吸盘式折叠挂架

陈坚 马峻洋

摘 要： 挂架是人们生活中运用极为广泛的机构，同时满足吸附、移送物体及挂物的功能，成本低，节省空间，使用快速，方便可靠。充分利用挂架的承载功能和吸盘的吸附功能，二者之间合理连接，使用面广。

关键词： 折叠挂架 真空吸盘 合理连接 节省空间 多功能

挂架是用来临时挂小物件的，一般来说挂架可移动，但不易固定，如果使用膨胀螺丝固定和夹固固定的话，则又不能移动。如何使挂架既能移动又随时能固定，使用快速，方便可靠呢？这就是一个问题，如能解决此问题就大大扩展了挂架的使用范围。我们平时使用时往往需要放到哪里就固定到哪里，一般的固定方法是使用膨胀螺丝固定和夹固固定，非常复杂繁琐，破坏表面且工作量大，所以通过大量实践选用真空吸盘用于固定。将真空吸盘和挂架的功能糅合到一起，且能够节约成本、节省空间是本次研究的重点。吸盘材料采用丁腈橡胶，具有较大扯断力，因而广泛应用于各种真空吸持设备上，但是在生活中往往用来固定在墙壁、玻璃等物体上。

一、本品优势

把挂架和吸盘的功能结合起来。将挂架展开后可在家中或旅馆中临时挂物，也可用于汽车旅行、出差用户、野外工作等，使用面广。折叠起来时，又可以满足吸盘的基本功能，可以吸起地板、瓷砖等重物；也可以吸附在光滑的墙面、玻璃等光面物上。由于吸盘是把内部空气挤出形成真空，与外界大气压压强形成压力差从而使吸盘固定在物体上，因此不会对被吸附的物体表面造成损伤。本品承载力强，经试验，可承受50kg以上的物品悬挂一星期以上，现在市场上并没有同类产品，且折叠后携带方便，不会对旅行、出差等造成太大负担。

二、研制过程

1.发现问题

我利用业余时间在一家婚庆公司做摄像师。一次在婚礼前一天晚上在酒店布置好场地已经很晚了，而且酒店和新人家都离市区较远，迎亲的时间也早，所以就和主家商量住在酒店里。我和一个摄影师住一个房间，房间比较小，除了床就只有两个床头柜和一个电视机柜。房间里还堆满了花、红酒杯、蜡烛等婚庆用的易损装饰品。这样地方就更小了，随身外套和机器没地方放。摄像机、照相机及各种镜头既不能与花这些带水的东西放在一起，房间里的挂钩又太小，包也挂不上去，而且机器重，挂不住。后来只能把机器放在床上，整夜睡觉都小心翼翼。

经过这次事件我开始考虑是否能有一种可以方便携带，随时可以挂东西的、承载力又大的东西，避免这样尴尬的情况再次发生。可以使人们在旅行、出差等活动中不会出现东西没地方放的情况。而且现在市场上并没有同类产品，制作成功后可立即投入市场，于是我和同学在陈坚老师及张金桥老师的帮助下开始了吸盘式折叠挂架的研制。

2.研制产品

首先，既然是悬挂物品，利用三角杠杆就能解决，关键是解决如何固定的问题。而且要方便快速，无破坏。我们一开始想到的是家里用来挂衣服的小挂钩上面的小吸盘。但是实际实验后发现小吸盘力不足、不可靠、承载力弱。不能装载较重的物体，如果承受的力稍大就会使小吸盘上的挂钩折断；吸附在光面物上的力不够，重物挂上之后容易掉落，不稳定。试验了很多类型的小吸盘都发现有这样的缺点。这违背了我们设计这个产品的最初理念，所以决定改用大吸盘。这样可以安装足够大且坚固的挂架，不会因为受力过大而折断；且吸盘内的空气排出后，与外界的大气压压强形成压力差从而把吸盘“压”在被吸附物上，所以承载力强、可靠、稳定，短时间内不会掉落。

解决了吸盘的问题之后处理的是挂架问题。我们从一块废旧的铁片上锯下一段长300mm、厚约2mm的长铁片，为了使用时铁片不会划破手，把铁片的四周挫平，两端挫成两个半圆（如图1所示）。在长铁片的中间铣一道宽8mm的槽，在两端打上两个螺纹内孔（为了方便后文描述，我们把这根挂杆称作架1）。另外两根掛杆在老师的帮助下从学校旧行军床上拆下（下文统称架2、架3。如图所示，架2为与架1连接的挂杆，另外一根为架3）。

三根挂杆之间都用螺丝固定和连接，需要调整角度或折叠、拉开时，可旋松螺丝，调整好之后旋紧固定。架1和架2之间结构与架2和架3之间的结构略有不同。如图所示，架1、架2之间的螺丝拧松之后可在架1的两端之间移动以调整角度，使挂架处于最佳工作位置，调整好之后拧紧即可固定。

挂架和吸盘都完成之后，再处理洗盘和挂架之间的连接问题。首先在吸盘背面的铝合金部分打两个深7mm的内孔，打好后攻M6螺纹。后取两段铜制的长约40mm、直径18mm的圆柱形毛坯。先在车床上车断端面和外圆，车成直径为15、长度为37mm的圆柱。在圆柱的一端车φ6mm、长度7mm的台阶，后用板牙加工M6螺纹。圆柱的另一端在老师的帮助下用铣床铣出一个厚约2mm的半圆，打孔并用丝锥加工出M6内螺纹（下文统称为件A）。连接时将件A有螺纹的一端与吸盘连接，拧紧。半圆形的一端用螺丝与架1连接。这样可以随时拆卸和组装，可同时满足吸盘与挂架的所有功能。

到这里吸盘式折叠挂架已初步制造完成了。经实验，该吸盘式折叠挂架可悬挂50Kg以上的重物并持续悬挂一星期以上不会掉落。使用安全可靠，可悬挂摄像机等高精或易损仪器并基本保证不会摔坏。

3.加工改进

有一次家中阳台翻修，偶尔在拆下的旧撑架上看到一个滑块。于是我考虑能不能把架1换成这样的滑块结构。用螺丝固定、连接，每次调整角度都需要把螺丝拧开，好了之后再拧紧。这样费时费力，操作也不太方便。我将旧的撑架拆下来一段带回学校，把架1换成窗户撑架，将架2固定在滑块上，撑架的一端还是用件A与吸盘连接。完成后调整角度更加轻便，且整个吸盘式折叠挂架的质量变轻了，更加方便携带。

三、缺点与不足

在经过不断尝试和改进之后，吸盘式折叠挂架已经基本完工了。虽然整个小组在老师的帮助下对吸盘式折叠挂架做了很多实验和完善，但是它还有一些不足之处。

1.地吸盘过大

为了达到相应的承载力，我们使用的是可以悬挂50Kg以上重物的大吸盘。但是强大的吸附能力和承载能力带来的也是相对大的体积和重量。我们暂时无法找到一个吸力足够体积又够小、比较理想的吸盘。

2.可能适用范围不广

本产品虽然可以在出游、汽车旅行、出差等活动中使用，但是对于吸盘的吸附物有较为严格的要求。它需要在比较光滑的平面上才能使用，如光玻璃、加工过的光木板、很光滑的墙面或瓷砖。这就使使用有了一定的局限性。