一种多功用拉杆箱的设计与开发.docx

一种多功用拉杆箱的设计与开发 随着中国基础设施建设的完善，人们的旅游需求日益增加。根据交通运输部综合规划司的数据，2018年，国家铁路客运输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输输。拉杆箱是一种带有扶手和滚动盘的储存工具。由于其方便，它已成为现代人旅行的必要工具。 在提高拉杆箱实用性、便捷性方面，国内外已经展开了一些研究。孙弘宁等 基于以上需求，本文设计的拉杆箱在原有拉杆箱储物等功能的基础上，扩展了分层储物功能、座椅功能、桌子功能以及箱体单独使用功能。 1 拉杆箱实际设计 图1为拉杆部分装配图。把手、1号杆、2号杆、3号杆和柱销定位装置能够实现拉杆箱拉杆的伸缩，拉杆箱箱体放在4号零件和5号零件之间，简易定位装置能够调节4号零件和5号零件之间的宽度，适应不同宽度的箱体，轮子实现拉杆箱的拖拉。当4号零件和10之间没有箱体时，把手、1号杆、2号杆、3号杆和柱销定位装置整体向前折叠，使带孔钢板到达拉杆部分上方，将拉杆部分作为座椅使用。当拉杆部分处于座椅状态时，将2号杆拉出、带孔钢板折开，从而使拉杆部分上方面积扩展一倍，将拉杆部分作为桌子使用。 图2为箱体部分装配图。原有普通拉杆箱只能进行简单的物品放置，多种物品放置在一起时不易对底层物品进行取放，且容易造成物品损坏。为了方便物品取放，对拉杆箱箱体部分进行了分层设计，将箱体分为上、中、下3层，每一层分配一定的空间，左上盖、右上盖、前盖均可以打开，方便物品取放。承重层左右两侧连接有拉线，当左上盖、右上盖打开时，拉线将承重层拉起，方便取放物品，当左上盖、右上盖合上时，承重层落下，使物品堆叠在一起，同时适应拉杆部分，使得箱体部分能够从拉杆部分分离。 2 拉杆箱睡眠状态的实现 图3为拉杆箱座椅状态实物。当拉杆箱箱体取出后，可以将伸缩杆向前折叠、弯曲、扣合，从而使拉杆箱背面的金属板折叠到上方，拉杆和箱体支架作为座椅的支架，能够承受大部分人的体重。 图4为拉杆箱桌子状态实物。当拉杆箱呈座椅状态时，将拉杆拉出，座椅上方的金属板展开，使上方面积扩展一倍，在户外可以作为小桌子使用。 图5为拉杆箱箱体部分实物。箱体分为下、中、上3层，箱体上方和后方可以打开，方便物品分类和取放。 3 拉杆箱、钢板和金属板的有限元分析 拉杆箱支架部分以及上方的金属板为主要受力装置，因此需要对其进行静应力分析。 本文采用SolidWorks软件对拉杆箱进行三维建模，利用软件仿真功能对其进行静应力分析。Solid Works SimulationXpress根据有限元法，使用线性静态分析从而计算应力 拉杆箱骨架采用201不锈钢型材（方管）焊接而成，拉杆部分采用市场上拉杆箱的拉杆改装而成；支撑部分全部为19 mm×19 mm×0.7 mm（边长×边长×壁厚）不锈钢方管；带孔钢板为1 mm厚201不锈钢钢板。查阅《中国男人（女子）标准体重对照表》知，身高188 cm的69岁男性标准体重为77 kg，假设体重为77 kg的人坐在金属板上，对金属板进行有限元分析。 假设人的重量均匀分布在金属板上，重力加速度取9.8 N/kg，则人的体重对金属板的作用力大小为754.6 N，为简化计算取755 N。用SolidWorks软件中Simulation插件对金属板进行有限元分析。位移分析结果如图6所示，金属板最大位移为9.775×10 4 实现物品分类放置的设计 本文对拉杆箱进行了扩展性设计，在普通拉杆箱原有功能的基础上增添了座椅、桌子功能，同时对箱体部分进行分层设计，实现物品的分类放置，避免多种物品放在一个箱体中，实现对部分易损物品的保护。最后用SolidWorks软件中的Simulation插件对拉杆箱关键零部件进行静应力分析，分析结果显示零部件满足使用要求。