基本信息
- 项目名称：
- 自锁型撑衣杆
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 通过实验，设计了一款易于家庭使用的撑衣杆。该设计在传统撑衣杆的基础上增加了一弹簧链接装置，同时将U型槽下端活动化，用铰链连接，使用时就解决了传统撑衣杆可能出现的麻烦。衣物挂好之前，即使撑衣杆倾斜，衣架不会脱离撑衣杆。挂牢后，鳄口自动张开，撑衣杆自动脱离衣架，然后就可轻易取下撑衣杆。收取衣物时，可同时收取多件，过程与前者相反。
- 详细介绍：
- 自锁式撑衣杆设计介绍 通过实验设计了一种使用于家庭内以及小型公共场所的自锁型撑衣杆。传统的撑衣杆是采用U型叠加式制成，在我们使用时会出现以下一个问题：在光线不好或者所取衣服太多时，无法确定衣架是否能准确落入U型槽中，容易造成衣服落于地上或者伤人，在高层建筑的阳台上如果出现此类状况，后果将可想而知。我们设计的自锁型撑衣杆在U型槽内加以弹簧链接装置，并且将U型槽下端活动化，用铰链连接，使用时就解决了传统撑衣杆可能出现的问题。另外，改进型撑衣杆可以方便的更换上的部分零件，从而可以实现一定程度的互换性，使其的使用寿命得到了进一步的延长。 该作品运用了机械设计基础学科的相关知识，同时也结合我院开设的金工实习科目中的知识制作而成。 第1章 绪论 1.1 研制背景和意义 目前，市面上及生活中使用最普遍的晾衣杆，只仅仅起到一些支撑作用。而生活中我们会经常遇到这样一个问题，刚刚洗好的衣服在准备挂在晾衣架上时，由于个人粗心或者视力不好衣架挂钩并没有挂好，而导致干净的衣服落到地上变脏。这样的问题或多或少地困扰着生活中的一些人，特别是对那些年龄偏大，视力下降的老人们，他们的劳动成果来之不易，衣服落到地上意味着他们又得耗费自己宝贵的精力。针对这种情况，我们设计一种自锁晾衣杆，能够十分有效的解决以上生活中的问题，让大家在晾衣服时，没有后顾之忧。 据统计中国60岁以上的人口已经达到1.44亿，这是一个庞大的人群。而且据统计，到本世纪中叶，大概到2045年左右，中国60岁以上人口将占到30%。大多数多的老年人视力不佳或者身体不适，他们洗完衣服后该怎样凉衣服呢？这引发了我的思考：我们有没有更好的设计理念，设计出一种更方便的撑衣杆呢？要是能有个这样的产品帮助收取衣服该多好啊!故我设计的这种结构十分简明，操作异常简单而成本又十分低廉的撑杆的目的就是为了体现人文关怀，方便我们的生活。 第2章 作品原理简图 2.1 作品三视图和局部视图 2.2 图纸注解 1.固定卡口 2.螺栓M6-12 3.螺栓M6-12 4.长杆 5.垫片（两个） 6. 螺栓M8-12 7.活动卡口 8.弹簧 第3章 设计方案 3.1活动鳄口与自锁 常用的撑衣杆，鳄口大多数是固定的。因而在使用时会出现衣架脱离撑杆的现象。这样不仅会浪费人力，还会浪费水资源，落下的衣物可能砸坏阳台上的花草。总之会给生活带来很多不便。现在设计的这种撑杆，可以有效的帮您免去不必要的麻烦，给您带来不少便捷。 市场上的大多数撑杆在使用时必须保持撑杆与地面接近九十度，否则衣物就会脱落。这一方面限制了使用范围，另一方面也增加了使用难度。现在这种产品不仅能满足原来的要求，而且更方便。它的主要优点在于它可以实现自锁。在衣物挂牢之前，即使撑杆倾斜，衣架不会脱离撑杆。当衣架挂牢后，撑杆会自动脱离衣架，鳄口会自动张开。这时就可轻易取下撑杆。这款产品对老年人更有魅力。他们不会因为视力不佳而担心衣服是否挂牢。即使倾斜了撑杆，也不必担心，一切都可挽回。 第4章 方案原理及计算 4.1理论设计计算 T= P x 由机械设计手册查得，当卡口半径为20mm时，弹簧安装在距卡口最低端的距离为h=0.75d=1.5r=30mm时，机械最稳定，最合理。 载荷由机械设计手册查得：P 曲度系数k值，可按下式计算 代入参数，得 1.弹簧直径 1)弹簧的旋绕比。旋绕比C=D/d=4~22时，其弹簧旋绕比c~[7~14],由于衣物较轻，取c=7 2)弹簧材料直径d=1.6 代入参数得d=1.06 mm, 3)弹簧中径按下式计算， D=C D 代入参数得 D=7.5 mm 4)弹簧内径，按下式计算 D1=D-d 代入参数得D1=6.40 mm 5)弹簧外径，按下式计算 D2=D+d 代入参数得D2=8.56 mm 6)弹簧有效圈数 代入参数得 7)总圈数n1=n+(1.5~2.0)取半圈结束 代入参数得n1=15.5 2.弹簧的长度 1）弹簧自由长度H0=(n+1)d+2D1 代入参数得H0=2706mm 2 ) 工作长度H1=HO+F1 代入参数得H1=39 mm 3）弹簧材料展开长度L 代入参数得L=363.35 mm 4）弹簧的旋向 弹簧旋向一般为右旋 3.疲劳强度校核 为了防止由于失稳造成弹簧的侧向挠曲，其细长比h/d应小于2.5 弹簧截面内的最大剪应力为 代入参数得FS=477MPa ，即强度复合要求。 弹簧在受到拉伸负荷时，钩环端部将受到较大的弯曲应力和切应力。为了缓和切应力，建议钩环的折弯曲率半径 和 。 4.2技术要求 (1)材料：弹簧推荐采用GB/T4357中直径为0.5~0.8mm的碳素弹簧钢丝C级。 (2)制造精度：弹簧的负荷、外径和自由长度按GB/T 1239.1规定和计算数据制造。 (3)表面处理：采用碳素钢丝制造的弹簧，应进行表面氧化处理或磷化处理，但也可进行金属镀层及其他化学处理。 (4)弹簧钩环开口宽度a=D/3,或钩环钩部长度按GB/T 1239.1的规定。 (5)弹簧的其它术要求按GB/T 1239.1的规定。 结合生活实际，为了方便生活,当未挂衣物时，鳄口张角为45 。 由机械设计手册所得参考数据： [τ]=570 MPa 切变模量G=79000MPa 第5章 创新点、使用和维护说明 5.1 创新点 1.将传统的撑衣杆仅有的支撑作用扩展到自锁作用，不用担心衣架挂钩是否挂牢。； 2.该撑衣杆结构简单，设计巧妙，生产成本低，使用方便灵活，普遍适用于每个家庭，特别有利于中老年人使用； 3.撑衣杆所利用的自锁原理可以应用到其它许多类似的机构，比如吊车，起重机等对接机构。 5.2 使用说明 本设计机构简明，操作简单，详细使用过程如下： 该撑衣杆利用弹簧与U型槽的连接使用，当使用时弹簧受到衣架的外加作用力而拉伸，带动活动构件关闭U型槽，把衣架牢牢卡住；当其卸下衣架时，弹簧会恢复形变，卡口自动张开，取下撑杆；当取衣物时，和挂衣服有异曲同工之妙，在取衣物时之前，同样能保证衣服不会应失控而落地，取下衣物，卡口自动张开，取下撑杆，如此就完成了一次使用过程。 5.3 产品维护 1.当产品使用一段时间后，其U型槽内的弹簧可能会有一定程度的变形，只需将其拆下稍加更换即可。 2. 如果弹簧损坏而一时又无法更换，可用扳手将铰链固定死，则撑衣杆就又变化为传统固定式撑衣杆。 第6章 主要参数 6.1 主要参数 1.弹簧直径d=1.06 mm, 2.弹簧的长度L=363.35 mm 3. 杆体总长度L=1500mm 参考文献 1.刘鸿文。简明材料力学 高等教育出版社 2.胡仁喜。SolidWorks 2007中文版标准教程 3.机械设计手册编委会 机械设计手册（第二版）北京：机械工业出版社2004 4.王建石 。机械通用零部件优先手册 中国电力出版社 2008 5.王启义。.机械设计大典 南昌:江西科学技术出版社,1996
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：传统的撑衣杆是采用U型叠加式制成，在我们使用时会出现以下一个问题：在光线不好或者所取衣服太多时，无法确定衣架是否能准确落入U型槽中，容易造成衣服落于地上或者伤人。为避免以上现象发生，我们专门设计了自锁型撑衣杆，能够很有效的解决问题。这种撑衣杆的设计对中老年人更有益处，他们不会因视力不佳或者其他原因而担心衣服是否挂牢，即使撑衣杆倾斜，他们也不必担心。取衣物时，与晾衣物有异曲同工之妙，只是过程相反。 技术关键：该撑衣杆可以实现自锁，确保安全 创新点： 1.将传统的撑衣杆仅有的支撑作用扩展到自锁作用，不用担心衣架挂钩是否挂牢。 2.该撑衣杆结构简单，设计巧妙，生产成本低，使用方便灵活，普遍适用于每个家庭，特别有利于中老年人使用。 3.撑衣杆所利用的自锁原理可以应用到其它许多类似的机构，比如吊车，起重机等对接机构。
科学性、先进性
- 这项设计利用弹簧活动链接实现自锁，通过查阅多部相关书籍并进行了细致的运算检验，经过许多专业老师的指导与审核，通过了学校此次“挑战杯”的初次筛选。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年5月湖北省第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 通过协商技术可以转让
作品可展示的形式
- 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1.该撑衣杆结构简单，设计巧妙，生产成本低，使用方便灵活，普遍适用于每个家庭，特别有利于中老年人使用。 2.撑衣杆所利用的自锁原理可以应用到其它许多类似的机构，比如吊车，起重机等对接机构。
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