1、毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化自动充气式救生圈的结构设计选题的背景与意义本课题涉及的是一种遇水能自动充气的新型水上救生装置。11选题的背景国内外研究背景水上作业和救援落水人员是有一定的风险的活动，尤其是在国内，日益频发的溺水悲剧已经成了国人心头永远的痛。一、2009年10月24日，为了抢救两名落水少年，长江大学十多名大学生手拉手结成人梯扑进江中营救，两名男孩获救，然而陈及时、何东旭、方招3名大学生不幸被江水吞没，英勇献身。二、2010年2月18日下午，居住在浙江天台县下路王村的蔡家5名孩子外出玩耍，在龙珠潭水库下游鱼塘蓄水池溺水，无一生还。三、据20082009年数据统计1显示，溺水成
2、为中小学生意外伤亡事故发生死亡人数最多的一个因素。四、一般船用救生圈大都是泡沫塑料制成，体积较大，在发生人员落水时，如果救援船只离落水人员较远，无法及时赶到，远距离抛掷救生圈常因空气中阻力大而难以达到施救的目的，因而往往失去最佳施救机会，造成无法挽回的后果。12选题的意义对于上述问题，目前国内有以下两种解决途径一种途径是设计可随身携带的救生圈，平时进行水上作业或者游泳时带在身上，一旦发生意外，则由携带人员自行打开充气开关，使救生圈内的化学物质产生化学反应产生气体，或者使充气气瓶开启为救生圈充气，从而达到救生的目的；另一种途径是将救生装置存放在船上，在人员落水时紧急施救时使用。目前已见报道的大多
3、归于两种类型一种是在船上进行快速充气后再抛入水中进行施救。这种救生圈能解决多个落水人员施救救生问题。但是由于空气阻力的影响，抛掷距离往往受到限制，因而只能满足近距离落水人员使用；另一种是专利文献报道的方法。该方法采用将救生圈抛入水中后，由落水人员或施救人员打开充气装置，使救生圈充气而达到救援的目的。采用这种方法较好地解决了抛掷距离的问题。然而在很多情况下救援设施总会莫名的丧失功效，起不了作用。归根结底，是这些救生圈的触发开关或贮气装置存在些许不足2。2研究的基本内容与拟解决的主要问题21拟解决的主要问题1发生紧急状况时，可由任何人实施无危险救援；2对遇水触发时间进行控制，保证救援的及时性；对复
4、杂地形和环境的适用性装置长久保存性进行研究。研究的方法与技术路线31研究的方法一文献研究法查找文献资料，搜寻现阶段所存在的各种救生装置，进行比较分析，吸收成熟、创新的思想，为进一步研究做铺垫；二量分析法对遇水触发时间进行量化分析，对研究对象的认识进一步精确化。三实验法制造样品，多次试验，对各种结果和问题进行理论分析和对比，进一步改善方案定。32技术路线鉴于研究的拟解决问题内容中所提出的三部分方案的设计，给出以下针对性的技术路线321装置的工作原理和实现方法该装置在平时密封包装，弹簧3在螺纹帽2的旋转下处于压缩状态。在发生紧急情况时，将投掷式救生圈取出，拉住绳的一端，将其掷出，救生圈在遇水时，水
5、通过注水孔进入装置内部，将固体材料10（速溶片）迅速融化，强度减小，弹簧3的弹性势能得到迅速释放，推动顶尖8，在紧定螺钉7的导向作用下，迅速向下产生一定的冲击力，顶尖刺破高压气瓶15，同时顶尖固定块压紧密封垫片10。气瓶内的气体通过顶尖的内孔传送到软管12，最后到达救生圈14，在短时间充满。如图11图11装配图1阀体2螺纹帽3弹簧4滑块5滚珠6顶针固定块7紧定螺钉8顶尖9泡腾片10密封垫片11连接件112软管13连接件214救生圈15气瓶322整体装置各个部分的组成（1）阀体阀体拟采用硬铝合金2A163，质量轻盈。在其侧向，开有6个85的孔，使得水以足够快的速度进入阀体，与药片充分接触,保证融
6、化速度。结构如图12。图12阀体结构图（2）弹簧虽然其他弹性材料也能通过压缩产生较大的弹力，但存在压缩量不是过大就是过小、弹性容易丧失的缺点，因而拟采用YB2X16X1284的弹簧，既保证了弹簧就有了高的弹性系数，也使压缩量适中，使整个装置的外形趋于合理。（3）采用滚珠连接弹簧和滑块由于顶尖出气孔和阀体出气孔有同心的要求，故在顶尖固定块开一条槽，用紧定螺钉与之配合，但在通过旋紧螺纹压缩弹簧时，可能会出现由于弹簧和固定块间存在较大滑动摩擦力，进而产生较大的摩擦扭矩，当扭矩过大时，固定块难以下滑。因而在固定块和弹簧间增加了一个滚珠装置，利用滚珠的滚动来释放弹簧的扭矩。（4）速溶材料干燥的速溶材料需
7、要具有一定的强度，迅速溶于水时强度迅速减弱，使得压缩弹簧能够得到及时释放，产生足够冲击力刺破高压气瓶，继而释放2CO，充满环形气囊。（5）采用橡皮软管的软连接装置软连接的一端通过螺纹连接到阀体上，螺纹上缠上密封带实现螺纹密封，另一端连接在救生圈上，这有利于装置简易装配的实现，更能承受在释放高压的气体产生的压力，有很好的弹性变形效果。（6）单向阀门的充气救生圈救生圈充气口需是具有单向阀门，使之在充满过程中不会出现气体回流，在充满后也能起到很好的密封保护作用。（7）拉绳为保证救生圈能够顺利投掷到溺水者身边，通过拉绳可以准确定位。另外，溺水者可抓住拉绳，提高救援成功率。研究的总体安排与进度阶段一20
8、1011101231完成文献综述和文献翻译，撰写开题报告，准备开题答辩；阶段二201101010116结合开题答辩情况，修改并确定总体设计技术方案；阶段三201102280320毕业设计详细方案设计、计算与分析，准备中期检查阶段四201103210417数据计算，绘图，撰写设计说明书阶段五201104180430修改设计说明书，定稿，答辩参考文献1王声勇校园安全与中小学生伤害情况（J）中国学校卫生2009,27（2）3123432杨景华杨帆抛掷式救生圈（P）中国专利20062013949613王章忠材料科学基础（M）机械工业出版社200833474044王章忠材料科学基础（M）机械工业出版社2
9、00834044155RCHIBBELERMECHANICSOFMATERIALS5THEDITION20046YUNUSACENDELMICHAELABOLESTHERMODYNAMICS（M）电子工业出版社2009466727YUNUSACENDELMICHAELABOLESTHERMODYNAMICS（M）电子工业出版社2009487988王光辉张建宇一种单兵救生气囊充气阀的设计（P）中国专利ZL20062007673879滑玉辉滑玉卿新型水上救援机器人设计研究（J）机械工程师，2010710刘灿模初探水上救援技术课程的目标及内容设计（J）广东水利电力职业技术学院学报2007，5111ZIA,K,FERSCHA,ASELFORGANIZEDEVACUATIONBASEDONLIFEBELT（J）LECTURENOTESINCOMPUTERSCIENCE,2009,VOLUME5918/2009,25025512WIGGINTON,JG,ISAACS,SM,KAY,JJMECHANICALDEVICESFORCARDIOPULMONARYRESUSCITATION（J）CURRENTOPINIONINCRITICALCAREVOLUME13,ISSUE3,JUNE2007,PAGES273279
