原標(biāo)題：“讓行李‘上下自如’！”西京醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊(duì)用設(shè)計(jì)傳遞社會(huì)溫度
西京學(xué)院醫(yī)學(xué)院創(chuàng)新項(xiàng)目：火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置助力社會(huì)溫度
導(dǎo)語(yǔ)
西京學(xué)院醫(yī)學(xué)院近期在“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目中取得重要進(jìn)展，由醫(yī)學(xué)院的學(xué)生組成的團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)一款“火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置”。該項(xiàng)目研發(fā)的“升降式火車(chē)行李架”，通過(guò)采用一體式滾珠絲桿進(jìn)步電機(jī)直線電機(jī)，在加工后的鋼化玻璃行李架外側(cè)增加一定的弧度等降低危險(xiǎn)性，提高行李架的安全系數(shù)，使乘客放置物品更加便捷化，改善了車(chē)廂內(nèi)部構(gòu)造，提高了乘車(chē)舒適度，優(yōu)化了鐵路運(yùn)行的服務(wù)體驗(yàn)，提升了鐵路整體形象。
背景
隨著我國(guó)鐵路客運(yùn)的快速發(fā)展，日均發(fā)送旅客量持續(xù)攀升，旅客對(duì)乘車(chē)舒適度的要求也日益提高。調(diào)研顯示，在火車(chē)出行的各類(lèi)不便中，“行李架使用困難”位列第三，尤其困擾著女性、老年人和兒童群體。傳統(tǒng)行李架固定在高處，距地面約1.8-2米，平均身高1.63米的旅客需踮腳或求助他人才能完成行李存取，且在行車(chē)過(guò)程中，行李因顛簸掉落的風(fēng)險(xiǎn)始終存在。
此外，現(xiàn)有行李架的承重和尺寸固定，難以適配26寸以上的大件行李箱，部分旅客不得不將行李堆放在過(guò)道，既影響通行又存在安全隱患�；谶@些現(xiàn)實(shí)需求，“火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置”以“安全、便捷、適配”為核心目標(biāo)，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化與智能控制設(shè)計(jì)，旨在填補(bǔ)傳統(tǒng)行李架的功能短板。
項(xiàng)目進(jìn)展與階段性成果
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在指導(dǎo)老師衛(wèi)老師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過(guò)多輪調(diào)研和設(shè)計(jì)，逐步完善了火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的設(shè)計(jì)方案。項(xiàng)目分為三個(gè)階段：
1. 調(diào)研階段（2023年3月—2023年4月）*
設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，開(kāi)展調(diào)查問(wèn)卷，形成調(diào)研報(bào)告。團(tuán)隊(duì)成員對(duì)途徑陜西的多輛火車(chē)開(kāi)展實(shí)地考察，了解現(xiàn)有火車(chē)行李架位置、行李架寬度等信息，開(kāi)展了“旅客對(duì)火車(chē)行李架的需求狀況”的調(diào)查，問(wèn)卷內(nèi)容包括乘客對(duì)行李架位置、放置行李架的難易程度、安全等需求，搜集乘客及乘務(wù)員對(duì)現(xiàn)有行李架改造的建議，為今后行李架的設(shè)計(jì)提供了參考。
2. 研發(fā)階段（2023年5月—2023年10月）
多平臺(tái)開(kāi)展了“我想讓它變這樣--火車(chē)行李架改造”活動(dòng)，在前期工作基礎(chǔ)上，利用機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，并學(xué)習(xí)機(jī)械繪圖專(zhuān)業(yè)知識(shí)和軟件工具，參照相關(guān)資料，設(shè)計(jì)火車(chē)行李架模板及火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的結(jié)構(gòu)，分別在二維軟件和三維軟件中畫(huà)出火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的零件圖和組裝圖，并確定其尺寸和比例等。
3.總結(jié)階段（2023年10月—2024年5月）
授權(quán)軟件著作權(quán)1項(xiàng)或?qū)嵱眯滦蛯?zhuān)利一項(xiàng)，撰寫(xiě)相關(guān)論文1篇，設(shè)計(jì)出火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的二維圖紙，及尺寸和比例。
項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)
火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.人性化設(shè)計(jì)
針對(duì)傳統(tǒng)行李架過(guò)高導(dǎo)致乘客存取不便、物品易掉落砸傷乘客的問(wèn)題，創(chuàng)新采用一體式滾珠絲桿步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降，結(jié)合鋼化玻璃行李架外側(cè)弧度設(shè)計(jì)，既降低行李掉落風(fēng)險(xiǎn)，又讓不同身高乘客無(wú)需求助他人即可自主操作，提升“人性化”服務(wù)體驗(yàn)。
2.輕量化與美觀性兼顧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
三角加強(qiáng)筋作為主要受力部件，創(chuàng)新采用中部開(kāi)三角口的設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)減重與美觀；行李架在保證50Kg設(shè)計(jì)承重的基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)減重，避免增加車(chē)廂額外負(fù)重。
3. 精準(zhǔn)的安全控制技術(shù)
T型滑塊上下末端設(shè)置位置傳感器，當(dāng)行李架超出升降范圍時(shí)，傳感器可實(shí)時(shí)反饋信號(hào)至電機(jī)控制模塊，實(shí)現(xiàn)電機(jī)自動(dòng)保護(hù)，避免設(shè)備過(guò)載或超程損壞；電機(jī)采用帶行星減速器的一體機(jī)設(shè)計(jì)，支持調(diào)速與正反轉(zhuǎn)，滿(mǎn)足升降速度精準(zhǔn)控制需求。
項(xiàng)目面臨的挑戰(zhàn)與解決方案
在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)也遇到了一些技術(shù)難題和挑戰(zhàn)。例如，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的3維平面圖及3D建模設(shè)計(jì)的困難、購(gòu)買(mǎi)材料與制作項(xiàng)目實(shí)體花費(fèi)過(guò)大以及小組成員對(duì)火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的設(shè)計(jì)中采用的機(jī)械設(shè)計(jì)基本知識(shí)原理尚不清楚，需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基本原理等。針對(duì)這些問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)提出了以下解決方案：
1.項(xiàng)目設(shè)計(jì)的3維平面圖及3D建模設(shè)計(jì)困難
為了解決這一問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的3維平面圖及3D建模設(shè)計(jì)邀請(qǐng)機(jī)械工程學(xué)院老師、東莞萬(wàn)將機(jī)電設(shè)備有限公司及其機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)人員全程進(jìn)行指導(dǎo)。
2.購(gòu)買(mǎi)材料與制作項(xiàng)目實(shí)體花費(fèi)過(guò)大。
團(tuán)隊(duì)積極討論材料購(gòu)買(mǎi)方案，可換成花費(fèi)少、能替代的材料。
3.小組成員對(duì)火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置的設(shè)計(jì)中采用的機(jī)械設(shè)計(jì)基本知識(shí)原理尚不清楚，需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基本原理。
向機(jī)械工程學(xué)院的老師及學(xué)生進(jìn)行請(qǐng)教，學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基本原理。
未來(lái)計(jì)劃與市場(chǎng)前景
在未來(lái)計(jì)劃上，技術(shù)層面將努力升級(jí)為智能感應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)合AI實(shí)現(xiàn)行李重量自動(dòng)識(shí)別與超重報(bào)警，新增紅外避障功能，同時(shí)選用航空級(jí)鋁合金等輕量化高強(qiáng)度材料，在維持100Kg最大承重的基礎(chǔ)上降低整體重量20%-30%，還會(huì)研發(fā)低功耗電機(jī)與動(dòng)能回收系統(tǒng)以提升能源利用率；產(chǎn)品拓展方面，除現(xiàn)有26寸行李箱適配型號(hào)外，將推出適配18寸登機(jī)箱、32寸大行李箱的多尺寸版本，并改造裝置以適配高鐵、動(dòng)車(chē)、長(zhǎng)途汽車(chē)甚至郵輪等更多交通場(chǎng)景；生產(chǎn)與服務(wù)上，引入自動(dòng)化生產(chǎn)線將月產(chǎn)能從50套提升至200套，同時(shí)建立全國(guó)售后維修網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)響應(yīng)服務(wù)。
在市場(chǎng)前景上，當(dāng)前國(guó)家大力推進(jìn)軌道交通“人性化”服務(wù)建設(shè)，政策導(dǎo)向明確，而隨著居民出行頻率增加，超過(guò)80%的旅客面臨行李存取難題，70%以上旅客期待更便捷安全的行李存放方式，自動(dòng)升降裝置能精準(zhǔn)解決傳統(tǒng)行李架痛點(diǎn)，加之軌道交通行業(yè)持續(xù)發(fā)展帶來(lái)的車(chē)廂改造需求，市場(chǎng)需求旺盛；且目前行業(yè)內(nèi)同類(lèi)成熟產(chǎn)品較少，該裝置憑借安全、便捷、適配性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，有望快速占據(jù)市場(chǎng)，隨著后續(xù)技術(shù)優(yōu)化與場(chǎng)景延伸，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，發(fā)展?jié)摿捎^。
結(jié)語(yǔ)
西京學(xué)院醫(yī)學(xué)院的“火車(chē)行李架自動(dòng)升降裝置”項(xiàng)目是大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃中的一項(xiàng)重要成果，展現(xiàn)了學(xué)生在醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域不斷突破的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。通過(guò)該項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)不僅解決了實(shí)際醫(yī)療操作中的難題，還為未來(lái)的醫(yī)療技術(shù)創(chuàng)新積累和提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。堅(jiān)信在不久的將來(lái)，這款新型升降裝置將廣泛應(yīng)用于交通出行中，為更多的群眾帶來(lái)福音。 |
