野外防护及救生装置研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

课题背景：随着工作压力的增大和城市活动空间的减少，越来越多的人们在休闲时间选择野外徒步旅行或者丛林探险；同时野生动物保护工作人员也需要经常到山林里去观察野生动物。而我国的野外探险活动因为经济问题发展起步的相对较晚，装备相对落后，在这个过程中，如果遇到猛兽或者遭遇恶劣天气，都会对人身安全造成伤害。随着野外活动的规模扩大，野外带来的安全问题更加显著，对于此类野外防护及求生装置的功能需求也需要得到满足。

意义：本课题研究野外防护及救生装置的工作环境、功能需求，对野外防护及救生的知识进行了解与分析，着重对防护救生装置进行深入探讨，从而创新结构设计，设计一款便携、高效、功能齐全的防护及救生装置，可以满足在野外生存的基本需要，并且帮助遇险的人员能够进行自救或者有充足的时间等待救援。

2. 课题关键问题和重难点

在本课题的设计过程中包含的关键问题和难点主要包括：

1现今市面上的野外防护及救生装置产品种类繁多，大部分都能满足人们的使用需求，但都有各自的优缺点。在进行结构设计创新的时候，需要针对某一缺点进行改进以及创新。

2相较于传统的野外防护及救生装置，该装置功能更加多样，同时降低开发风险和系统复杂性、提高制造过程的响应能力不宜忽略。

3. 国内外研究现状（文献综述）

产品系列设计和开发本质上需要一个概念结构和整体逻辑组织，通过提供一个通用的伞来捕获和利用共性来生成一个产品系列，其中每个新产品都被实例化和扩展，以便将未来的设计确定到共同的产品线结构。^[1]其基本原理不仅在于减轻知识库的负担，避免保留同一解决方案的不同形式，而且还在于对整个类别的产品的设计过程进行建模，这些产品可以在一个连贯的框架，内根据单独定制的需求进行广泛多样的设计。在一个产品上实现多功能集成，对多样的需求一一满足。产品多功能集成是产品创新领域重要的发展趋势之一。然而，多功能集成设计至今还没有严格统一的定义。传统的价值工程理论早已涉及到产品多功能集成的概念。产品由单一功能向多功能（即多功能集成）发展中，成本虽然稍有增加，但是功能会得到大幅度提升，从而使价值得到大大提高。功能集成设计是指通过展宽功能面，以便全面地满足多方面功能需求的创新手法。功能集成产品可看作单一功能的单体产品的组合，但决不是单体设计的机械拼合^[1]。在多功能集成的时候也需要考虑产品对于其他方面的影响，以及这个多功能集成能不能组合出新的功能组合，达到1 1＞2的作用。

4. 研究方案

本课题研究野外防护及救生装置的工作环境、功能需求、进行创新结构设计，设计一款便携、高效、功能齐全的防护及救生装置。对autocad、solidworks、solidworkssimulation等软件进行学习和使用，最后设计出一款可以满足野外生存需要的野外防护及救生装置，并对其中各个工具及组成部分进行建模。可以做到满足野外生存的需要，解决人们在野外生存的麻烦。按照要求，准备设计一个便携的野外求生宝盒，在宝盒之中可以携带几件在野外防护以及救生的工具和物品，便携性和多功能性是该宝盒设计的一个核心理念。

在野外这个装置需要使用防水材料制成。在野外防护及求生有一个提供安全睡眠的物件是十分重要的，在野外遇到极端天气可以紧急避险，所以装置之中需要配备一个便携的睡袋和单人帐篷，提供一个可以在野外安全过夜的庇护所。同时在野外遇到野生动物，火与刀是十分重要的防身利器，可以将野生动物进行驱逐，而这些功能都可以在刀上实现，在刀的背部设计一个插槽可将一根用于生火的大伙棒装入其中，同时可以安装一个刀柄上的指南针，该指南针应为纽扣大小并且刻度清晰，用于在野外寻找方向增加自救的可能性，刀的刀鞘也可以利用起来，可以在刀鞘上刻上国际通用的野外求生标记。而在野外照明也十分重要，在装置中也许配备一个和硬币差不多大小的β灯，该等可以在不用电的情况下提供大约15年稳定的光源，符合野外求生的要求。最后在野外的极端环境之下，人的身体出现异样是在所难免的事情，在这个宝盒之中配备几种常见的抗生素药品、止痛药以及绷带。综上，该宝盒之中装备着全都是野外救生之物——多功能的野外求生刀、照明的信号灯、睡袋、单人帐篷以及药物。在野外的环境之中电力是一个难以获得的资源，所以选择的上述所有物件都是可以脱电使用，相较于市面上许多的野外防护及救生装置来说，有许多的装置当中包含一些需要用到电的设备，而能做到脱电使用，可以满足更加多的野外状况。

这个救生装置之中有许多的工具组成，在有足够的空间下需将该盒子的内部空间的利用做到极致，同时对于各物件便携性需要进行甄选，尽可能减小这个装置在野外携带的难度。装置之中的物件仅有睡袋和单人的简易帐篷会占到大部分空间，剩余的刀，灯和药瓶只会占小部分空间。在装置中大部分空间会用于睡袋以及帐篷的收纳，小部分用于刀、药物和灯的收纳。让这个救生装置可以做到多功能性和便携性兼备。

5. 工作计划

1.对相关文献进行翻译了解其中设计和创新的过程。

2.通过对野外防护及救生活动的了解，对于该装置所需要的功能进行分析，设定需求。

3.对整体结构进行设计

4.利用AutoCAD、SolidWorks、SolidWorks Simulation软件设计，并对装置建模。

5. 设计、绘制野外防护及救生装置的装配图。

6. 设计、绘制野外防护及救生装置的主要零件图。

7. 撰写毕业设计论文。

时间规划

起止日期	工作内容	备注
2023.1.6-2023.1.30	完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕业设计管理系统
2023.1.31-2023.2.16	指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改
2023.2.17-2023.3.29	按照开题报告方案，开始毕设课题的计算及设计。绘制零件图与装配图
2023.3.30-2023.4.6	在毕业设计系统上完成“中期检查报告”的填写，指导老师完成中期任务的审核
2023.4.7-2023.4.27	完成图纸的设计，并对其中的设计进行完善
2023.4.28-2023.5.10	完成“毕业设计论文”撰写、论文检测，上传毕业设计系统，指导老师批阅和确认
2023.5.11-2023.5.18	答辩，存档