簡易家用吊籃說明書

1、家用簡易吊籃設(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)，我國城鎮(zhèn)近4千萬戶居民住37層的樓房，其中，80%的住戶對于買房初期的裝修以及秋季需要大量儲(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易吊籃。經(jīng)我們調(diào)查，在國內(nèi)市場尚無此類產(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，我們設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡便實(shí)用，操作方便快捷

2、的家用簡易吊籃。由于體積較小，拆卸和安裝也非常簡便，也很適合小型工程場合使用，必將會(huì)有很好的市場前景。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，我們設(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、場前景和需求情況，對后來真實(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）家用簡易吊籃主要用于吊起家庭日常生活中所購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 .齒輪本模型中卷揚(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,卷揚(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，大齒輪和卷揚(yáng)筒同軸。，并且大齒輪中具有定力矩防滑保護(hù)的作用。連接大齒輪和卷揚(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)成一對防止卷揚(yáng)筒反轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。電路上在我們在支撐架的下端安裝了一個(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、我們在家庭用漏電保護(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)桿長和整體支架跨度，便于使用。如圖9所示。(6)操作和使用簡便，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