德州學(xué)院 楊淞淳 王志坤 王林祥

1 原理與設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)想與理念

整個(gè)智能拉桿箱在外形上看起來與普通拉桿箱無異，但在智能拉桿箱的內(nèi)部暗藏玄機(jī)。在內(nèi)部安裝微型計(jì)算機(jī)來控制箱子的各個(gè)部件正常工作，同時(shí)安裝信號(hào)接收裝置一藍(lán)牙，可以接收到手機(jī)上安裝的APP發(fā)來的藍(lán)牙信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人們通過手機(jī)來操控箱子的目的。箱子適合各年齡段的人群使用。之前自己?jiǎn)为?dú)外出時(shí)，常遇到有其他的事又不得不隨身提著自己行李箱的尷尬，現(xiàn)在智能拉桿箱解決了這一問題，箱子以及輪子可以鎖死，并且在遇到有人試圖搬走時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)并且會(huì)通知手機(jī)，箱子安裝有GPS定位系統(tǒng)，可以隨時(shí)在手機(jī)端查看位置。箱子的輪子上裝有稱重裝置，可以在拉桿把手處的顯示屏上準(zhǔn)確顯示箱子的重量。如果箱子過重則可以開啟輪子的電子助力裝置以節(jié)省人力。箱子內(nèi)的電池可以用來給手機(jī)充電。如果在路途中遇到突發(fā)情況時(shí)，只需按箱子外部緊急報(bào)警裝置，微型計(jì)算機(jī)便會(huì)遙控手機(jī)撥打報(bào)警電話同時(shí)控制喇叭發(fā)出刺耳警報(bào)。箱子采用堅(jiān)固并且輕便的鋁合金材料，在旅途勞累時(shí)可以坐著休息。

1.2 設(shè)計(jì)方案

首先，在箱子看似正常的四輪上，安裝有鎖死裝置。采用的鎖死裝置是夾子式，夾子式車輪鎖采用的結(jié)構(gòu)是雙排彈子，內(nèi)壓式邊柱鎖定結(jié)構(gòu)，克服了上下彈子鎖或當(dāng)排彈子鎖等無法開啟的缺點(diǎn)，是目前市場(chǎng)上最便宜的車輪鎖。車輪鎖采用精鋼構(gòu)造，具有防鋸防剪和防敲打的特性。車輪還裝配有電子助力裝置，在箱子過重時(shí)通過手機(jī)遙控打開。此裝置通過電池輸入的電能產(chǎn)生全電壓脈沖波使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生可控的電動(dòng)助力帶動(dòng)主動(dòng)輪通過車鏈驅(qū)動(dòng)由動(dòng)輪和飛輪產(chǎn)生前進(jìn)力，電子直流器可以幫助節(jié)省人力，使旅途不再因?yàn)樾欣钐囟v不堪。車輪上裝配有力傳感器，可以測(cè)量車輪在豎直方向上的受力是怎樣的。力傳感器采用了汽車車輪所使用的力傳感器，是由四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和殼體組成的加載平臺(tái)，還有標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再加WFT信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⑿陀?jì)算機(jī)中，然后在顯示屏上顯示出來。標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：此系統(tǒng)的核心是51單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的采集。系統(tǒng)通過A/D實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換，微型計(jì)算機(jī)用來處理數(shù)據(jù)。微型計(jì)算機(jī)裝配在箱體拉桿一側(cè)，充分利用了拉桿兩側(cè)的空間，使得箱子內(nèi)部呈現(xiàn)方方正正的空間。這種計(jì)算機(jī)不僅體積小，而且還能實(shí)現(xiàn)多種功能。箱子拉桿一側(cè)的三面鋁合金鋼板上安裝了GIGS太陽能電池。這種太陽能薄膜電池具有良好的穩(wěn)定性，可以承受箱子在使用時(shí)不可避免的震動(dòng)；而且還具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)用硅量極少，保證了低成本，可以大量生產(chǎn)。經(jīng)太陽能照射膜片產(chǎn)生的電能通過導(dǎo)線儲(chǔ)存在電池中。此電池有第一磁性區(qū)和第二磁性區(qū)，利用雙磁性區(qū)的雙極來防止漏電。電池源源不斷地為各種裝置提供電能。光能產(chǎn)生的電量?jī)?chǔ)存在電池中，可以用來給手機(jī)充電，電池電量足夠充滿10塊手機(jī)，接口采用USB，成本低、適配性好，使用起來簡(jiǎn)單方便。箱體內(nèi)還包括藍(lán)牙裝置，可以與手機(jī)配對(duì)，通過手機(jī)可以控制滑輪鎖死，查看箱子的位置，控制箱體里的喇叭，查看箱體內(nèi)電池電量，也可以通過手機(jī)給箱子關(guān)機(jī)，完全實(shí)現(xiàn)智能控制。在箱體底部安裝有喇叭，通過微型計(jì)算機(jī)控制，得到指令時(shí)可以發(fā)出兩種不同分貝的警報(bào)，前者低分貝適用于箱子被意外移動(dòng)時(shí)，后者高分貝適用于緊急情況時(shí)報(bào)警。同時(shí)GPS全球定位系統(tǒng)也安裝在箱體的底部，并且配有單獨(dú)的大電池，保證了箱子丟失時(shí)太陽能供電被切斷的危險(xiǎn)。

1.3 運(yùn)行方案

箱子拉桿把手處有一個(gè)箱子總開關(guān)，在箱子不使用時(shí)可以關(guān)閉保證箱子的使用年限，并且配有電子鎖，防止意外關(guān)閉。使用時(shí)只需把開關(guān)打開，箱子的各系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)手機(jī)安裝相應(yīng)的客戶端，打開藍(lán)牙與箱子配對(duì)，就可以正常使用了。箱子整體的系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化用電量極少，經(jīng)過短時(shí)間的太陽光照射就可以保證箱子很長(zhǎng)一段時(shí)間的使用。

2 發(fā)展前景

該智能拉桿箱使用了可再生能源——太陽能，不會(huì)污染環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展理念。適用人群廣泛，各階層各年齡段均適用，市場(chǎng)前景好。同時(shí)成本與普通拉桿箱相差無幾，但其智能化滿足了人們很多的需求。系統(tǒng)優(yōu)化程度高，箱子材質(zhì)結(jié)構(gòu)好，可使用時(shí)間長(zhǎng)，符合當(dāng)今社會(huì)不鋪張浪費(fèi)，提倡節(jié)儉的風(fēng)尚，在未來必將受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。

[1]美國(guó)DS Solidworks公司.SolidWorks零件與裝配體教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

[2]車洪麒.非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例詳解[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

[3]王晶.機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課外實(shí)踐選題匯編[M].高等教育出版社,2007.

[4]吳文娟.單晶硅高效制絨的研究[J].中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù),2012.