基于UG NX的兒童多功能行李箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)

向洪武　段軍

摘要：隨著旅游業(yè)的發(fā)展，大多數(shù)人都會(huì)在假期選擇出門旅游，但是帶小孩出門無疑是一件相當(dāng)麻煩的事情，更何況現(xiàn)在的家庭通常都有兩個(gè)小孩。兒童行李箱是為了小孩量身定做的，可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)物、騎行等多種功能，同時(shí)可以增加小孩的出行樂趣，也為家長省去7抱小孩的煩惱。但是市場(chǎng)上現(xiàn)有的同類行李箱還存在著不安全等很多不足之處，針對(duì)這些不足，使用UG NX軟件對(duì)該類行李箱進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，得到使用性能更佳的兒童多功能行李箱。

關(guān)鍵詞：UG NX行李箱 改進(jìn)

1引言

行李箱是人們出行必不可少的用品之一，但是行李箱的使用對(duì)帶著孩子出游的家庭來說非常不便。一方面由于1.2米以下的小孩乘坐火車不能占有單獨(dú)座位，只能家長抱著小孩;另一方面出行不方便帶童車，旅程中當(dāng)家長身心疲憊地?fù)Q乘車時(shí)還得一手拖著行李箱，一手抱著孩子。因此，有一個(gè)方便實(shí)用的可騎行的兒童多功能行李箱顯得尤為重要。

2設(shè)計(jì)背景

目前，市場(chǎng)上大部分可騎行的兒童行李箱體積較為龐大，除了騎行和儲(chǔ)存的功能外，尚無相關(guān)多功能性的設(shè)計(jì)。因此，本設(shè)計(jì)以市場(chǎng)上已有的同類行李箱人手，研究怎樣在行李箱上進(jìn)行改進(jìn)和增加其他附屬功能等。首先利用UG NX軟件繪制樣機(jī)模型，通過UG NX受力分析和運(yùn)動(dòng)仿真確定設(shè)計(jì)理念的可實(shí)施性。本設(shè)計(jì)擬實(shí)現(xiàn)行李箱可拆分，改進(jìn)行李箱蓋、踏板、扶手等問題，并且增加雨傘、水杯等小件物品單獨(dú)存儲(chǔ)等功能。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，不僅解決了孩子沒有座位的問題，同時(shí)解決了抱著小孩的問題，達(dá)到方便出行的目的。

3改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1市場(chǎng)調(diào)研

根據(jù)前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)客戶對(duì)兒童行李箱的基本要求為：安全、可靠、美觀、實(shí)用、舒適、輕便、多功能。目前，可騎行兒童行李箱是時(shí)下很流行的出行工具，適合3 N10歲的兒童使用，該類型的行李箱因其可騎式的設(shè)計(jì)成為了眾多媽媽選擇的原因。但設(shè)計(jì)方面也存在著很多的不足。通過調(diào)研，我們總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

（1）L型的箱體太長無法放入行李架，凸出的腳踏板以及把手使其難以平放，豎直放在大件行李架上也會(huì)過多的占用空間，造成不必要的浪費(fèi)。

（2）孩童騎坐的位置在開箱拉鏈處，材料軟沒有支撐，承重較小。

（3）箱子兩側(cè)打開的方式占用面積大，開箱時(shí)物品易散落。在窄狹的地方打開困難，并且放不平整。

3.2改進(jìn)設(shè)計(jì)思路及流程

（1）改進(jìn)設(shè)計(jì)思路

以安全性、實(shí)用性、納能力作為設(shè)計(jì)理念以人機(jī)工程學(xué)、功能合理、構(gòu)造堅(jiān)固作為建模要求，兩者相互協(xié)同。

（2）改進(jìn)流程

首先利用三維掃描技術(shù)獲取行李箱原型點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過逆向軟件得到行李箱原型的三維模型，然后應(yīng)用UG NX將原型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，最后借助3D打印技術(shù)完成實(shí)物模型的制作。

3.3改進(jìn)實(shí)施

3.3.1利用三維掃描技術(shù)獲取原型數(shù)據(jù)

3.3.2改進(jìn)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（1）子母箱分離式設(shè)計(jì)。市面上的兒童可騎式行李箱大多都是傳統(tǒng)的一個(gè)箱體，而本設(shè)計(jì)利用T型槽將箱體一分為二，變?yōu)樽幽赶涞男问?。一個(gè)箱體為裝衣物的大箱體，另一個(gè)為雙肩式背包的設(shè)計(jì)，在里面可以放人一些水杯、雨傘、零食等一些小件物品，方便隨時(shí)拿取，并且不用擔(dān)心因行李箱過長而不能放入行李架上。

（2）側(cè)面開箱設(shè)計(jì)。原本的行李箱是雙開的方式，打開時(shí)要占用很大的空間，并且使里面原本整齊的衣物變得十分凌亂甚至散落。由于凸出的腳踏板和把手的存在，行李箱打開時(shí)放不平整。為了讓開箱更加便捷，放置更加平穩(wěn)，將雙開變?yōu)閭?cè)面開箱，利用暗扣鎖替換原本的拉鏈。這樣即使在狹窄的火車過道上也能輕松打開，實(shí)現(xiàn)物品的便利取放。同時(shí)還—司增加箱體的承重。

（3）收縮式腳踏設(shè)計(jì)。為了小孩能夠在騎行的時(shí)候更加的舒適，行李箱箱體的兩側(cè)增加了腳踏板，但凸出的固定腳踏板使得行李箱不便放置，拉箱時(shí)也容易撞到腿。因此把腳踏板設(shè)計(jì)為收縮式，在很好地解決這兩個(gè)問題的同時(shí)也讓行李箱能夠平穩(wěn)放置。

（4）凹槽式把手的設(shè)計(jì)。騎行中為了讓小孩能夠找到借力點(diǎn)，箱體采用人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)了把手，但傳統(tǒng)凸出的固定把手影響開箱和行李箱的放置，因此將其改為凹槽式把手，讓孩子在扣住把手的時(shí)候，能夠舒服的騎在行李箱上。同時(shí)，在子箱的側(cè)面加上安全帶扣，增加騎乘的安全性。

3.4 3D打印工藝及樣機(jī)打印

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)不同，它是一種增材制造技術(shù)，也是一種快速成形技術(shù)，能夠有效的節(jié)約時(shí)間和減少材料的浪費(fèi)，降低工業(yè)設(shè)計(jì)過程中所面臨的成本風(fēng)險(xiǎn)，有利于產(chǎn)品的研發(fā)和制造。

目前在高校中，應(yīng)用較為廣泛的主要是熔融沉積成型工藝（FDM）以及立體光固化成型工藝（SLA）技術(shù)。FDM技術(shù)成本低，制備出的原型表面有較明顯的條紋，成型速度相對(duì)較慢。而SLA技術(shù)成本略高，成型尺寸較小，但打印精度高，速度較快，高校中常見的高速光固化3D打印機(jī)速度可以達(dá)到200mm/hr以上。綜合分析后，該行李箱采用SLA打印技術(shù)，同時(shí)考慮到打印設(shè)備的成型尺寸，本設(shè)計(jì)采用拆分式的打印方法，分別打印之后再拼接，最后將所有的零件進(jìn)行安裝。

4結(jié)束語

本產(chǎn)品的改進(jìn)及創(chuàng)新主要包括了市場(chǎng)調(diào)研分析，通過廣泛的社會(huì)調(diào)研，實(shí)地考察，總結(jié)產(chǎn)品的缺陷。然后通過研討，確定改進(jìn)方向，采用子母箱分離式設(shè)計(jì)，腳踏、把手、打開方式的改進(jìn)等多種設(shè)計(jì)，方便孩童使用;該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，符合人機(jī)工程學(xué)。最后，通過產(chǎn)品圖的繪制，樣機(jī)的制作，驗(yàn)證產(chǎn)品的可行性，滿足顧客需求，真正實(shí)現(xiàn)行李箱的多功能化，為人們出行帶來便利。

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