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1、家用简易吊篮设计说明书目录331模拟实验32作品功能43理论设计计算44作品结构组成55创新点及其应用681安装82使用操作93注意事项99一、研制背景及意义根据调查和估计，我国城镇近4千万户居民住37层的楼房，其中，80%的住户对于买房初期的装修以及秋季需要大量储存水果蔬菜的时候，把东西从一楼搬到所住楼层需要大量的体力付出，尤其是对于妇女和老人来说，更是一项很耗费体力的“工程”。所以，急需开发一项来解决这个问题的产品，以此为背景，我们想到了制作此家用简易吊篮。经我们调查，在国内市场尚无此类产品，只是有一些工程上用的比较大的类似设备，为了满足家庭使用的需要，我们设计了结构简便实用，操作方便快捷
2、的家用简易吊篮。由于体积较小，拆卸和安装也非常简便，也很适合小型工程场合使用，必将会有很好的市场前景。二、设计方案2） 1模拟实验为了验证我们的方案在运动和动力方面的可行性，我们首先进行了前期的模拟实验。我们制作的实验模型与真实产品的比例是1:1。模型分几个部分：（1）动力和传动部分：电动机功率95w，220v电压，通过一级齿轮传动，齿轮传动比为1:5，电动机能正反转，因而能让吊篮上下运动。（2）模拟实验的产品用木架作为主体，支撑部分呈斜U型，目的是为了能卡在窗户一边的侧墙上，我们按北方居民住户的习惯，取墙厚490mm。3） 3）连杆支撑部分,上杆安装滑轮，支撑重物，下杆支撑上杆。（4）电机制
3、动及安全保护部分，我们设计并制作了棘轮机构，防止意外停电等事故造成被提升重物带动电动机的反转而使重物自由落下。模拟方案制作时间：2011-8-202011-8-29。模型设计制作完成后，我们找到一家住在四楼的用户进行测试,在约11m楼层里，我们成功地从一楼地面将书本和砖头吊到了四楼，也成功地完成了半桶18.9L的桶装饮用水的提升，运动方面没有问题。测试结果不仅符合我们的预期，还得到户主的青睐，六十多岁的张户主表示，他们很需要类似的工具来帮助他们从地面向四楼搬运东西，这类产品能解决一大难题。户主的欢迎极大的激发了我们的热情。这次模拟实验不仅让我们对这个方案有了更深的认识，同时我们也了解到了他的市
4、场前景和需求情况，对后来真实模型的制作和定位打下了良好的基础。22作品功能本吊篮利用电能转化为机械能的基本原理，利用电动机的转动，将重物提升，提升范围定位在37楼没有电梯的居民楼。（1）家用简易吊篮主要用于吊起家庭日常生活中所购买的较为沉重的物品，例如冬天需要贮藏的大量的白菜，家庭用桶装水，大米和面粉等，节省人力和时间，操作方便快捷。（2）家庭装修时，吊篮从一楼往37楼层上运送装饰材料，装修工具等。（3）出现如火灾等意外状况时，本吊篮可以用于逃生，防止从窗外直接跳下造成的伤害，最大可能的降低人员伤亡的比率。23理论设计1物体上升速度民用住宅每层楼高度一般为2.8米，7层总高度为19.6米，加上
5、窗台高度约为20米，设物体上升速度为0.2m/s,则需要不到2分钟时间到达7楼住户的窗口。V物=0.2(m/s)2 .电动机该设计所吊起的最大重量为25千克，即重力：G=25X9.8=245N所以电动机最小功率为：Wmin=GXV物=245Q2=49w电机最小功率为49VV为了安全需要，所选用电动机功率应大一些，本模型中所选电动机额定功率为W=95w转速n=750r/min。3 .齿轮本模型中卷扬筒的直径为D=25mm小齿轮*II数为1,齿数为24,根据电机转速和需要的重物上升的合理速度：V物=0.2m/s,卷扬转速：n=v物+(兀D)=152.8r/min由于电机转速n=750r/min经过
6、齿轮组一级减速后变为152r/min,因此确定齿轮的传动比为1：5。大齿轮齿数Zi=120,小齿轮齿数Z2=24。如图1所示。图1齿轮传动图2棘轮棘爪机构2.4作品的组成作品可以分为动力系统（包括动力、制动和安全结构）和主体结构。1）动力系统经过理论计算和模拟实验我们把动力源定为220V可改变转向的电动机。电动机轴上连接小齿轮，大齿轮和卷扬筒同轴。，并且大齿轮中具有定力矩防滑保护的作用。连接大齿轮和卷扬筒的轴上还连接着一个棘轮，棘轮与基体上的棘爪构成一对防止卷扬筒反转的机构。电路上在我们在支撑架的下端安装了一个触动开关，触动开关连接在电路中的总开关触动就会关闭总电源防止重物与结构的碰撞。电路上
7、我们在家庭用漏电保护器的基础上配合触动开关，设计了重物达到指定高度时自动停止的装置。如图2所示。2）主体结构该吊篮的主体结构的设计灵感来自电线杆的攀爬装置，并且在此基础上加上了一个U型固定夹使其更加牢固的贴在墙上，定滑轮固定在两根起支撑的矩形型钢管中。U型固定夹如图3所示。主体结构图如图4所示。图3U型固定夹图4吊篮主体结构图2.5产品内部电路图电路说明：本吊篮的内部电路是在家庭用漏电保护器的基础上改装而成的，将漏电保护器原有的测试开关接在行程开关上，然后配合一个单刀双掷开关和一个单向电容式电动机可以实现两个功能：(1)实现电动机的双向转动以满足本设计的提升重物和向下放绳的要求(2)在挂钩顶部
8、与行程开关接触时关闭电源从而实现避免重物与支架发生碰撞。如图5所示。图5内部电路图图6平面四杆机构2. 6创新点及其应用(1)本设计采用的平行四边形平面四杆机构，是一种平衡力矩的首选机构，可以保证在重物上升过程中整体的稳定，以达到平衡力矩的效果。如图6所示。(2)在行程限位保护装置中，利用触点开关，连接电源与电磁继电器，在重物上升到顶部触碰到行程限位开关时，直接控制电磁继电器关闭电源，即自动断电，达到与总开关双向控制和对重物限位保护的作用。如图6所示。(3)过载保护方面，本设计在成品中配有与吊钩相连接的电子弹簧秤，用户可根据实际情况自行判断是否超重，达到一级过载保护的效果。如图7所示。1图6行
9、程限位开关图7电子称(4)本设计在大齿轮内侧加上弹簧过载内保护装置,通过弹簧与轴外缘凹槽中的小铁球的连接限制。由于弹簧对小铁球的稳定扭矩一定时,重物上升时一旦用户操作失误未能停止重物或者限位开关失灵的紧急情况，齿轮将停止转动，形成二级保护，如图8所示。，安装在不同类型的墙体上,(5)本吊篮被设计成系列产品，可适用于不同尺寸的墙体厚用户可以自主调节杆长和整体支架跨度，便于使用。如图9所示。(6)操作和使用简便，易于拆卸，适合家庭使用。图8定力矩齿轮图9系列产品之一图10防止重物摇摆五使用说明1 安装步骤:（ 1） 将平行四边形框架和电机部分固定在墙体上。（ 2） 将U夹板扣在墙体和电机板之间,保
10、证电机部分不发生晃动,并用拧紧把手将电动机部分与U夹板固定。（ 3） 将两根支架杆拿出,根据窗体厚度选择将支架固定在平行四边形框架上,用元宝螺母拧紧,并将绳索顺滑轮放下。2 使用步骤:（1）检查安装无误后,将电源插好,先用一只手下按棘爪,再下按反向开关,向楼下放线待放到需要长度时,关闭开关,将棘爪松开。（2）在向吊篮内装完制定安全重量的货物后,楼下的人员发出提升信号后,操作人员即可按下提升开关,将重物缓缓提升,与此同时,楼下人员还应拉住吊篮底部的控制引线,防止重物遇到突发情况时大幅度晃动,出现危险。如图10所示。（3）待重物被提升到需要高度时,即可关闭开关,用钩子将重物取下,拆卸吊篮。3 注意
11、事项:（ 1） 在使用电机向下放线时,将棘爪摁下,令其与棘轮脱离,安全放线,在有一定重量时,也可手动进行放线操作,更加方便。（ 2） 向吊篮内施加重物时,操作人员先用电子秤称量重物重量,以免发生超载现象,出现危险。参考文献1 濮良贵，纪名刚.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.2 秦曾煌.电工学.5版.北京：高等教育出版社，1999.3 单祖辉.材料力学.2版.北京：高等教育出版社，2004.4 大连理工大学工程画教研室.机械制图.5版.北京：高等教育出版社，2007.5 成大先.机械设计手册：第1卷，第2卷，第3卷.5版.北京：化学工业出版社,2008.6 邢闽芳.互换性与技术测量.北京：清华大学出版社，2007.7 王章忠.机械工程材料北京：机械工业出版社，2007.8 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理.北京：高等教育出版社，2006.10
