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1.研制背景及意義 天氣有好有壞，我們有的時(shí)候總會(huì)碰上下雨的天氣，這時(shí)就會(huì)需要一把雨傘，而人們有的時(shí)候會(huì)忘記拿雨傘，并且在天氣寒冷的時(shí)候下雨，人們拿雨傘的手會(huì)被凍僵。我們團(tuán)隊(duì)基于以上兩點(diǎn)的考慮，就決定研發(fā)出可以“綁”在背包上的“半自動(dòng)背包雨傘”。隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，人們的閑暇時(shí)間與時(shí)俱增，恩格爾系數(shù)則與日俱減。在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，恩格爾系數(shù)已下降到20%~30%，人們可自由支配的收入大幅度增加，人們工作時(shí)間降低，而閑暇時(shí)間增加。因此，在“可支配收入增加”及“閑暇時(shí)間增加”兩大因素的驅(qū)動(dòng)下。世界旅游人數(shù)持續(xù)增加。本產(chǎn)品可成為旅游者的必需品，來應(yīng)對(duì)戶外復(fù)雜多變的天氣，不需要旅游者用手來支撐雨傘，方便旅游者進(jìn)行拍照，吃東西，還能方便抱小孩的家長(zhǎng)們戶外出行。 2.設(shè)計(jì)方案 我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外目前并沒有這種雨傘的制作，鑒于人們出行都需要使用背包，所以我們開創(chuàng)性地使用背包和雨傘相結(jié)合的一種全新形態(tài)產(chǎn)品，不但解決了出行背負(fù)物品問題，而且在遇到雨天還能解放人的雙手。所以我們?cè)O(shè)計(jì)這種背包雨傘，它克服了傳統(tǒng)雨傘的一些缺陷。我們?cè)诒嘲锓胖靡粔K擋板，擋板的一面與背包用螺栓與螺母固定在一起，在擋板的另一面設(shè)計(jì)了抬起機(jī)構(gòu)，使雨傘可以豎直起來，并且設(shè)置了控制裝置，讓雨傘可以自動(dòng)打開。考慮到大雨還會(huì)伴隨著大風(fēng)，為了保持雨傘的穩(wěn)定性，我們利用支撐桿作為它的支撐裝置。 本設(shè)計(jì)主要講述了半自動(dòng)背包雨傘設(shè)計(jì)與原理。我們把背包與雨傘結(jié)合，在原有背包上添加了裝配雨傘的裝置。首先進(jìn)行了設(shè)計(jì)方案的評(píng)述，選擇彈簧和氣泵作為動(dòng)力裝置，傳動(dòng)軸與“機(jī)械臂”為傳動(dòng)裝置。然后進(jìn)行了氣泵的選擇、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和“機(jī)械臂”的尺度計(jì)算等內(nèi)容。使用三維建模軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整體裝配及運(yùn)動(dòng)仿真。 本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)和材料力學(xué)及機(jī)械原理等知識(shí)。整體機(jī)構(gòu)原理是：雨傘從套筒側(cè)邊裝入套筒，套筒上下圓珠卡住雨傘使其穩(wěn)定不動(dòng)，套筒內(nèi)部裝有與彈簧固定在一起的小鐵球，薄鐵片壓住小鐵球，薄鐵片下方還栓有一根繩索，該繩索與曲頂塊的繩索連接在一起。雨傘套筒是放在“機(jī)械臂”的“手指”中，“機(jī)械臂”通過套筒聯(lián)軸器與曲頂塊連在一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸，曲頂塊的頂部凸起部分會(huì)在雨傘未工作時(shí)與卡扣扣在一起，連接曲頂塊的繩索通過“機(jī)械臂”中的凹槽伸出到背包外。依次在曲頂塊旁邊加入軸承座、彈簧，再用兩個(gè)導(dǎo)向平鍵固定氣泵，然后依次在旁邊加入彈簧、軸承座。其中兩個(gè)軸承座起固定作用。拉動(dòng)曲頂塊的繩索，此時(shí)，曲頂塊從卡槽出來，“機(jī)械臂”帶動(dòng)雨傘套筒與人們肩膀呈水平關(guān)系，同時(shí)，會(huì)帶動(dòng)薄鐵片拉動(dòng)，在“機(jī)械臂”上升的同時(shí)，小鐵球撞擊雨傘開關(guān)按紐，雨傘會(huì)自動(dòng)張開。 兩個(gè)核心機(jī)構(gòu)成為本作品最主要的創(chuàng)新點(diǎn)。 1）抬起機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，能夠十分方便使雨傘豎立起來，而我們只用了彈力和氣泵的壓力作為動(dòng)力，保證了曲頂塊能夠迅速?gòu)棾觯粋€(gè)傳動(dòng)軸就可以完成對(duì)雨傘的升起的控制。 2）控制機(jī)構(gòu)：此控制機(jī)構(gòu)是與抬起機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)的，在控制機(jī)構(gòu)的繩索與抬起機(jī)構(gòu)的繩索是連接在一起的，他們可以實(shí)現(xiàn)在雨傘升起的時(shí)候同時(shí)打開雨傘。而只是通過彈簧作為動(dòng)力裝置，材料簡(jiǎn)單易得。