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浙 江 科 技 學 院
本科畢業(yè)設計（論文）
題 目 一款多用途折疊式行李拉車的設計
學 院 機械與汽車工程學院
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級
學 號
學生姓名
指導教師
下達日期 2013年01月10日
摘 要
本設計是一種多功能行李推車，可以充當行李車、購物車、物品架等功能，很好的解決了目前人們?nèi)粘Ｉ钪谐鲂兄薪?jīng)常遇到的問題。設計中融入了人性化、實用性設計理念，在多功能基礎上進行創(chuàng)新設計，通過嚴格的材料選擇和力學分析進行設計。本設計過程主要依靠電腦繪圖，利用大量三維圖片將每個結(jié)構(gòu)的設計和模型以圖文并茂形式進行了詳細的分析和闡述。本文將分析設計的整個過程，以及每個零件的制作和設計過程進行了詳盡的描述，充分體現(xiàn)了針對大眾進行設計的方向，將人性化設計貫穿整個設計的始終，在開發(fā)多功能的同時也提高了產(chǎn)品的實用性。
關(guān)鍵詞：行李車、產(chǎn)品 、多功能 、設計
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Abstract
This design is a multi-purpose ladder cart, a comprehensive general ladder, trolleys, Ping Banche, lift truck features, this one for the four functions of integration and unique features climbing stage, a very good solution of the current daily life In the handling of the goods in the often encountered problems. Integrated into the design of humanity, practical design, multi-function on the basis of innovative design, a rigorous analysis of material selection and mechanical design. The design process relied mainly on computer graphics, use of large three-dimensional image of each design and structure of the model illustrated in the form of a detailed analysis and elaboration. This paper will analyse the whole process of design, and every part of the design and production process of a detailed description, fully embodies the general public for the design direction, humanity will run through the entire design has always been designed, in the development of multi-function while Enhance the usefulness of the product.
Key words: product-design
目 錄
1 緒論………………………………………………………… 1
1.1 研究背景……………………………………………… 1
1.2 研究目的及意義……………………………………… 1
1.3 設計理念……………………………………………… 2
1.4 前期準備……………………………………………… 2
2 前期總體結(jié)構(gòu)分析設計…………………………………… 4
2.1 多功能產(chǎn)品設計中的常見問題……………………… 4
2.1.1 多功能產(chǎn)品使用過程中，功能之間相互影響… 4
2.1.2 多功能造成成本的浪費………………………… 4
2.1.3 多功能造成功能浪費…………………………… 4
2.2 產(chǎn)品的人性化設計方法……………………………… 4
2.2.1 設計思維………………………………………… 5
2.2.2 功能規(guī)劃………………………………………… 5
2.2.3 造型語意………………………………………… 5
2.2.4 材料選擇………………………………………… 6
2.2.5 色彩運用………………………………………… 6
2.2.6 操作界面………………………………………… 6
2.3 行李車材料的選擇…………………………………… 6
2.4 行李車的設計………………………………………… 7
2.4.1 三種推車示意圖………………………………… 8
2.4.2 轉(zhuǎn)向問題………………………………………… 10
2.4.3 鎖輪功能………………………………………… 11
3 具體結(jié)構(gòu)分析設計……………………………………… 14
3.1行李車架主要部件：………………………………… 14
3.1.1 可折疊拉桿部分………………………………… 14
3.1.2拉桿固定件部分………………………………… 14
3.1.3底座固定架部分………………………………… 15
3.1.4底座支撐架部分………………………………… 16
3.1.5連接器的設計…………………………………… 17
3.1.6受力分析………………………………………… 17
4 裝配圖……………………………………………………18
結(jié)論………………………………………………………… 20
致謝………………………………………………………… 21
參考資料…………………………………………………… 22
1緒論
1.1 研究背景
目前，很多功能單一的常規(guī)產(chǎn)品已經(jīng)不能再滿足人們生活多元化需要，功能單一的產(chǎn)品由于其功能的局限性，讓人們?yōu)榱诵枰坏貌毁徺I很多此類產(chǎn)品，浪費金錢、占用空間、使用不方便，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了很多不便。
產(chǎn)品的多功能化已經(jīng)成為現(xiàn)代設計的主流，多功能產(chǎn)品的市場占有率逐日上升，已經(jīng)成為人們?nèi)粘＿x擇產(chǎn)品的主要考慮方向。
多功能產(chǎn)品即一種產(chǎn)品在原有功能的基礎上同時又增加了其他功能。然而在現(xiàn)代產(chǎn)品設計中，很多產(chǎn)品一味注重產(chǎn)品的多功能，而忽略了產(chǎn)品本身應該實現(xiàn)的功能。更不可置信的是，很多產(chǎn)品的功能之間根本不存在任何聯(lián)系，從而造成了消費者使用中的障礙。
常用的手推車、平板車、鏟車，只具有其各自功能。常見車子都比較大，不適合家用，傳統(tǒng)行李箱作為儲存衣物工具具備其他出行工具不可替代的功能，但是現(xiàn)在火車上擁擠現(xiàn)狀嚴重切行李箱被盜現(xiàn)象也十分嚴重，因此設計一種占地面積小、輕便、防盜、時尚的可折疊行李車就顯得十分有必要。
1.2 研究目的及意義
本畢業(yè)設計課題正是針對上述功能目標提出的，任務是設計一款可折疊式的行李拉車，以實現(xiàn)人們?nèi)粘Ｉ畛鲂械膭趧恿Φ慕夥拧?
本設計的意義在于：通過將多個單一功能產(chǎn)品的功能進行合理拆組，設計出新的具有多功能的產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品的多功能應用，以及產(chǎn)品的更新?lián)Q代。并且通過設計過程，提高自己對機械設計制造方面知識的豐富和認識的提高，檢驗自己學習過的成績，為以后學習工作積累經(jīng)驗。
1.3 設計理念
根據(jù)設計目的和設計意義，以實用性為中心，以創(chuàng)新為思想，對項目進行設計。在設計過程中，不但要考慮到將各個產(chǎn)品的單一功能進行整合方法，并且要考慮到整合后的具體實用性。盡量避免各個功能之間的影響，盡量讓某些重復的結(jié)構(gòu)用一個結(jié)構(gòu)代替，盡量考慮到人體工學，盡量從整體的角度審視整個設計，盡量尋找和合理解決設計中出現(xiàn)的問題。
做到以最簡約的結(jié)構(gòu)設計，得到最強大而多樣化的功能。堅持以人為本，完善人性化設計，做出最讓民眾喜歡和樂于接受的商品。
1.4前期準備
在畢業(yè)論文設計的初期，查閱了大量的相關(guān)書籍，深入了解多功能產(chǎn)品設計的相關(guān)知識，了解了多功能產(chǎn)品現(xiàn)實特性，參考了手推車、鏟車、平板車等資料，尤其是功能合成后的整體設計做了分析。在設計之前，參考了關(guān)于產(chǎn)品的多功能設計以及產(chǎn)品的人性化設計等資料，為設計的總體結(jié)構(gòu)方向進行了定位；在設計的過程中，先將各種功能結(jié)構(gòu)進行整理，并提出了學者最新提出的三點接觸比例的新概念，并用圖示的方式表達；總結(jié)出該模型存在的問題。
為了將各個功能實現(xiàn)的問題更好的提出和解決，將設計預分為了前期設計和具體設計兩部分。
前期設計部分，是根據(jù)設計的總體理念提出問題，并通過查閱資料等方式嘗試解決問題和進行思路上的總體方向設計。
具體設計部分，是在前期設計的基礎上按照各個功能和步驟進行的細節(jié)設計，并且在設計中不斷發(fā)現(xiàn)和解決新的問題，力求將設計做到完美。
2 前期總體結(jié)構(gòu)分析設計
2.1 多功能產(chǎn)品設計中的常見問題
我們可以從以下幾個方面進行分析：
2.1.1 多功能產(chǎn)品使用過程中，功能之間相互影響
人們在使用多功能產(chǎn)品的時候，定義在任何特定任務中，都只用到一種功能，而在使用這種功能的時候，其他的功能處于閑置狀態(tài)，而且會在一定程度上影響正常功能的使用，因此會形成一定的不便。
2.1.2 多功能造成成本的浪費
多功能產(chǎn)品在實現(xiàn)多功能的時候，勢必要考慮功能之間的整合，以及相對位置關(guān)系，使用中的相互影響作用，因此就會無形中增加了造型的成本，
2.1.3 多功能造成功能浪費
產(chǎn)品都是針對特定消費者進行設計的，對于產(chǎn)品的功能，同樣需要根據(jù)具體消費者的特點進行考慮，如果產(chǎn)品的功能過多，勢必會造成目標人群的不滿意，因為他們在選擇一個產(chǎn)品的同時也購買到這個產(chǎn)品的其他附屬功能，而當他們不需要這些功能的時候，就造成了產(chǎn)品的浪費。
在之后的設計中，一定要注意并避免以上3點。
2.2 產(chǎn)品的人性化設計方法
人性化設計要求產(chǎn)品在滿足基本的物質(zhì)性功能以外,還要更多地關(guān)注產(chǎn)品的綜合社會價值,關(guān)注人的精神和情感需求的滿足,在操作上產(chǎn)品與人的關(guān)系應該更加友好,對產(chǎn)品的使用與擁有能給人帶來過程的愉悅和精神上的享受。這就要求設計師在對消費者進行針對性研究的基礎上,還必須將目光放到對產(chǎn)品被使用過程中的情景和狀態(tài)進行研究,并且就產(chǎn)品與使用者的非物質(zhì)性關(guān)聯(lián)因素也要進行考究與推敲,對產(chǎn)品在物質(zhì)與精神層面進行全方位的設計。所以,產(chǎn)品人性化設計的方法除了圍繞功能、造型、材料和色彩等4大要素而展開的功能規(guī)
劃的人性化設計、造型語意的人性化設計、材料選擇的人性化設計和色彩運用的人性化設計,還應該包括:設計思維的人性化設計與操作界面的人性化設計2個方面。
2.2.1 設計思維
設計思維人性化的一個重要的方面是不能忽視對人類自身的關(guān)懷。在環(huán)保意識越來越增強的今天,設計師也應增強自己的環(huán)保意識,要以盡可能小的資源代價,獲取最大的使用價值。
利用綠色設計的理念來指導我們的設計,為人類的生存和未來承擔起最基本的責任和直接的義務。設計思維的人性化也強調(diào)設計師與消費者雙方的溝通、聯(lián)系和交流,深度挖掘超越產(chǎn)品基本功能以外,能夠滿足各種不同消費群體更深層次的心理與精神的需求,實現(xiàn)產(chǎn)品與人的更加和諧的關(guān)系。
除了在產(chǎn)品設計工作中實現(xiàn)產(chǎn)品的人性化,給產(chǎn)品一個恰到好處的命名,往往會成為設計人性化的“點睛”之筆。
2.2.2 功能規(guī)劃
在這里定義的產(chǎn)品功能規(guī)劃是指預測產(chǎn)品的發(fā)展并協(xié)調(diào)各種新舊功能以適應其發(fā)展的過程,當然在此過程中要綜合考慮社會需求、科技因素、價格因素、使用因素等等問題。歸根到底功能是為用戶服務的,功能的增加必需要增加用戶的使用方便性,假設不能達到,那就證明這個功能是多余的無用的功能,這就體現(xiàn)了功能規(guī)劃的人性化因素。
2.2.3 造型語意
通過設計的造型語意,引發(fā)人的情感體驗和心理感受,是人性化設計的重要方法之一。人們對產(chǎn)品的第一印象就是通過造型來實現(xiàn)的,設計中的造型要素是人們對設計最關(guān)注的一方面。而所有的功能、使用方式最終也必須通過造型而得以明確與實現(xiàn)。
2.2.4 材料選擇
材料的人性化設計包括:選用綠色材料使產(chǎn)品具備人性化特征;發(fā)揮材料的表面肌理特性體現(xiàn)人性化;從文化與審美層面選擇材料體現(xiàn)人性化;從安全的角度選擇材料體現(xiàn)人性化;從環(huán)境適應性角度選擇材料體現(xiàn)人性化。
2.2.5 色彩運用
藝術(shù)心理學家認為,色彩能直接訴諸人的情感體驗,它是一種情感語言,它所表達的是一種人類內(nèi)心中某些極為復雜的感受。梵高說:“沒有不好的顏色,只有不好的搭配?！睂τ诋a(chǎn)品設計也是一樣,色彩是最能直接反應人們感受的一種方式,色彩也是設計人性化表達的重要方法。色彩對人引起的視覺效果反應在物理性質(zhì)方面,如冷暖、遠近、輕重、大小等,色彩的物理作用在產(chǎn)品設計中極為重要。
2.2.6 操作界面
操作界面的人性化實際上也屬于功能規(guī)劃的人性化中間的一部分,但是它非常重要, “強調(diào)一切為人所使用的物,都必須適合于人”, 確立了“以人為本”的造物原則,從此人類的產(chǎn)品創(chuàng)造步入人性化設計的時代。。在界面設計中不光功能的規(guī)劃很重要,還要從易于識別、易于使用的角度對產(chǎn)品的人機關(guān)系進行全面的思考與審視,實現(xiàn)產(chǎn)品的人性化。
2.3 行李車材料的選擇
制作行李車，首先需要考慮行李車可以承載的重量，即行李車的材料以及尺寸選擇。經(jīng)過查詢和對比，行李車的材料選擇鋁合金。鋁合金在現(xiàn)代機械制造中的應用占有很大的比例，是制作此類產(chǎn)品的最佳選擇。以下是目前市場常用鋁合金材料的一些相關(guān)信息：
圖1鋁合金的分類與性能特征
圖2鋁及鋁合金管材的品種和規(guī)格范圍
根據(jù)這些信息，在本設計中，鋁合金材料我選擇7A04：超硬鋁合金。選擇理由是這種材料室溫強度最高，很常用，各項性能優(yōu)越。管材我選擇 厚壁圓管。選擇理由是其性能指標剛好適合本設計使用。
2.4 行李車的設計：
行李車形態(tài)是本設計的第二個特色，行李車主要由折疊拉桿、支撐拉桿、可折疊底座、底座支撐架、等構(gòu)成，如圖3~圖5所示：
2.4.1 行李車的三種情況示意圖
圖3 折疊起的行李車
圖4 半展開的行李車
圖5 展開的行李車
由以上3圖可以發(fā)現(xiàn)，車的結(jié)構(gòu)主要是行李車主要由折疊拉桿、支撐拉桿、可折疊底座、底座支撐架、等構(gòu)成，前面已經(jīng)敘述過了。
首先我們對小車的輪子進行分析
因為我們的小車不存在轉(zhuǎn)向問題故采用耐磨的PVC內(nèi)置軸承輪
圖6 PVC軸承輪效果圖和結(jié)構(gòu)圖
2.4.2 轉(zhuǎn)向問題：
本設計在鏟車形態(tài)下，僅有一組輪著地，因此不存在轉(zhuǎn)向問題。然而，在實際生活中我們會遇到很多種情況的設計，所以我們需要對各種輪子進行了解，如圖14所示：
圖7 普通萬向輪結(jié)構(gòu)
2.4.3各種轉(zhuǎn)向輪的功能
手推車和平板車形態(tài)下，當?？吭趲в衅露鹊牡缆飞蠒r，若無人看管，很容易自動滑行。為了避免這種情況，后輪腳輪將加入手動鎖輪功能。常用鎖輪結(jié)構(gòu)有兩種，如圖15、圖16所示：
圖8 自鎖腳輪1
圖9 自鎖腳輪2
綜合考慮上述兩種功能，后輪腳輪將被設計為帶有轉(zhuǎn)向和手動鎖輪功能，如圖17所示：
圖10 自鎖萬向輪
以圖17為例，這種模型不但具有萬向輪功能，而且在輪軸上帶有一個手動柄的鎖輪功能，當手動柄處于圖17位置時，輪子可以正常旋轉(zhuǎn)；如果轉(zhuǎn)動手動柄，將手動柄上兩個凸起旋轉(zhuǎn)到輪子兩邊的金屬輪框上，由于凸起的擠壓作用，使得金屬輪框發(fā)生形變，從而擠壓到輪子，使金屬輪框與輪子之間產(chǎn)生較大摩擦，實現(xiàn)鎖輪功能。
3 具體分析設計
3.1 行李車車架主要部件
3.1.1 可折疊拉桿部分
如圖11所示，桿身長1270mm，直徑15mm。桿腳長30mm，在距離桿腳20mm、70mm處分別有一對孔，是安裝拉桿固定架和折疊卡扣的連接軸的位置?？字睆?mm。折疊桿的頂端為推車形態(tài)下的扶手處，兩端采用弧形結(jié)構(gòu)。下端為裝配端，采用兩頭翹起的弧形結(jié)構(gòu)。
圖11 可折疊拉桿
3.1.2 拉桿固定架部分
如圖12示，桿身長1400mm，桿管直徑15mm。距離桿腳520mm處有對一孔，是安裝折疊欄桿的位置，直徑8mm。距離桿腳120mm處有一對孔，是安裝底座固定架的位置。距離桿腳20mm處有一對孔，是安裝輪子軸承桿的位置。
圖12 拉桿固定架部分
3.1.3 底座固定架部分
如圖13所示，桿身長970mm，桿管直徑15mm。距離桿腳20mm處有對一孔，是安裝拉桿固定架的位置，直徑8mm。距離桿腳300mm處有一對孔，是安裝底座支撐架的位置。
圖13 后桿結(jié)構(gòu)
3.1.4底座支撐架的設計
如圖14所示，桿身長660mm，桿管直徑15mm。距離桿腳20mm處有對一孔，是安裝底座固定架的位置，直徑8mm。下端為裝配端，采用兩頭翹起的弧形結(jié)構(gòu)。
圖14 底座固定
3.1.5連接器的設計
此連接器作用是連接前桿和后桿。如圖15所示：
圖15 連接器
3.1.6 受力分析
假定在平板車形態(tài)下，1000N于行李車中央，桿長1200MM，現(xiàn)計算彎曲應力：
從上面計算可以看出，僅一只桿即可達到力學要求，
4.裝配圖
結(jié) 論
畢業(yè)設計是對大學期間所學只是的一次總的檢驗和鞏固，是一次很好的理論練習實際的鍛煉，相比以前的幾次課程設計，畢業(yè)設計對所學基礎知識和專業(yè)知識的涉及面更加廣泛，是知識與實踐的有機結(jié)合。做好本次畢業(yè)設計可以為以后的工作打下堅實的基礎和積累豐富的經(jīng)驗，因此本次畢業(yè)設計具有很重要的意義。
本次畢業(yè)設計的主要任務是設計用于日常生活的一種多功能用品------多功能行李車?！懂厴I(yè)設計說明書》對多功能行李車做了簡要介紹。多功能行李車的設計是為了解決目前人們?nèi)粘Ｉ畛鲂兄薪?jīng)常遇到的問題。
在設計過程中，遇到了很多前所未有的問題，提高了自己獨立解決問題的能力。通過設計，學到了很多新的知識，熟悉了Pro ENGINEER、AutoCAD、Photo shop等設計軟件的運用，對利用軟件進行機械圖樣的設計的方式基本掌握。提高了自身技術(shù)水平，運算能力及運用計算機識圖、制圖和查閱手冊，使用國家標準和信息資源。在設計前，采納了關(guān)于人性化設計等方面的建議，對本設計的實用性方面有很大的幫助，讓我確定了結(jié)構(gòu)簡單化、功能多樣化、以人為本的設計理念，這對我今后的設計有很大的幫助。
致 謝
本論文是在指導老師***教授、***老師的悉心指導下完成的。在本設計過程中，多次經(jīng)***教授、***老師的耐心指導和幫助，并一次次地給我講解，使我2的設計思路明確、豁然開朗，同時指出設計中出現(xiàn)的問題而深入淺出地給我解答。兩位老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術(shù)目標，掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多道理。在此謹向老師們表示崇高的敬意和衷心的感謝！
本論文的順利完成，還離不開各位同學和朋友的關(guān)心和幫助，在此向***、***等同學表示深深的感謝！
由于經(jīng)驗和水平都是極大的制約因素，所以在設計中難免有諸多錯誤和不足之處，望能得到各位老師和同學的指點和幫助，提出寶貴意見，給予批評指正！
參考資料
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