一种多功能旅行箱科技类说明书

一种多功能旅行箱设计说明书

设计者：朱煜浩，常永涛，陈光朋，杨米，谌叶

指导教师：李丹,卿山

（昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明 650000）

作品内容简介

一种多功能旅行箱，属于日常生活用品领域, 主要由自由拉杆、箱盖、箱体、万向转轮支撑架、滚动轮、齿轮机构、蓄电池、USB充电插口、LED照明灯，LED红色警示灯、多档开关、小型发电机、室外温度测量计、拉链式防雨袋、稳压和升压芯片电路模块构成。具有结构简单、功能多、易操作和使用携带方便等特点，对减轻手臂承受的支撑力有明显的效果，方便人们出行, 实现了自动充电的功能，节约能源，不会造成干电池的浪费和环境的污染。

关键词：自发电、多功能、节能、不浪费、不污染

1 研制背景及意义

随着商品经济和社会生产力的发展,环境问题严重威胁着人类的生存,中国已成为全球能源消费的大国之一,面临着环境保护的巨大压力,转变经济增长,走可持续发展道路成为了我国的一大举措,建立节约型,环保型社会,从每个人做起,以我们的实际行动为节能环保出一份力。

目前普通的旅行箱具有以下缺点: 1.当前市场上的普通旅行箱功能单一,并不能满足消费者的需求。 2.普通旅行箱不具备省力的作用，不具照明功能和安全警示、难以满足未来的市场需求。 3.在电子产品发达的时代，普通旅行箱满足不了人们对电子产品（手机，MP3等）充电的要求，特别是乘坐长途火车、汽车时。4.在下雨天气，普通旅行箱不能够防雨； 5.普通旅行箱不能测试当天不同时段的室外温度作用；6.虽处在高速发展的今天，但是很多地区公共设施不完善，在照明条件较差的环境下，普通旅行箱不具照明功能，消费者使用起来不方便。介于改善以上不足，对普通旅行箱做如下改进，以满足日常需求。此方案涉及集自动充电，产生电能功能于一体，节省电能，具有绿色环保的特点，并且使用方便、灵活，实现了机械能向电能的转换，从而实现了自动充电的功能，节约能源，不会造成干电池的浪费和环境的污染。

2设计方案

2.1 电器控制

采用稳压升压电路芯片控制系统电压,此设计采用SY-DC3003DC-DC可调电压稳压电路，分别控制蓄电池和USB出口处的电压，蓄电池采用12V的,经稳压电路芯片处理,送至5V的USB插孔和12V 1.5W的LED灯。

电气难题：稳压电路板调试和过载保护、发光二极管电路设计。

2.2 机械部分

1.一种多功能旅行箱，其特征在于自发电，利用万象转轮与支撑架的配合减少手臂对旅

行箱的支持力, 防雨功能，测试户外的温度。

2.箱体底部的支撑架可以伸缩,以满足不同身高的人。设计时机械机构制造困难，如何

实现任意伸缩，定位等一系列问题，得进一步突破机械设计的难关。

3.拉链式防雨布的拉链设计在防雨布的内沿而不是边缘。

4.温度计可以更换。

5.齿轮传动机构的各齿轮相互啮合，此齿轮机构为一个多级齿轮增速器。

6.为了上坡省力,齿轮和轴间设置有一个可切换的键,上坡时将键横向拉出,齿轮不随轴

转动,起到省力的作用。设计时需要考虑现在的机床在开键槽时，由于齿轮内径太小，加工不了，需人工设计，另外，如何控制键在轴上的良好移动也是一个关键的技术。

7.现在市场上电子终端充电插口5V/2A,5V/1A，正常人行走速度为1.5m/s，假设箱体滚

动转轮直径10cm，采用555微型发电机，功率10W，输出电压1V-12V，转速2000转-8000转/分钟。

8.旅行箱滚动转轮的转速：V=4.7r/s

9.齿轮传动比假定为40:1

图1 齿轮加速器的结构与示意图图2 支撑架结构示意图

3 理论设计计算

此装置产生的电能，可以给电子终端产品充电。假若每个旅行箱每天充电3h，Q=UIT=15Wh，LED灯供电2小时Q=NPT=18Wh.按我国人口14亿，如果该产品15%的推广率，每天该旅行箱的使用率30%，每天节约电能0.033度×14亿×0.15×0.3=0.021亿度，节电量十分可观。

4 工作原理及性能分析

1.减少手臂对旅行箱的支持力

此种多功能旅行箱,箱体底部安装一个便于伸缩、定向转动、定位的支撑杆,对于不同身高的人，可以调整箱体与地面的角度，支撑杆安装一个万向转轮,整个支撑架机构可以放置于箱体底部的卡槽里；在箱体底部的轴上设置有一键槽，当上坡时将键横向拉出，此时齿轮机构不随轴转动，减小拉力，使用方便。

2.自发电,照明,充电功能

多功能旅行箱的滚动轮通过轴连接,轴上有滚动轴承，齿轮传动机构、升压稳压电路芯片模块、小型发电机，通过轴的转动带动齿轮传动机构, 齿轮传动机构再带动发电机发电,经升压稳压芯片电路模块将电能送至箱体底部的蓄电池储存电能,旅行箱拉杆上装有两排LED灯，USB插口,可以照明和对电子设备充电。

3.能够测试户外的温度、

拉杆上装有室外温度测量计，可以测量户外温度，可以能给旅行的人带来更大的方便。

4.具有安全警示的作用

此种多功能旅行箱箱盖装有LED红色警示灯，通过蓄电池供电，多档开关控制LED警示灯,可以起安全警示的作用

5.防雨功能

此种多功能旅行箱的箱体侧面设置有一个雨袋，里面装有拉链式的普通防雨布，箱体四周有与之相配使用的拉链，可以防止旅行箱被淋湿。

6.使用方便

多功能旅行箱设有多档开关，LED灯， LED红色警示灯，通过串联的方式，通过多档式开关控制，操作简便，蓄电池可拆卸，携带使用、更换方便。

图3 已完成的多功能箱

图4 发电机储能与放电测试图5 测试经稳压芯片处理后的电压

附图说明

图6为此设计正视图的结构示意图，图7为此设计万向轮支撑架结构示意图，图8为此设计箱体底部示意图。

图中各标号为：自由拉杆（1）、USB放电插口（2）、USB充电插口（3）、室外温度计（4）、箱体（5）、LED红色警示灯（6）、滚动轮（7）、轴（8）、支脚（9）、LED照明灯（10）、多档开关（11）、防雨袋（12）、拉链（13）、伸缩杆（14）、卡槽（15）、万向转轮（16）、定位杆（17）、小型发电机（18）、键（19）、稳压升压芯片（20）、蓄电池（21）、齿轮加速器（22）

图6.多功能旅行箱的正视图结构示意图