下水道取物器.doc

下水道取物器 你可曾遇到过以下类似的尴尬情况：上厕所时玩手机，但是一不留神手机掉了进去，想把手机捞上来，但是胳膊又不够长够不着，或者下水管道太窄，胳膊塞不进去，时常也有把胳膊卡在管道里的情况发生。再如在卫生间洗澡时，由于香皂太滑了，手没拿好，恰好掉进了了下水通道，由于肥皂的体积比较大，很有可能把下水道堵住，为了防止这种情况发生，就要把肥皂捞上来，可由于手臂太短，或者管道太窄，无法用手把它捞出来等一系列情况。实际上有人曾经在我们校园里做过一个调查问卷：超过80%的学生喜欢在上厕所时玩手机，这就极大地增加了掉手机进下水管的几率，超过10%的人曾不慎掉过东西进下水管。我们要想把这些东西拿出来就得有专门工具。在我们之前，就有人研究过这个问题，也同时做出了一些产品。那我们就来看一下这些产品。现在市场上的产品，大多只能夹一些钥匙一类的小东西，遇到体积大一点的物体就束手无策了。而且这些产品长度都是固定的，不能加长，遇到长一点的管道也就没有办法了，而且不用时，不能缩短，浪费空间。 我们就其产品，做了新的研究分析。基本思路是设计一根底部带有爪子的伸缩杆。不同下水道深度不尽相同，为了满足不同场合需要，杆子设计成可伸缩式结构。大家讨论后，伸缩结构设想有两种方案。一是与折叠伞的伞柄的结构一致，通过三节短杆一节一节套在一起来达到伸缩，每节杆末端采用卡口锁定。二是使用鱼竿结构，末端不使用卡口，采用摩擦来锁紧。第一种方案更加稳定，结构稳固，采用第一种。杆子为空心杆，中间通过绳索来传动，绳索一端露出杆子顶部，另一端连接底部卡爪。为了达到卡口在其张开的范围内的任意位置可锁紧，露出杆子顶部的那部分绳索与一手轮相连接，绳索只有在手轮转动的情况下上下移动。 卡爪的设计是这一机构的关键部分，包括卡爪的连接位置，形状及运动形式。共有四个爪子。每个卡爪对称安装，便于抓取时保持平衡。爪子外形为弧形，分为两部分。卡爪安装我们设想了两种方案。 方案一： 卡爪设计为常开状态。上一半较短，曲率半径较大，基本为线型与杆子约45度朝外开。下一部分与上一部分呈120度弯折，曲率半径较小，弧度较大。这样便于稳定抓住物品。卡爪顶部通过销钉连接在杆子的最后一节，使卡爪能灵活转动。绳子连接在卡爪中间弯折处，抽动绳索卡爪能绕连接销钉处转动。由于卡爪上下两部分长度比例使卡爪下半部分活动范围较大，上端转动较小就能带动下端。为了使卡爪保持常开状态，在卡爪外装上弹簧，一端连接在卡爪外弯折处，另 一端连接在杆件通过选取合适弹簧，当卡爪不受力时，受弹簧弹力使卡爪处于开合状态时，绳索收紧后弹簧受力伸长爪子闭合， 抓取物品。当抓取失败时，松开绳索，爪子 受力弹开，再次找准位置后，重新抓取。由爪子为受力闭合，通过人手操控便于控制受力大小，当在取出物品整个过程都必须保持弹簧处于拉紧状态。方案二： 卡爪设计为常闭状态。卡爪形状基本一致，主要改变在于弹簧及绳索连接点。改变弹簧弹性系数及原长，使卡爪不受力时，弹簧处于压缩状态把卡爪顶住使其处于闭合状态。绳索连接于卡爪上部，当用力拉紧绳索时，卡爪打开，抓取物品时松开绳索，使卡爪收紧。这种方案优点在于抓取物品后，自动卡紧无需拉紧绳索。但不利于控制受力大小。 综合比较觉得第一种方案更利于捡取不同物品，在杆顶部设计一挂钩即可实现绳索拉紧后固定住。第二种方案不易实现绳索拉紧后爪子张开，用力大小也不如方案一易于控制。 做爪子的材料选为硬质塑料的，主要是下水道里面充满了液体。如果用铁制品，易于生锈和腐蚀，不利于长期使用，降低了该物体的使用寿命。其次卡爪的4个爪子互成相同的角度，选用方案一，当四个爪子相互合拢之后，每两个爪子之间有一定角度和距离，使之能有效的抓住东西，而且能使其他的杂质能从其之间的空隙中流出，抓住东西的效率提高。 对于杆子由于采用的是伸缩杆，用的时间一长，难免会出现摩擦力增大，伸缩变难，不利于产品发挥其特性，但是由于杆子设计的双层的，我们就可以在外面一层打两个小孔，上下各一个，上面可以加润滑油使之可以更加良好的工作，下面可以使少量的润滑油流出。 最后确定了长度尺寸的大小。考察了一般卫生间下水管道深度及直径尺寸后，一般下水管道拐弯处深度在1米左右，管道内径约7080厘米。所以我们将杆子设计为三节每一节长50厘米，直径为50毫米，爪子张开最大直径为60毫米。这样可以方便用于各类马桶管道内，可以顺利伸进伸出又不会卡