基于组合的多功能实用产品

摘 要：基于组合的思想，设计一种多功能实用产品，考虑到产品的重量，成本以及耐用性，通过强度刚度稳定性分析以及材料成本预算，设计出由管件和连接件组成的以三角为单元的支架，三角单元采用三角形的稳定性和圆弧的安全性的特质进行设计。对支架进行拆卸，组装，实现需要的功能，增强产品实用性，便携性，灵活性，多元性。

关键词：拆卸 组装 支架 多功能

1产品结构以及工作原理

1.1组合产品的结构如下所示

（2）连接件共有六个小孔，每一个小孔与管子之間是间隙配合。

（3）支架xy平面的基本单元为三角形，yz，xz平面的基本单元为四边形。

（4）防水布袋内可粘一次性消毒袋，消毒袋易撕拉。

1.2工作原理

工作时，可根据需求来自由组合连接件与管件，从而实现一物多用的功能。连接件有六个小孔，具有极强的空间延展性，三角和圆弧的结合，保证了在边长较小的情况下，使得防水布袋可以较为紧密的贴合支架，实现空间的最大化。举个例子来说，三个管，三个连接件，套上防水布袋面积和消毒袋，实现脸盆的功能，增加底（xy面）的面积，实现洗衣盆的功能，增加壁（yz，xz面）的高度，实现洗衣桶的功能。工作结束后，拆卸支架形成一个一个的小零件放入防水布袋，既方便携带，又可以节省空间，实现利用率的最大化。

组装如下所示：

2产品分析

2.1稳定性分析

管件以三角形为单元组合，借助三角形稳定性强的特质，添加连接件（角度60），规避三角形角尖的不安全性，同时以圆滑的曲线柔化直线的刚硬，视觉上产生美感。对产品强度刚度分析，此时的管可看作梁来进行计算，连接件可看作固定铰链支座，如图所示：

2.2实用性分析

本产品便于携带，便于组装，可根据需求任意改变支架的形状达到一物多用的目的。管件和连接件可装入防水布袋，节省空间，造型美观，安全指数高，灵活度高，适用于家居，旅行。目前市面上并没有类似的产品，有的只是只能实现单一功能的产品，抽样调查后的结果显示，80%以上的人都喜欢出去旅游携带轻巧方便多功能的产品，91%的人都喜欢可以节省空间的产品，94%的人希望有一个类似本产品的实物，经调研，这是一个实用型的产品。

消费者对产品的要求

2.3成本分析

本产品属于日用品系列，需考虑重量，成本，耐用度。综合三方面，可采用合金作为管件的材料，比如镁合金，采用自哽呋喃树脂作为连接件的材料，采用石油树脂聚氨酯作为防水布袋的材料。以上材料都是低成本的物质，可以较大程度减少成本。

2.4工艺分析

管件是中空的，在工艺上存在一定的要求，这里可采用空心管子冲孔模具，连接件用3D打印工艺，同时保证管子和连接件小孔保持间隙配合，防水布袋需借鉴塑料袋的生产工艺，改变原材料，降低成本，减少污染。

3结语

（1）经调查发现，本产品成本低，实用性强，市场潜在空间大。

（2）产品工艺简单，使用方便，功能多样。

参考文献：

[1]钢材品种升级-从低合金高强度到低成本的高性能.东北大学.2009.08

[2]一种高强度低成本自哽呋喃树脂的研制.沈阳工业大学.2014.02

[3]石油树脂聚氨酯防水材料的研制.郑州大学.2004.10

[4]高强高韧镁合金有望实现.中国有色金属报

[5]空心管子冲孔模具.模具设计.2007.06.

作者简介：

秦绪芳（1997-），女，民族：汉，籍贯：山东枣庄，当前职务：学生，学历：本科，研究方向：机械工程。