簡(jiǎn)易家用吊籃說明書

1、家用簡(jiǎn)易吊籃設(shè)計(jì)說明書目錄331模擬實(shí)驗(yàn)32作品功能43理論設(shè)計(jì)計(jì)算44作品結(jié)構(gòu)組成55創(chuàng)新點(diǎn)及其應(yīng)用681安裝82使用操作93注意事項(xiàng)99一、研制背景及意義根據(jù)調(diào)查和估計(jì)，我國(guó)城鎮(zhèn)近4千萬戶居民住37層的樓房，其中，80%的住戶對(duì)于買房初期的裝修以及秋季需要大量?jī)?chǔ)存水果蔬菜的時(shí)候，把東西從一樓搬到所住樓層需要大量的體力付出，尤其是對(duì)于婦女和老人來說，更是一項(xiàng)很耗費(fèi)體力的“工程”。所以，急需開發(fā)一項(xiàng)來解決這個(gè)問題的產(chǎn)品，以此為背景，我們想到了制作此家用簡(jiǎn)易吊籃。經(jīng)我們調(diào)查，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)尚無此類產(chǎn)品，只是有一些工程上用的比較大的類似設(shè)備，為了滿足家庭使用的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便實(shí)用，操作方便快捷

2、的家用簡(jiǎn)易吊籃。由于體積較小，拆卸和安裝也非常簡(jiǎn)便，也很適合小型工程場(chǎng)合使用，必將會(huì)有很好的市場(chǎng)前景。二、設(shè)計(jì)方案2） 1模擬實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證我們的方案在運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力方面的可行性，我們首先進(jìn)行了前期的模擬實(shí)驗(yàn)。我們制作的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c真實(shí)產(chǎn)品的比例是1:1。模型分幾個(gè)部分：（1）動(dòng)力和傳動(dòng)部分：電動(dòng)機(jī)功率95w，220v電壓，通過一級(jí)齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)比為1:5，電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，因而能讓吊籃上下運(yùn)動(dòng)。（2）模擬實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品用木架作為主體，支撐部分呈斜U型，目的是為了能卡在窗戶一邊的側(cè)墻上，我們按北方居民住戶的習(xí)慣，取墻厚490mm。3） 3）連桿支撐部分,上桿安裝滑輪，支撐重物，下桿支撐上桿。（4）電機(jī)制

3、動(dòng)及安全保護(hù)部分，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了棘輪機(jī)構(gòu)，防止意外停電等事故造成被提升重物帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)而使重物自由落下。模擬方案制作時(shí)間：2011-8-202011-8-29。模型設(shè)計(jì)制作完成后，我們找到一家住在四樓的用戶進(jìn)行測(cè)試,在約11m樓層里，我們成功地從一樓地面將書本和磚頭吊到了四樓，也成功地完成了半桶18.9L的桶裝飲用水的提升，運(yùn)動(dòng)方面沒有問題。測(cè)試結(jié)果不僅符合我們的預(yù)期，還得到戶主的青睞，六十多歲的張戶主表示，他們很需要類似的工具來幫助他們從地面向四樓搬運(yùn)東西，這類產(chǎn)品能解決一大難題。戶主的歡迎極大的激發(fā)了我們的熱情。這次模擬實(shí)驗(yàn)不僅讓我們對(duì)這個(gè)方案有了更深的認(rèn)識(shí)，同時(shí)我們也了解到了他的市

4、場(chǎng)前景和需求情況，對(duì)后來真實(shí)模型的制作和定位打下了良好的基礎(chǔ)。22作品功能本吊籃利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的基本原理，利用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，將重物提升，提升范圍定位在37樓沒有電梯的居民樓。（1）家用簡(jiǎn)易吊籃主要用于吊起家庭日常生活中所購(gòu)買的較為沉重的物品，例如冬天需要貯藏的大量的白菜，家庭用桶裝水，大米和面粉等，節(jié)省人力和時(shí)間，操作方便快捷。（2）家庭裝修時(shí)，吊籃從一樓往37樓層上運(yùn)送裝飾材料，裝修工具等。（3）出現(xiàn)如火災(zāi)等意外狀況時(shí)，本吊籃可以用于逃生，防止從窗外直接跳下造成的傷害，最大可能的降低人員傷亡的比率。23理論設(shè)計(jì)1物體上升速度民用住宅每層樓高度一般為2.8米，7層總高度為19.6米，加上

5、窗臺(tái)高度約為20米，設(shè)物體上升速度為0.2m/s,則需要不到2分鐘時(shí)間到達(dá)7樓住戶的窗口。V物=0.2(m/s)2 .電動(dòng)機(jī)該設(shè)計(jì)所吊起的最大重量為25千克，即重力：G=25X9.8=245N所以電動(dòng)機(jī)最小功率為：Wmin=GXV物=245Q2=49w電機(jī)最小功率為49VV為了安全需要，所選用電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大一些，本模型中所選電動(dòng)機(jī)額定功率為W=95w轉(zhuǎn)速n=750r/min。3 .齒輪本模型中卷?yè)P(yáng)筒的直徑為D=25mm小齒輪*II數(shù)為1,齒數(shù)為24,根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和需要的重物上升的合理速度：V物=0.2m/s,卷?yè)P(yáng)轉(zhuǎn)速：n=v物+(兀D)=152.8r/min由于電機(jī)轉(zhuǎn)速n=750r/min經(jīng)過

6、齒輪組一級(jí)減速后變?yōu)?52r/min,因此確定齒輪的傳動(dòng)比為1：5。大齒輪齒數(shù)Zi=120,小齒輪齒數(shù)Z2=24。如圖1所示。圖1齒輪傳動(dòng)圖2棘輪棘爪機(jī)構(gòu)2.4作品的組成作品可以分為動(dòng)力系統(tǒng)（包括動(dòng)力、制動(dòng)和安全結(jié)構(gòu)）和主體結(jié)構(gòu)。1）動(dòng)力系統(tǒng)經(jīng)過理論計(jì)算和模擬實(shí)驗(yàn)我們把動(dòng)力源定為220V可改變轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)軸上連接小齒輪，大齒輪和卷?yè)P(yáng)筒同軸。，并且大齒輪中具有定力矩防滑保護(hù)的作用。連接大齒輪和卷?yè)P(yáng)筒的軸上還連接著一個(gè)棘輪，棘輪與基體上的棘爪構(gòu)成一對(duì)防止卷?yè)P(yáng)筒反轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。電路上在我們?cè)谥渭艿南露税惭b了一個(gè)觸動(dòng)開關(guān)，觸動(dòng)開關(guān)連接在電路中的總開關(guān)觸動(dòng)就會(huì)關(guān)閉總電源防止重物與結(jié)構(gòu)的碰撞。電路上

7、我們?cè)诩彝ビ寐╇姳Ｗo(hù)器的基礎(chǔ)上配合觸動(dòng)開關(guān)，設(shè)計(jì)了重物達(dá)到指定高度時(shí)自動(dòng)停止的裝置。如圖2所示。2）主體結(jié)構(gòu)該吊籃的主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)靈感來自電線桿的攀爬裝置，并且在此基礎(chǔ)上加上了一個(gè)U型固定夾使其更加牢固的貼在墻上，定滑輪固定在兩根起支撐的矩形型鋼管中。U型固定夾如圖3所示。主體結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。圖3U型固定夾圖4吊籃主體結(jié)構(gòu)圖2.5產(chǎn)品內(nèi)部電路圖電路說明：本吊籃的內(nèi)部電路是在家庭用漏電保護(hù)器的基礎(chǔ)上改裝而成的，將漏電保護(hù)器原有的測(cè)試開關(guān)接在行程開關(guān)上，然后配合一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和一個(gè)單向電容式電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：(1)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的雙向轉(zhuǎn)動(dòng)以滿足本設(shè)計(jì)的提升重物和向下放繩的要求(2)在掛鉤頂部

8、與行程開關(guān)接觸時(shí)關(guān)閉電源從而實(shí)現(xiàn)避免重物與支架發(fā)生碰撞。如圖5所示。圖5內(nèi)部電路圖圖6平面四桿機(jī)構(gòu)2. 6創(chuàng)新點(diǎn)及其應(yīng)用(1)本設(shè)計(jì)采用的平行四邊形平面四桿機(jī)構(gòu)，是一種平衡力矩的首選機(jī)構(gòu)，可以保證在重物上升過程中整體的穩(wěn)定，以達(dá)到平衡力矩的效果。如圖6所示。(2)在行程限位保護(hù)裝置中，利用觸點(diǎn)開關(guān)，連接電源與電磁繼電器，在重物上升到頂部觸碰到行程限位開關(guān)時(shí)，直接控制電磁繼電器關(guān)閉電源，即自動(dòng)斷電，達(dá)到與總開關(guān)雙向控制和對(duì)重物限位保護(hù)的作用。如圖6所示。(3)過載保護(hù)方面，本設(shè)計(jì)在成品中配有與吊鉤相連接的電子彈簧秤，用戶可根據(jù)實(shí)際情況自行判斷是否超重，達(dá)到一級(jí)過載保護(hù)的效果。如圖7所示。12圖6

9、行程限位開關(guān)圖7電子稱(4)本設(shè)計(jì)在大齒輪內(nèi)側(cè)加上彈簧過載內(nèi)保護(hù)裝置,通過彈簧與軸外緣凹槽中的小鐵球的連接限制。由于彈簧對(duì)小鐵球的穩(wěn)定扭矩一定時(shí),重物上升時(shí)一旦用戶操作失誤未能停止重物或者限位開關(guān)失靈的緊急情況，齒輪將停止轉(zhuǎn)動(dòng)，形成二級(jí)保護(hù)，如圖8所示。，安裝在不同類型的墻體上,(5)本吊籃被設(shè)計(jì)成系列產(chǎn)品，可適用于不同尺寸的墻體厚用戶可以自主調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)和整體支架跨度，便于使用。如圖9所示。(6)操作和使用簡(jiǎn)便，易于拆卸，適合家庭使用。圖8定力矩齒輪圖9系列產(chǎn)品之一圖10防止重物搖擺五使用說明1 安裝步驟:（ 1） 將平行四邊形框架和電機(jī)部分固定在墻體上。（ 2） 將U夾板扣在墻體和電機(jī)板之間,

10、保證電機(jī)部分不發(fā)生晃動(dòng),并用擰緊把手將電動(dòng)機(jī)部分與U夾板固定。（ 3） 將兩根支架桿拿出,根據(jù)窗體厚度選擇將支架固定在平行四邊形框架上,用元寶螺母擰緊,并將繩索順滑輪放下。2 使用步驟:（1）檢查安裝無誤后,將電源插好,先用一只手下按棘爪,再下按反向開關(guān),向樓下放線待放到需要長(zhǎng)度時(shí),關(guān)閉開關(guān),將棘爪松開。（2）在向吊籃內(nèi)裝完制定安全重量的貨物后,樓下的人員發(fā)出提升信號(hào)后,操作人員即可按下提升開關(guān),將重物緩緩提升,與此同時(shí),樓下人員還應(yīng)拉住吊籃底部的控制引線,防止重物遇到突發(fā)情況時(shí)大幅度晃動(dòng),出現(xiàn)危險(xiǎn)。如圖10所示。（3）待重物被提升到需要高度時(shí),即可關(guān)閉開關(guān),用鉤子將重物取下,拆卸吊籃。3 注意事項(xiàng):（ 1） 在使用電機(jī)向下放線時(shí),將棘爪摁下,令其與棘輪脫離,安全放線,在有一定重量時(shí),也可手動(dòng)進(jìn)行放線操作,更加方便。（ 2） 向吊籃內(nèi)施加重物時(shí),操作人員先用電子秤稱量重物重量,以免發(fā)生超載現(xiàn)象,出現(xiàn)危險(xiǎn)。參考文獻(xiàn)1 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).8版.北京：高等教育出版社，2006.2 秦曾煌.電工學(xué).5版.北京：高等教育出版社，1999.3 單祖輝.材料力學(xué).2版.北京：高等教育出版社，2004.4 大連理工大學(xué)工