基于組合的多功能實用產品

摘 要：基于組合的思想，設計一種多功能實用產品，考慮到產品的重量，成本以及耐用性，通過強度剛度穩定性分析以及材料成本預算，設計出由管件和連接件組成的以三角為單元的支架，三角單元采用三角形的穩定性和圓弧的安全性的特質進行設計。對支架進行拆卸，組裝，實現需要的功能，增強產品實用性，便攜性，靈活性，多元性。

關鍵詞：拆卸 組裝 支架 多功能

1產品結構以及工作原理

1.1組合產品的結構如下所示

（2）連接件共有六個小孔，每一個小孔與管子之間是間隙配合。

（3）支架xy平面的基本單元為三角形，yz，xz平面的基本單元為四邊形。

（4）防水布袋內可粘一次性消毒袋，消毒袋易撕拉。

1.2工作原理

工作時，可根據需求來自由組合連接件與管件，從而實現一物多用的功能。連接件有六個小孔，具有極強的空間延展性，三角和圓弧的結合，保證了在邊長較小的情況下，使得防水布袋可以較為緊密的貼合支架，實現空間的最大化。舉個例子來說，三個管，三個連接件，套上防水布袋面積和消毒袋，實現臉盆的功能，增加底（xy面）的面積，實現洗衣盆的功能，增加壁（yz，xz面）的高度，實現洗衣桶的功能。工作結束后，拆卸支架形成一個一個的小零件放入防水布袋，既方便攜帶，又可以節省空間，實現利用率的最大化。

組裝如下所示：

2產品分析

2.1穩定性分析

管件以三角形為單元組合，借助三角形穩定性強的特質，添加連接件（角度60），規避三角形角尖的不安全性，同時以圓滑的曲線柔化直線的剛硬，視覺上產生美感。對產品強度剛度分析，此時的管可看作梁來進行計算，連接件可看作固定鉸鏈支座，如圖所示：

2.2實用性分析

本產品便于攜帶，便于組裝，可根據需求任意改變支架的形狀達到一物多用的目的。管件和連接件可裝入防水布袋，節省空間，造型美觀，安全指數高，靈活度高，適用于家居，旅行。目前市面上并沒有類似的產品，有的只是只能實現單一功能的產品，抽樣調查后的結果顯示，80%以上的人都喜歡出去旅游攜帶輕巧方便多功能的產品，91%的人都喜歡可以節省空間的產品，94%的人希望有一個類似本產品的實物，經調研，這是一個實用型的產品。

消費者對產品的要求

2.3成本分析

本產品屬于日用品系列，需考慮重量，成本，耐用度。綜合三方面，可采用合金作為管件的材料，比如鎂合金，采用自哽呋喃樹脂作為連接件的材料，采用石油樹脂聚氨酯作為防水布袋的材料。以上材料都是低成本的物質，可以較大程度減少成本。

2.4工藝分析

管件是中空的，在工藝上存在一定的要求，這里可采用空心管子沖孔模具，連接件用3D打印工藝，同時保證管子和連接件小孔保持間隙配合，防水布袋需借鑒塑料袋的生產工藝，改變原材料，降低成本，減少污染。

3結語

（1）經調查發現，本產品成本低，實用性強，市場潛在空間大。

（2）產品工藝簡單，使用方便，功能多樣。

參考文獻：

[1]鋼材品種升級-從低合金高強度到低成本的高性能.東北大學.2009.08

[2]一種高強度低成本自哽呋喃樹脂的研制.沈陽工業大學.2014.02

[3]石油樹脂聚氨酯防水材料的研制.鄭州大學.2004.10

[4]高強高韌鎂合金有望實現.中國有色金屬報

[5]空心管子沖孔模具.模具設計.2007.06.

作者簡介：

秦緒芳（1997-），女，民族：漢，籍貫：山東棗莊，當前職務：學生，學歷：本科，研究方向：機械工程。