我们的项目名称为协助搬运行李箱的行李架搬运装置,项目主要基于目前高铁上行李架的位置过高,许多用户反映独立将行李箱放置在行李架上有较大困难,而高铁目前没有足够所有乘客使用的替代存放方案,因此我们打算基于设计与制造Ⅱ课程中学习到的基于连杆机构的结构设计方案,设计了一组驱动连杆与一个载物平台,能够实现在狭小的高铁行李架空间内,将重量在20kg以内的行李箱搬运至行李架上并取下,并辅以控制与测量反馈模块,构成一则面向实际的、便于用户使用的辅助搬运装置。
项目的机构目标即实现将20Kg以内的负载安全、稳定地抬升至行李架处,或从行李架上取出,而测量与控制目标则需要实时监测载荷大小与突变情况、连杆结构中驱动杆转角大小与变化速度,以及伸缩杆的伸长情况与变化速率,并在数据正常时,控制动力正常工作,以及在数据异常时报警并中止工作。在真实的使用场景下,高铁行李架附近的空间本就十分狭小,还需要规划清楚行李架在抬升过程中的运动轨迹,不可与环境干涉;面对可能出现的各式各样的意外,例如冲击载荷、车辆振动等,也要有足够的安全保障。
本项目成功实现了立项要求的:在控制下,将最大负载不超过20Kg的行李箱,按照设计好的、不与周围相干涉的运动轨迹安全运动。在结构上,我们详细设计并校核了(包括单独校核与综合仿真)各个零件与运动副的选型、尺寸、材料、配合,并绘制了制造零件与装配体的工程图;在运动控制上,我们规划了机构运动的流程图,对主动驱动元件与供电方式进行了计算与选型,明确了各组传感器的要求、选型与工作逻辑网络,并线上组装了一则面向用户使用的、安全稳定的控制电路,虚拟实现了利用用户输入控制机构按要求运动,并在各种意外情况下的自动保护,完成了项目的要求。