吳力科 岑確富

摘 要：文章對(duì)多功能運(yùn)載裝置進(jìn)行了研究，包括履帶式三角輪、剎車(chē)系統(tǒng)和減速系統(tǒng)；通過(guò)三角形的穩(wěn)定架構(gòu)組合成了對(duì)稱結(jié)構(gòu)的車(chē)身，兩副特制三角形輪通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承連接起來(lái)，再配合減速箱、動(dòng)力系統(tǒng)和控制電路組成了速度可調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；結(jié)合履帶式運(yùn)載小車(chē)的設(shè)計(jì)思路，將其和三角輪結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起設(shè)計(jì)出履帶式三角輪，它使裝置在上下樓梯更平緩，另在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上特設(shè)計(jì)了剎車(chē)鼓，通過(guò)剎車(chē)手柄控制剎車(chē)鼓組成了裝置的剎車(chē)系統(tǒng)，可在裝置運(yùn)載重物時(shí)變得受控，可伸縮式手柄也使控制者根據(jù)不同身高的需要調(diào)節(jié)把手高度；該種運(yùn)載裝置不僅解決了儀器輕松上樓梯的難題，也可實(shí)現(xiàn)運(yùn)載裝置在承載重物時(shí)候速度可控，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)下樓梯的功能。

關(guān)鍵詞：多功能運(yùn)載裝置；履帶式三角輪；剎車(chē)系統(tǒng)；減速系統(tǒng)

1 多功能運(yùn)載裝置的背景技術(shù)

文章分析的這種多功能運(yùn)載裝置，為涉及一種電動(dòng)上下樓梯的多功能運(yùn)載裝置。

在日常中伴隨人類(lèi)生活、工作的許許多多電器、工具較重，例如冰箱、空調(diào)等，在這些笨重的電器需求量這么大的現(xiàn)實(shí)情況下，工人搬運(yùn)成為了一道難題，往往需要三、四個(gè)人才能實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)，消耗了較多的人力和物力。

在供電局生產(chǎn)工作中，定檢、試驗(yàn)等是常見(jiàn)且進(jìn)行頻率較高的工作內(nèi)容，并且每一類(lèi)型的工作所要用到的試驗(yàn)儀器也有多種，其中較多的試驗(yàn)儀器體積較大，重量較重，例如繼保試驗(yàn)儀體積為365（mm）×400（mm）×195（mm），重量約45kg，而不可忽視的是目前所有變電站的繼保室均在二樓或及以上，普通的手推車(chē)無(wú)法克服上樓梯的難題。若樓梯高且窄，加之儀器的重量，則需要人為費(fèi)力的搬運(yùn)。不僅僅降低了工作效率和加重了工作強(qiáng)度，還存在一定的安全隱患，對(duì)人身和設(shè)備構(gòu)成威脅。

盡管許多人已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，并且陸陸續(xù)續(xù)推出了很多電動(dòng)的運(yùn)載產(chǎn)品，但是在保證可操作性強(qiáng)、運(yùn)載重物平緩上下樓梯等相關(guān)技術(shù)一直沒(méi)有較大進(jìn)展，具體存在的問(wèn)題如下：在承載重物上下樓梯時(shí)，運(yùn)載裝置受自身重力和車(chē)身結(jié)構(gòu)的影響，有十分明顯的震感；在承載重物下樓梯時(shí)，運(yùn)載裝置受物體的重量影響，不能克服三角輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性，致使裝置速度不可控，不能較為順利地實(shí)現(xiàn)下樓梯的功能；使用電動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)載裝置較重，移動(dòng)較為笨拙；目前為止，市場(chǎng)上沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)廣東電網(wǎng)生產(chǎn)班組設(shè)計(jì)出符合尺寸的電動(dòng)運(yùn)載裝置。

2 多功能運(yùn)載裝置的要求

這種多功能運(yùn)載裝置包括履帶式三角輪、剎車(chē)系統(tǒng)和減速系統(tǒng)；它的特征如下，通過(guò)三角形的穩(wěn)定架構(gòu)組合成了對(duì)稱結(jié)構(gòu)的車(chē)身，兩副特制三角形輪通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承連接起來(lái)，再配合減速箱、動(dòng)力系統(tǒng)和控制電路組成了速度可調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)履帶式的三角輪結(jié)構(gòu)使裝置在上下樓梯更平緩，另在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上特設(shè)計(jì)了剎車(chē)鼓，通過(guò)剎車(chē)手柄控制剎車(chē)鼓組成了裝置的剎車(chē)系統(tǒng)，可在裝置運(yùn)載重物時(shí)變得受控，可伸縮式手柄也使控制者根據(jù)不同身高的需要調(diào)節(jié)把手高度。

按照上述要求所述的多功能運(yùn)載裝置，其特征分別在于：文章的履帶式三角輪將履帶的結(jié)構(gòu)和三角轉(zhuǎn)動(dòng)輪子結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)；同時(shí)這種履帶采用韌性較好的皮帶作為材料；其還將鼓剎設(shè)計(jì)運(yùn)用到運(yùn)載裝置上；涉及到的動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)用了質(zhì)量較輕、容量較大的鋰電池；其中的把手采用了可伸縮的功能設(shè)計(jì)。

3 多功能運(yùn)載裝置的分析

文章課題的裝置針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制開(kāi)發(fā)出了一種使用方便、上下樓梯較為順暢的運(yùn)載裝置。此種研制出的裝置運(yùn)用了下面的技術(shù)解決方案：

這種多功能運(yùn)載裝置包括履帶式三角輪、剎車(chē)系統(tǒng)和減速系統(tǒng)；通過(guò)三角形的穩(wěn)定架構(gòu)組合成了對(duì)稱結(jié)構(gòu)的車(chē)身，兩副特制三角形輪通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承連接起來(lái)，再配合減速箱、動(dòng)力系統(tǒng)和控制電路組成了速度可調(diào)的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；結(jié)合履帶式運(yùn)載小車(chē)的設(shè)計(jì)思路，將其和三角輪結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起設(shè)計(jì)出履帶式三角輪，它使裝置在上下樓梯更平緩，另在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上特設(shè)計(jì)了剎車(chē)鼓，通過(guò)剎車(chē)手柄控制剎車(chē)鼓組成了裝置的剎車(chē)系統(tǒng)，可在裝置運(yùn)載重物時(shí)變得受控，可伸縮式手柄也使控制者根據(jù)不同身高的需要調(diào)節(jié)把手高度。

由于采用了上述技術(shù)方案，文章提供的多功能運(yùn)載裝置，運(yùn)用履帶和三角轉(zhuǎn)動(dòng)的思想設(shè)計(jì)出了履帶式三角轉(zhuǎn)動(dòng)輪，大大減輕了運(yùn)載裝置在承載重物上下樓梯時(shí)的震感；設(shè)計(jì)的手動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)可使裝置在承載重物下樓梯時(shí)，可根據(jù)運(yùn)行速度和受控程度對(duì)裝置速度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，克服了三角輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性影響，大大減低了運(yùn)載裝置受物體的重量影響，實(shí)現(xiàn)裝置較為順利下樓梯的功能；此外，人性化地進(jìn)行對(duì)手柄進(jìn)行可伸縮設(shè)計(jì)和挑選容量大、重量輕的鋰電池，不僅減輕了裝置的重量，并且適合不同身高控制者的使用，讓裝置易于控制；針對(duì)廣東電網(wǎng)生產(chǎn)班組設(shè)計(jì)出符合尺寸的電動(dòng)運(yùn)載裝置，可在廣東電網(wǎng)生產(chǎn)班組推廣使用。

4 多功能運(yùn)載裝置的具體實(shí)施方式

由圖2～圖9所示，本課題的多功能運(yùn)載裝置主要由車(chē)架、履帶式三角輪、可伸縮把手、剎車(chē)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、減速系統(tǒng)構(gòu)成，其中通過(guò)三角形的穩(wěn)定架構(gòu)組合成了對(duì)稱結(jié)構(gòu)的車(chē)架，在車(chē)身的頂部設(shè)計(jì)了根據(jù)個(gè)人身高調(diào)節(jié)的可伸縮把手，然后采用履帶式技術(shù)思路設(shè)計(jì)出履帶式三角形輪，再通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承將兩副履帶式三角輪連接起來(lái)完成了裝置主車(chē)體的設(shè)計(jì)；選用2kg、容量為24V20AH的鋰電池和電動(dòng)機(jī)構(gòu)成了裝置的動(dòng)力系統(tǒng)，配合齒輪減速機(jī)構(gòu)成的減速系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)載裝置的動(dòng)力控制；并且在轉(zhuǎn)動(dòng)軸承特制了剎車(chē)鼓，它使用了耐磨、剎車(chē)效果好的橡膠材料，剎車(chē)手柄安裝在伸縮把手上。

整個(gè)車(chē)架有不銹鋼鋼材制造而成，經(jīng)試驗(yàn)承載物體的重量可以達(dá)到100kg，人性化地進(jìn)行對(duì)手柄進(jìn)行可伸縮設(shè)計(jì)，操控者可根據(jù)身高調(diào)節(jié)手柄，使車(chē)架和樓梯平行，更為順暢實(shí)現(xiàn)裝置上下樓梯，操控者也更為舒適地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控；挑選韌性較好、耐磨的傳動(dòng)皮帶作為履帶，和圍繞軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的三角轉(zhuǎn)動(dòng)輪構(gòu)成履帶式三角輪，三角輪之間的距離根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的樓梯的寬度作了調(diào)節(jié)，并且輪子圓心的連線保持了等邊三角形，在輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候保持平穩(wěn)；減速系統(tǒng)選用了齒輪減速機(jī)，該減速機(jī)經(jīng)過(guò)精密加工，確保軸平行度和定位軸承要求，形成斜齒輪傳動(dòng)總成的減速機(jī)配置了電機(jī)，組合成機(jī)電一體化，配合控制器和選用的鋰電池構(gòu)成了速度可調(diào)的動(dòng)力系統(tǒng)；其中的剎車(chē)系統(tǒng)也屬于本課題的一大設(shè)計(jì)，將圓形空心的剎車(chē)鼓裝置在軸承上，通過(guò)安裝在伸縮把手上的剎車(chē)手柄控制剎車(chē)鼓的松緊程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置速度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而令裝置在運(yùn)載重物下樓梯時(shí)候不會(huì)因?yàn)閼T性大而失控。

5 結(jié)束語(yǔ)

以上所述只是本課題裝置較佳的具體實(shí)施方式，但是此裝置的設(shè)計(jì)還有不足和缺陷，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員都能合理地根據(jù)本課題的技術(shù)方案及其設(shè)計(jì)構(gòu)思加以等同替換或改變，希望本課題的設(shè)計(jì)裝置能給同行帶來(lái)參考與借鑒，以促使該行業(yè)的不斷快速進(jìn)步與發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：吳力科，男，廣東恩平，汕頭大學(xué)，研究生，通信與信息系統(tǒng)。

岑確富，男，廣東恩平，長(zhǎng)沙理工大學(xué)本科，電力系統(tǒng)及自動(dòng)化。