已逐步旅成为人们爱热的项一外活动户，既能享 受同不的风景舒工缓生活压力，作 能增也加闻见提生高活量。同质时，业企间的流不断加大交跨，方的出差办地公已为成作的必要组成工 分部。然而，些外出这活动需都要带携物，衣在旅过程程，携带中服衣洁，洗净涮物再整衣理摆是放一件烦 琐事情。因此，的在种这提下前设这样的机计可以解决以械上的有所题问 。传统在旅行过程中的所用的使行旅只是一个箱单的箱体简外壳 里，面放所置需携带的要物，衣而衣 物都是 叠折放，到了目摆的地要还重新整理，找寻摆和放而。统传的衣物晾和晒整到衣理里柜的式都 方分开是的，步骤较比琐繁不。合现代适人速快消费的生活式和省方便时的生事活要需 。于基行旅活生，办出公已渐渐差成现为生活代普的遍式，现代方会社高速的发需要，特展设一计 个型新创定的新械，机融合行箱，旅架和储衣衣三种柜要功能为一体的机主械结构帮，助们简人地处便理好日 生常需要活晾的服衣挂，衣，服衣服和携带储衣服功能等要，十分便需民民，利一多体能，非 常合适代时会办社公差出生活的求需。 市据需要场分析，的个机这械是很有场市价和前景的。

值

、7 考参献

文1【高】和，建国唐兴材料.力学M].机械工业出[版社2 020（）1：3 -326 2【】飞尹鸿郭魂，，杨斌小等有.元基本限原及理应用M[.]高教育出等社 版021（1）0 5：91-6 【35】申永.机盛原理教程械M[.清]大学华版出社 20052（ ：10-）78 4【王】定，焕梓章茂，景瑞等.结力构[M]学高.教育等出社版 02013） ：40-（26【 5曹平周】，朱泉.钢结构[召M.]中国电出版社 力02083（）： 16821-

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