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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 多角度可折疊可視破障液壓鉗
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品則主要是針對(duì)坍塌性災(zāi)難而設(shè)計(jì)的。在很多時(shí)候，傷員被壓在或困在災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)因無(wú)法得到及時(shí)的救援而失去生命。然而，在排除障礙物過(guò)程中，往往因?yàn)闆](méi)有好的救援工具而浪費(fèi)太多的時(shí)間，導(dǎo)致救援工作最后失敗。本設(shè)計(jì)無(wú)疑能大大縮短救援時(shí)間，使救援工作順利開(kāi)展。 該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，設(shè)計(jì)巧妙，拆裝方便，便于攜帶，所以容易被推廣使用，具有很好的市場(chǎng)前景！
- 詳細(xì)介紹：
- 一．緒論 許多地區(qū)地震災(zāi)難頻發(fā)，地震的發(fā)生造成了房屋的倒塌，由于房屋倒塌，許多時(shí)候造成人被壓在廢墟下面的時(shí)候，可能被一些東西鉗住，而且又困在里面的時(shí)候，我們就很難用液壓鉗破障，當(dāng)我們把鉗放下去的時(shí)候，許多時(shí)候由于洞口的緣故，不能使出很大的力，所以，用液壓鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)，不過(guò)由于液壓鉗沒(méi)有固定的東西，我們只能把液壓鉗放進(jìn)去，而且又不能自由的轉(zhuǎn)動(dòng)它，不能去固定一個(gè)角度，即使我們把液壓鉗放進(jìn)去，我們也很難去破障。 液壓鉗可以以最小的晃動(dòng)剪斷金屬，特別適合快速切斷廢墟中的鋼筋，在車(chē)禍中切斷汽車(chē)的結(jié)構(gòu)中使用。比如一根鋼筋穿過(guò)一個(gè)傷者身體時(shí)，使用其它的電切割機(jī)不僅振動(dòng)大，還會(huì)有熱產(chǎn)生，會(huì)給傷者造成二次傷害也會(huì)產(chǎn)生痛苦，液壓剪是以液壓為動(dòng)力，夾住鋼筋后硬剪斷的，所以即不晃動(dòng)或振動(dòng)，也不生熱。 二．設(shè)計(jì)方案 2.1 本設(shè)計(jì)與一般破障鉗的比較 圖2.1 國(guó)內(nèi)的一般液壓鉗 我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的液壓破障鉗采用剪式支架，配備液壓動(dòng)力裝置，以液壓油缸推動(dòng)剪式支架，通過(guò)杠桿作用原理，將其推力轉(zhuǎn)化為鉗口上的夾持力，如果鉗口的夾持力超過(guò)被夾混凝土的抗壓強(qiáng)度，混凝土構(gòu)筑物被夾碎解體。但是，目前的破障工具，不能解決狹窄縫隙中轉(zhuǎn)900的工作任務(wù)，在地震災(zāi)難發(fā)生以后，為了生命，救援工作有事不能使用大型工具。而我們?cè)O(shè)計(jì)的液壓鉗恰好解決了只進(jìn)行單一方向運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，對(duì)抗震救災(zāi)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。并且在許多時(shí)候，能夠起到破障鉗的轉(zhuǎn)向，用液壓缸提供桿件的伸縮，能夠在一般破障鉗不容易工作的區(qū)域進(jìn)行工作，最關(guān)鍵的是該設(shè)計(jì)項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)液壓鉗的折疊功能，并能在很小的空間發(fā)揮它最大的功用。而且破碎作業(yè)沒(méi)有噪聲、粉塵。這樣不僅避免了其它破碎方法造成的環(huán)境污染，而且改善了工人的作業(yè)條件。最關(guān)鍵的是該設(shè)計(jì)項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)液壓鉗的折疊功能，并能在比較小的空間發(fā)揮它最大的功用。 2.2 作品內(nèi)容簡(jiǎn)介 折疊式液壓鉗采用剪式支架，配備液壓動(dòng)力裝置，以液壓油缸推動(dòng)剪式支架，通過(guò)杠桿作用原理，將其推力轉(zhuǎn)化為鉗口上的夾持力，如果鉗口的夾持力超過(guò)被夾混凝土的抗壓強(qiáng)度，混凝土構(gòu)筑物被夾碎解體。 1.夾持力大。 液壓鉗能破碎C50標(biāo)號(hào)以下的混凝土構(gòu)件。 2.液壓鉗破碎鹼過(guò)程為靜態(tài)過(guò)程。 這一特點(diǎn)使其在建筑物改造工程中能得到很好的應(yīng)用，因?yàn)榻ㄖ锔脑旃こ讨校?jīng)常對(duì)某些混凝土構(gòu)筑物局部破碎，而保留部分不能造成損傷，影響強(qiáng)度。 3.破碎作業(yè)沒(méi)有噪聲、粉塵。這樣不僅避免了其它破碎方法造成的環(huán)境污染，而且改善了工人的作業(yè)條件。 4.破碎效率高。 液壓鉗的破碎效率高于一般小型風(fēng)動(dòng)機(jī)械破碎法。 5.成本低，操作簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)。 液壓鉗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，整機(jī)及配件不需專(zhuān)門(mén)購(gòu)買(mǎi)。該機(jī)重量輕，兩人手持操作。采用特殊材料，并經(jīng)嚴(yán)格的熱處理工藝，提高了該設(shè)備的使用壽命。 6：液壓機(jī)架可進(jìn)行折疊與拆裝。 本發(fā)明在折疊方面做了很大的修改，將原先單一的機(jī)架干折疊成一半，縮小了存放的空間，增加了利用空間，更方便進(jìn)行搬運(yùn)。此設(shè)計(jì)更重要的是它能使液壓鉗能夠在很小的空間中工作，能夠在不同的角度下進(jìn)行破剪，方便工作。 本發(fā)明能夠進(jìn)行快速的組裝和拆卸，而且其組裝和拆裝也比較方便，正因?yàn)橛辛诉@個(gè)功能所以該發(fā)明可以應(yīng)用到不同的液壓機(jī)構(gòu)中，故其兼容性比較好。 2.3 設(shè)計(jì)方案 （一）、實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）折疊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本折疊機(jī)構(gòu)采用兩根長(zhǎng)度和大小都相同的不銹鋼材料制作而成的。不銹鋼的底端進(jìn)行了加工，成了可進(jìn)行絞支的形狀，從而達(dá)到了可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的作用。 為了達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，我們獨(dú)特將機(jī)架進(jìn)行了加工，讓它截成了兩段，并在截?cái)嗵幱煤先~進(jìn)行了連接，在上端進(jìn)行了鉆孔并用螺栓固定，成了能真正起到折疊的作用 （2）手柄的設(shè)計(jì) 手柄的設(shè)計(jì)原理上我們采用兩根機(jī)架連接一根小機(jī)架的巧妙設(shè)計(jì)，并用垂直固定絞進(jìn)行固定，簡(jiǎn)便了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （3）滑塊的設(shè)計(jì) 在所有的設(shè)計(jì)中滑塊的設(shè)計(jì)可謂是別具一格，起到了多功能的作用。由于具體材料和工具的有限我們只能用AB膠進(jìn)行固定，我們?cè)诨瑝K上安置了能夠以連桿絞接的結(jié)構(gòu)，在滑塊的前端，我們安置了一個(gè)手柄，起到省力的作用，在前端還設(shè)計(jì)了一個(gè)靠檔塊，讓滑塊能方便的固定到每個(gè)地方，從而讓液壓鉗旋轉(zhuǎn)到每一個(gè)角度。 （4）固定液壓鉗的設(shè)計(jì) 我們?cè)谝簤恒Q的尾部用兩個(gè)自制的圓形套環(huán)進(jìn)行對(duì)液壓鉗的固定和控制，并在上端開(kāi)了四個(gè)圓孔，用螺栓，螺母進(jìn)行調(diào)節(jié)。起到拆卸和固定方便的作用。 （5）滑槽的設(shè)計(jì) 針對(duì)液壓鉗旋轉(zhuǎn)角度的不確定性，我們?cè)跈C(jī)架上特別設(shè)計(jì)了0度，30度，45度，60度，80度，90度六個(gè)槽，使其能夠準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)到每一個(gè)角度上 （二）、理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的區(qū)別處 由于本設(shè)計(jì)在各個(gè)方面的限制，所以在設(shè)計(jì)的實(shí)際結(jié)構(gòu)上與理論結(jié)構(gòu)還是有一定的差距，精確度也不是很高，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還是能夠起到不錯(cuò)的功用。 2.4 設(shè)計(jì)計(jì)算 2.4.1折疊式液壓鉗的結(jié)構(gòu)尺寸 機(jī)架模型長(zhǎng)：厘米 機(jī)架模型寬：厘米 兩機(jī)架相距：厘米 手柄長(zhǎng)：厘米 滑槽間的距離：厘米 連桿的長(zhǎng)：厘米 套環(huán)間的距離： 2.5可折疊液壓鉗工作原理 首先，當(dāng)把整個(gè)機(jī)構(gòu)放入狹縫中，滑塊在二個(gè)桿中的滑槽移動(dòng)，通過(guò)與滑塊連接的連接桿帶動(dòng)液壓鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)到適合的角度之后，這時(shí)候需要固定角度，在機(jī)架桿中，是已經(jīng)開(kāi)槽了的，只需把滑塊上的那個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片轉(zhuǎn)到滑槽中，這樣就能起到固定角度作用了。 液壓鉗采用剪式支架，配備液壓動(dòng)力裝置，以液壓油缸推動(dòng)剪式支架，通過(guò)杠桿作用原理，將其推力轉(zhuǎn)化為鉗口上的夾持力，如果鉗口的夾持力超過(guò)被夾混凝土的抗壓強(qiáng)度，混凝土構(gòu)筑物被夾碎解體。 2.6 創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用 （1）液壓鉗的轉(zhuǎn)向。通過(guò)機(jī)架桿連接液壓鉗，可實(shí)現(xiàn)它的轉(zhuǎn)向，可以在惡劣的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)不同的角度需求。 （2）可拆裝。通過(guò)組合機(jī)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)它的拆裝功能，這樣也可以把這些構(gòu)件更容易使用在其他一些液壓鉗上。 （3）可折疊機(jī)架桿。由于認(rèn)識(shí)到不可能讓機(jī)架桿太長(zhǎng)，所以，將機(jī)架桿設(shè)計(jì)成折疊，這樣可以在可拆裝的允許下，便于攜帶，并且不占空間。 （4）液壓鉗的破障。液壓鉗采用剪式支架，配備液壓動(dòng)力裝置，以液壓油缸推動(dòng)剪式支架，通過(guò)杠桿作用原理，將其推力轉(zhuǎn)化為鉗口上的夾持力，這樣就可以無(wú)污染，很安全的來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)破障功能了。 2.7 應(yīng)用前景 由于天災(zāi)頻發(fā)，液壓鉗，大型救援搶險(xiǎn)的必備法寶。生活中每天都上演著許多不原意發(fā)生的意外事故，比如：現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌，意外的交通事故。此時(shí)我們的搶險(xiǎn)隊(duì)員除了有豐富的救援經(jīng)驗(yàn)以外，還有一樣?xùn)|西必不可少——液壓鉗。一把小小的鉗子就能把鋼筋一根根地剪斷,為營(yíng)救工作贏得寶貴的時(shí)間。但是，目前的破障工具，不能解決狹窄縫隙中轉(zhuǎn)900的工作任務(wù)，在地震災(zāi)難發(fā)生以后，為了生命，救援工作有時(shí)候不能使用大型工具。并且像中國(guó)許多地區(qū)地震災(zāi)難頻發(fā)，地震的發(fā)生造成了房屋的倒塌，由于房屋倒塌，許多時(shí)候造成人被壓在廢墟下面的時(shí)候，可能被一些東西鉗住，而且又困在里面的時(shí)候，我們就很難去把那個(gè)鉗住的東西去破障，當(dāng)我們把手壓鉗放下去的時(shí)候，許多時(shí)候由于洞口的緣故，不能使出很大的力，所以，用液壓鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)，不過(guò)由于液壓鉗沒(méi)有固定的東西，我們只能把液壓鉗放進(jìn)去，而且又不能自由的轉(zhuǎn)動(dòng)它，不能去固定一個(gè)角度，即使我們把液壓鉗放進(jìn)去，我們也很難去破障。因此，發(fā)明一個(gè)小型的可折疊的液壓破障機(jī)械，對(duì)抗震救災(zāi)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。并且在許多時(shí)候，能夠起到破障鉗的轉(zhuǎn)向，用液壓缸提供桿件的伸縮，能夠在一般破障鉗不容易工作的區(qū)域進(jìn)行工作，最關(guān)鍵的是該設(shè)計(jì)項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)液壓鉗的折疊功能，并能在很小的空間發(fā)揮它最大的功用。而且破碎作業(yè)沒(méi)有噪聲、粉塵。這樣不僅避免了其它破碎方法造成的環(huán)境污染，而且改善了工人的作業(yè)條件。最關(guān)鍵的是該設(shè)計(jì)項(xiàng)目能夠?qū)崿F(xiàn)液壓鉗的折疊功能，并能在比較小的空間發(fā)揮它最大的功能。 2.8 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次可折疊破障液壓鉗的設(shè)計(jì)制造讓我們受益匪淺，不僅讓我們將理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)巧妙地結(jié)合起來(lái)，更讓我們?cè)诶碚搶W(xué)習(xí)的過(guò)程中，體會(huì)實(shí)踐帶來(lái)的樂(lè)趣。這也是實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀的重要步驟，完全符合以人為本、以學(xué)生為本的教育理念。 隨著方案的逐步確立和成熟，并得到了老師的許可——可以進(jìn)行實(shí)際制作了。一件東西，從想法變?yōu)閷?shí)際，這個(gè)過(guò)程比單純的腦力設(shè)計(jì)更為“痛苦” ，需要什么材料？哪種效果好？那些部分需要做實(shí)驗(yàn)論證？不符合要求就得重新思考方案，有時(shí)一個(gè)很細(xì)小的問(wèn)題就成了一只很麻煩的攔路虎，擋在課題組的面前，有時(shí)大家都為這個(gè)沮喪好幾天，制做沒(méi)有進(jìn)展，心里就會(huì)急噪，有時(shí)課題組意見(jiàn)出現(xiàn)分歧的時(shí)候甚至?xí)[點(diǎn)別扭。但我們集體的心思只有一個(gè)：堅(jiān)持，一定會(huì)有好辦法的。這次可折疊破障液壓鉗制做經(jīng)歷讓課題組成員深刻體會(huì)到這一點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候最重要的是心態(tài)，千萬(wàn)別急，幾個(gè)人安靜的坐下來(lái)一起商量，或者找老師們尋求意見(jiàn)，一定會(huì)有柳暗花明的時(shí)候。從整個(gè)過(guò)程中學(xué)到很多東西，無(wú)論是知識(shí)上，還處理問(wèn)題的角度和方法上，都讓我們收益匪淺。從一個(gè)想法到把這個(gè)想法做出來(lái)并實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，經(jīng)歷了很多曲折。在這個(gè)過(guò)程中有過(guò)希望也有過(guò)失望，有過(guò)喜悅也有過(guò)悲傷，但是學(xué)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這些，只有自己真正去實(shí)踐才會(huì)體會(huì)這其中的感受。 當(dāng)然還要感謝一直以來(lái)給我們最大幫助的指導(dǎo)老師，還有在制作時(shí)幫助我們的師傅以及周?chē)o我們莫大支持的同學(xué)們，沒(méi)有他們的幫組和支持，我們很難完成此作品。鑒于水平和條件限制，本作品難免有不足之處，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的： 近年來(lái)，世界上許多地區(qū)地震災(zāi)難頻發(fā)，地震的發(fā)生造成了房屋的倒塌，會(huì)造成許多人被壓在廢墟下面，可能被一些障礙物卡住或困在里面，救援人員最好在黃金救援時(shí)間內(nèi)將被困人員救出。本發(fā)明是鑒于直動(dòng)式破障鉗和擴(kuò)張器無(wú)法實(shí)現(xiàn)角度調(diào)整功能而設(shè)計(jì)的作品，該作品易于實(shí)現(xiàn)破障鉗端部的角度調(diào)整，根據(jù)需要，可以在其端部，架設(shè)帶有光源的攝像頭，可迅速探明需破障的位置；且該作品可折疊，方便攜帶。 該作品可以彌補(bǔ)目前市場(chǎng)上破障設(shè)備功能的不足，為及時(shí)有效的進(jìn)行破障救援提供一種新的有效工具。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1．液壓鉗的角度可調(diào) 通過(guò)曲柄滑塊原理，將手持聯(lián)接機(jī)架同破障液壓鉗有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)破障鉗的角度調(diào)整，在惡劣的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)不同的角度需求。 2. 液壓鉗端部安裝攝像頭 根據(jù)需要可以在破障液壓鉗端部安裝有帶光源的攝像頭，可以在光線和視線不佳時(shí)，迅速探明需破障的位置或待救援人員的情況。 3. 可拆裝 通過(guò)組合機(jī)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)它的拆裝功能，這樣也可以把這些構(gòu)件更容易應(yīng)用于其他一些破障液壓鉗或擴(kuò)張器上。 4. 可折疊機(jī)架桿 為了方便攜帶，將機(jī)架桿設(shè)計(jì)成折疊，這樣可以在可拆裝的允許下，便于攜帶，并且可節(jié)省空間。 技術(shù)關(guān)鍵： 作品運(yùn)用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)原理來(lái)控制破障液壓鉗的角度調(diào)整和帶光源的攝像頭運(yùn)用到液壓鉗上。 主要技術(shù)指標(biāo)： 破障液壓鉗角度可實(shí)現(xiàn)0~1350的調(diào)節(jié)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 據(jù)網(wǎng)上和市場(chǎng)調(diào)查分析，現(xiàn)階段抗震救災(zāi)使用的直動(dòng)式破障液壓鉗都還只是在一個(gè)很小的范圍和空間里進(jìn)行工作，且不具備將破障液壓鉗進(jìn)行角度調(diào)整和救災(zāi)場(chǎng)合探明功能，本設(shè)計(jì)的作品突破了原有工作范圍，不僅擴(kuò)大了破障液壓鉗或擴(kuò)張鉗的工作范圍，更可以將破障液壓鉗的頭部進(jìn)行多方位的旋轉(zhuǎn)和救災(zāi)場(chǎng)合探明，大大縮短了破障的時(shí)間，提高了破障的效率，為迅速的進(jìn)行生命救援贏得了時(shí)間。 該作品為人類(lèi)在抗震救災(zāi)時(shí)迅速高效的破障提供了一種新的救援工具。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- ? 2010年10月在東南大學(xué)舉行的第四屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上獲得二等獎(jiǎng) ? 2010年6月在寧波大學(xué)舉行的浙江省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽上獲得一等獎(jiǎng) ? 2010年11月入選第四屆湖州市青年創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽競(jìng)賽活動(dòng)創(chuàng)新類(lèi)項(xiàng)目 ? 2011年1月在中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局獲得一項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 委托中介機(jī)構(gòu)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 該作品可以進(jìn)行拆卸和分裝，將液壓鉗、液壓泵、機(jī)架、攝像頭、筆記本電腦、連桿和備用的連接件同時(shí)安放在不同的箱體內(nèi)，這樣就能方便和迅速的將其帶到災(zāi)區(qū)進(jìn)行破障救援。 首先將液壓鉗和機(jī)架用連接件連接在一起，然后再將連桿于機(jī)架和液壓鉗的尾部連接起來(lái)，最后將液壓泵和破障液壓鉗進(jìn)行連接。如需要可以安裝攝像頭，連接筆記本電腦。 適應(yīng)范圍： 主要是面向抗震救災(zāi)的現(xiàn)場(chǎng)。 推廣前景： 該作品可以在市場(chǎng)上使用，為抗震救災(zāi)提供一種新的有效的工具，如果進(jìn)行完善，可以推向市場(chǎng)。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 目前，地震頻發(fā)，如何迅速有效的解救受困人員，是人類(lèi)面臨的任務(wù)。因此該作品的問(wèn)世，為抗震救災(zāi)提供一種新的有效工具。如果以目前直動(dòng)式液壓鉗市場(chǎng)上使用情況作為參考來(lái)看，本作品產(chǎn)業(yè)化之后，不會(huì)少于直動(dòng)式液壓鉗使用數(shù)量。 由于該作品的角度調(diào)整機(jī)構(gòu)采用簡(jiǎn)單的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、帶光源的攝像頭，應(yīng)該比直動(dòng)式破障液壓鉗高100元左右，但是產(chǎn)品的應(yīng)用范圍將比直動(dòng)式破障液壓鉗更廣。因此有著很好的市場(chǎng)前景。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)角度可調(diào)整、帶光源攝像頭的破障液壓鉗。
