1、2011年北京交通大學(xué)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽方案設(shè)計(jì)論證報(bào)告項(xiàng)目名稱：多功能便攜折疊梯 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：王文璽 學(xué)院專業(yè)年級(jí)：機(jī)械工程及自動(dòng)化09級(jí) 聯(lián)系電話： 電子郵件： 指導(dǎo)教師： 常秋英 方案設(shè)計(jì)論證報(bào)告一、引言 根據(jù)大賽主題要求，我小組所選機(jī)械方向?yàn)榧彝?shí)用類機(jī)械，多功能可折疊梯。我小組通過對已有的折疊梯的機(jī)械方面的改良，融合環(huán)保便攜等思想，達(dá)到存放占用空間小、便于攜帶、實(shí)用性強(qiáng)的目的，使之成為適合家庭社區(qū)使用的多功能可折疊梯。二、系統(tǒng)功能要求 根據(jù)設(shè)計(jì)方案，可將方案分為幾大模塊：1.折疊梯的扶手部分(折疊梯的主要構(gòu)架)2.折疊梯的踏板部分（實(shí)際承受載荷部分，同時(shí)也是工作

2、部分）3.折疊部分（完成折疊梯折疊功能的關(guān)鍵所在，利用合頁或軸，盡可能縮小占用空間，實(shí)現(xiàn)便攜的特性）4.加固部分（加強(qiáng)整個(gè)折疊梯受力能力的裝置）。5.輔助功能設(shè)計(jì)（實(shí)現(xiàn)功能多樣化，使設(shè)計(jì)更人性化）以下針對五部分對整體系統(tǒng)的功能要求進(jìn)行闡述：1. 折疊梯的扶手部分這一部分為折疊梯的骨架部分，和船的龍骨一樣重要。功能要求：（1）長、寬、高適度，便于折疊、存放；（2）材質(zhì)較輕，從整體上減輕梯子的重量，便于攜帶；（3）強(qiáng)度要大，可以承受較大的載荷。為完成以上功能，需要選好扶手部分的材質(zhì)，盡量質(zhì)量輕但是強(qiáng)度大。2. 折疊梯踏板部分 這一部分需要實(shí)現(xiàn)承載載荷的作用。功能要求：（1）質(zhì)量較輕，減少整個(gè)折疊梯

3、的重量；（2）強(qiáng)度較大，能夠承受較大的載荷。這一部分需要通過選用適當(dāng)?shù)牟牧蟻硗瓿善涔δ堋?. 折疊部分 這一部結(jié)構(gòu)相對精密，是折疊任務(wù)的關(guān)鍵所在?？衫煤享?、反關(guān)節(jié)、連接軸等實(shí)現(xiàn)，小組目前暫定為合頁，要求合頁具有較大的強(qiáng)度和耐磨性，在經(jīng)過長時(shí)間、高頻率磨損后依舊能順利安全的實(shí)現(xiàn)其折疊功能。若不能滿足要求，將對系統(tǒng)設(shè)計(jì)作出修改。2. 加固部分 這一部分利用輕便材料需要承上啟下，上下配合，既需要很高的強(qiáng)度來起到加固的作用，又需要有足夠的靈活性能夠配合整個(gè)折疊梯的折疊。其余限位部件，可以采用柔性的鋼絲或尼龍繩。 功能要求：（1）強(qiáng)度大，能夠承受較大載荷；（2）具有很好的配合性，能夠配合整個(gè)折疊梯的折

4、疊。由于需要與多部分配合，其放置的位置是一項(xiàng)很重要工作5. 輔助功能設(shè)計(jì) 這部分是梯子功能的拓展，以追求更高的實(shí)用性和人性化。大多數(shù)情況下，工作人員需要在梯子上進(jìn)行一段時(shí)間的作業(yè)，所常用的工具多而雜，不利于攜帶，為此，可以在梯身上設(shè)計(jì)一工作平臺(tái)，配以不同的槽孔用于安置工具，便能減輕工作人員的負(fù)擔(dān)和方便更換零部件。此外，工作時(shí)多需要在不同的工作地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，為梯子設(shè)計(jì)滾輪能在方便梯身的移動(dòng)。（類似于箱包的設(shè)計(jì)，增加扶手、滾輪，利于工作和非工作狀態(tài)下梯子的搬運(yùn)）三、折疊梯相關(guān)技術(shù)原理31 反關(guān)節(jié)原理： 所謂反關(guān)節(jié)原理實(shí)際上仿生學(xué)中的一門技術(shù)。所謂關(guān)節(jié)，某構(gòu)造的兩個(gè)部分或兩節(jié)之間連接處的活動(dòng)部位，它

5、往往使連接部分能夠在一定的角度內(nèi)繞著連接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。而反關(guān)節(jié)就是利用關(guān)節(jié)這一特性，使連接部分轉(zhuǎn)到某一個(gè)位置時(shí)被鎖死卡緊，起到固定的作用。這一原理首先被采用在武術(shù)競技比賽當(dāng)中，是克敵制勝的一個(gè)招數(shù)。隨著機(jī)械水平的法杖，人們逐漸了解到了反關(guān)節(jié)在機(jī)械方面起到的重要作用。3.2 折疊伸縮原理 多功能折疊梯通過旋轉(zhuǎn)，起到了減小高度和寬度的目的，使折疊成為了伸縮的前提，是把兩種機(jī)械運(yùn)動(dòng)合二為一的體現(xiàn)。四、應(yīng)用前景經(jīng)過我小組的分析，目前市場上流通的折疊梯只是能夠在寬度方面做到收縮，而在高度方面的壓縮一直未取得建設(shè)性的成就，并且梯身空間利用率低，人性化設(shè)計(jì)不高，于是我小組著重在縱向壓縮以及人性化功能拓展上進(jìn)行研究。我小組研究的多功能折疊梯在體積和重量上都得到了大大的改善，適應(yīng)青少年和老年人使用，擴(kuò)大了