基于solidworks的智能行李箱的設計

謝涌　李瑞洋　吳佳陽等

摘要：目前行李箱已是中國消費者的必需品，但僅僅是以儲存這種單一功能的行李箱已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求。國家規(guī)定在動車火車上1.2米以下的兒童不能占有單獨座位，所以在出行過程中很多家長都是抱著孩子度過這段既漫長又煎熬的行程，針對這種無奈的窘境，我們設計了一種智能、多功能的行李箱。

關(guān)鍵詞：行李箱；智能；多功能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.091

1引言

在人口流量巨大的當今社會，拉桿箱成為人們出行必不可少的用品之一，不管是出差還是節(jié)假日旅游，購買一個實用便捷的拉桿箱尤為重要。而市場上大部分的拉桿箱功能單一，只有儲存的功能沒有其他附加功能，所以行李箱的多功能性、智能性仍屬于市場空白，多功能智能行李箱的重要性不言而喻。由于國家鐵路局的規(guī)定，1.2米以下的小孩不能占有單獨座位，因此家長得在漫長的行程中只能選擇抱著孩子，旅程中不僅使得家長身心疲憊，、孩子也很難受，為了解決這種問題，我們決定在人們隨處常見的行李箱人手，研究怎樣在行李箱上增加座椅和其他附屬功能等重要課題。于是我們利用SolidWorks軟件繪制樣機模型，通過通過SolidWorks受力分析和運動仿真確定我們的想法可以實現(xiàn)。本項目計劃實現(xiàn)座椅可升降收縮，其次增加充電插口、語音識別功能和騎行功能。這樣不僅解決了孩子沒有座位的問題，同時解決了手機電量不夠沒有充電源的問題，至于騎行和語音識別系統(tǒng)是為了讓客戶擺脫傳統(tǒng)行李箱的笨重，隨叫隨走，還能照明，一箱多用。

2設計背景

行李箱現(xiàn)如今已是人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?，不管是旅行，還是出差，生活中無處不見行李箱的蹤影。但僅僅是儲存這一個功能的話，已經(jīng)不能滿足消費者的物質(zhì)需求了。通過調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，在旅行過程中有很多家長是帶著孩子的。中國鐵路局規(guī)定，身高1.2米以下兒童免票但不能占有獨立的座位，因此家長們在車上只能選擇抱著孩子直到下車。但下車以后家長們又需要一手照顧孩子一手拖拽笨重的行李箱，而長途旅行中手機電腦電量不足又會導致通訊和休閑娛樂問題，這更是極其消耗旅客們的體力和心情。

基于拉桿箱是生活的必需品，我們決定對其結(jié)構(gòu)進行改造優(yōu)化，研究設計了一款智能行李箱，我們利用SolidWorks實現(xiàn)智能行李箱整體的三維建模。在傳統(tǒng)行李箱的基礎上，增加乘坐、騎行、充電、語音識別功能，從此只要有拉桿箱一席之地，便可愛上整個世界，生活旅程本應美好。

3智能行李箱的設計模型結(jié)構(gòu)及其原理

3.1設計流程

通過調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的智能行李箱只有體感系統(tǒng)，并解決不了小孩子座位的問題，而我們的研究重點就是解決兒童在坐火車動車中沒座位的問題。為了更好的滿足消費者，我們首先利用SolidWorks畫出草圖，通過SohdWorks受力分析和運動仿真確定我們的想法可以實現(xiàn)，因此智能行李箱設計分為以下幾個部分：（1）可折疊座椅（2）騎行功能（3）智能語音系統(tǒng)及人性化模塊配置。具體實施如圖1所示：

3.2工作原理

3.2.1機械原理

（1）可折疊座椅。這款拉桿箱擁有一種可折疊座椅，其主要功能是為了讓上火車動車上沒有座位的兒童有座位，設計時我們考慮了在箱體的側(cè)面由椅架，可折疊腳板，椅架支腿等組成，箱體的大部分放在了火車座椅下面，只有展開的側(cè)椅板在座位前方，這是兒童坐在椅子上正好在大人兩腿之間，即解決了兒童沒有座位的問題還保證了兒童在家長的視野范圍內(nèi)。本新型拉桿箱的特點是具有極大的人性化，可調(diào)節(jié)舒適的角度。

（2）騎行功能。出門在外帶個孩子本來就疲憊，如果在拖著一個沉重的行李箱，那就更苦不堪言。這款拉桿箱就解決了這個問題，利用四桿機構(gòu)死點位置鎖死，可以實現(xiàn)輕輕松松坐上騎行，結(jié)構(gòu)簡單同時不失堅固。后輪具有驅(qū)動裝置為騎行提供動力，轉(zhuǎn)彎的時候有類似于自行車的轉(zhuǎn)向把，可轉(zhuǎn)向不同的方向。

（3）智能語音系統(tǒng)及人性化模塊配置。在高速發(fā)達的今天，手機已成為生活中必不可少的物品，這款拉桿箱可在長途旅行中提供長時間充電，利用降壓模塊將動力系統(tǒng)的電源電壓降為穩(wěn)定的5V并接在USB接口的入線端，實現(xiàn)手機充電，安全可靠不漏電，避免了旅行過程中電子設備沒電所造成的困擾。拉桿箱設有共放模塊實現(xiàn)MP3音樂播放功能和LED照明人性化的夜行照明功能，并加入語音識別模塊。利用單片機進行整體調(diào)配，實現(xiàn)智能控制。

3.2.2機械原理分析

（1）利用四桿機構(gòu)的死點位置完成座椅的固定和折疊，包括車輪極其支架的收放。

（2）平面機構(gòu)自由度的計算。1）機構(gòu)中活動零件相對于框架所具有的獨立運動稱為機構(gòu)的自由度。2）利用機構(gòu)自由度計算公式F=3n-2PL-PH得，F(xiàn)=3*3-2*4-0=1。

4結(jié)束語

本產(chǎn)品主要有以下創(chuàng)新點：一桿兩用，拉桿即是轉(zhuǎn)向桿，一箱兩用，箱體亦是騎行座椅，三輪兩用，后輪驅(qū)動，前輪轉(zhuǎn)向。一個折疊座椅，孩童大人皆可用。充電插口好處多，旅程出行有事做，騎行聲控省體力，夜行照明保安全。真正實現(xiàn)縮尺成寸，健行千里。