便携式多功能背包说明书.docVIP

第四届全国大学生机械创新设计大赛 四 川 赛 区 项目设计说明书 作品名称： 便携式多功能背包 高校名称： 宜宾职业技术学院 设 计 者： 邬超 汪国键 胡聪 王溪 完成时间： 2010年6月  目录 第一章 绪论 1 1.1 目前救援工具现状 1 1.2 作品改进及创新 3 第二章 总体方案 4 2.1 功能设计： 4 2.2 设计计算 4 2.3 框架结构设计 6 第三章 功能特点 7 3.1 背包 7 3.2 救援担架 8 3.3 充气单人船 10 3.4 单人帐篷 11 第四章 主要创新点 13 4.1 功能上的创新 13 4.2机械上的创新 13 第五章 推广应用 14 参考文献 15 第一章 绪论 我国是一个地大物博的国家，但是由于土地面积广阔，地理结构较复杂，所以，也是一个灾难频发的国家，如地震、洪灾、泥石流等各种自然灾害。然而在各种自然灾害中，几乎都会造成道路以及各种重要渠道中断，导致救援人员或者救援物资不能及时达灾区前线，以五·一二特大地震为例，地震造成了很多道路中断，山体滑坡导致堰塞湖的出现，使抢险人员不能及时的投入救援当中。，在抢险救灾时，时间就是生命为了我们的救援人员能及时有效的到达救援现场进行救援，我们便设计了便携式多功能救援背包。 1.1 目前救援工具现状 图 1—1 单人帐篷——在救援活动开展的同时，救援人员与受害人员的休息住宿也是一个比较大的问题，直接的关系到受灾人员的健康以及救援人员是否更好的开展救援活动。目前的 图 1—2 背包——背包的功能不言而喻，在各种救援活动中，都起着确定性的作用。但功能单一，也是背包的不足，如图1—3。 图 1—3 充气船——在零八年汶川大地震时，堰塞湖与小型湖泊阻碍了救援人员的道路，所以小型充气船发挥了很大的作用，如图1—4。 图 1—4 在救援工具虽然种类繁多，但是大都用途单一且笨重，单人携带困难。无法及时的投入到救援当中1.2 作品改进及创新 根据现在救援工具的局限性，我们考虑将救援工具往多功能化、小型化、人性化的方向发展，故设计出了这款便携式多功能背包，它集背包、充气船、担架、帐篷四大功能于一体，且重量轻便易于携带。第二章 总体方案 2.1 功能设计： 我们设计的这款便携式多功能救援背包，拥有四大主要功能： 背包：可以充当普通的救援背包，装下普通救援人员平时装的生活物资以及必要的救援物资。 单人充气船：在徒步救援中，由于没有渡水的工具，无法通过一些堰塞湖和湖泊以及河流，此背包可以通过结构的改变以及充气，变为单人式的充气船，可以横渡堰塞湖和小的湖泊以及河流。为救援赢取宝贵的时间。 担架：在救援过程中，会救援出很多伤员。一方面，伤员由于受伤，不能随便移动，另一方面，医用担架较为笨重，不能第一时间运抵救灾现场，所以，此背包展开可以充当担架使用，有效的避免了伤员们的第二次伤害。 单人帐篷：在救援期间，救援人员的住宿是一个很大的问题，不仅关系到救援人员的健康状况，也决定着救援活动的正常开展。所以，此背包还可以当作单人式的帐篷，以供救援人员以及伤员的住宿休息。 2.2 设计计算 由于要实现背包及担架等多功能的结合，所以作为主题框架的材料既要轻便又要具有一定硬度，镁铝合金具有轻便、高硬度、不易变形、耐高压等特点,但由于加工条件有限，所以我们选择了较易加工的不锈钢来替代镁铝合金。如表1所示： 组成构件 主要材料 内部框架 镁铝合金(2.15g/cm3) 1mm厚 22*10 4560mm 588.24g 2mm厚 22*22 3984mm 1370.496g 浮力系统 PVC(0.001g/cm) 0.05cm厚 37010cm 1050g 储气装置 二氧化碳储气瓶 1升 1个 500g 辅助原件 各种连接件 1000g左右 总体 4508.736g 表1 （1）框架重量计算： 规格：22*10（1mm厚）的重量 规格：22*22（2mm厚）的重量 （2）浮力材料的重量计算： 我们预计承重量为125kg（包括自重）。 计算： 浮力=排开水的重量 V排= F浮/ρ水g =125X10/1X103X10 =0.125m3 船体气囊底面积为框架主体面积S=1.92X0.6=1.152m2 船体气囊充气后高度H= V排/S=0.11m 此高度为理论高度，在实际当中不排除客观因素，故我们采用高度为0.2m的气囊。 所以： V实= S x H实 =1.152X0.287 =0.23m3 产生最大浮力为Fmax=ρ水g v排 =1X103X10X0.23