郝雪桐+鄧志豪+張雨萍

摘 要：人工裝卸快遞搬運距離長、效率低、耗時、耗力，且重復(fù)性彎腰動作對人的腰部造成了嚴重的損傷。通過機械設(shè)計，以小車為載體，主要實現(xiàn)貨物的抓取、搬運和碼放功能，使用倍增機構(gòu)減少人的行走距離，配重輔助減輕了人的提升損耗，提高了裝卸效率，有效避免了暴力裝卸事件的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：快遞；配重調(diào)節(jié)裝置；四桿機構(gòu)；倍增機構(gòu)

中圖分類號：TB498 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.069

1 整體設(shè)計

配重輔助型快遞裝卸助手如圖1所示，它是以車身為載體，方便貨物的搬運，通過手捏加緊裝置實現(xiàn)對貨物的抓取，上面的自鎖機構(gòu)能有效避免人持續(xù)夾緊用力，四桿機構(gòu)則可以根據(jù)貨物的伸出距離及時調(diào)節(jié)配重位置，實現(xiàn)力矩平衡。四桿上安有絲杠，可以調(diào)節(jié)配重在四桿上的位置來輔助配重，使之適用于不同質(zhì)量的貨物。在此，可通過繞支點旋轉(zhuǎn)，利用杠桿原理實現(xiàn)對貨物的提升，用伸長機構(gòu)實現(xiàn)人短距離移動貨物和遠距離運送。另外，該設(shè)備還配有鎖死裝置輔助。

2 主要機構(gòu)介紹

2.1 夾緊機構(gòu)

人對操作把手施以較小的力將其捏緊，利用杠桿原理將捏緊力放大并傳遞至鋼絲線，以便于鋼絲線將該力變?yōu)閵A緊力，從而使夾板夾緊。在夾緊過程中，棘輪自鎖機構(gòu)可以避免人持續(xù)向按壓桿施力。待貨物搬運結(jié)束后，自鎖機構(gòu)解除自鎖，由復(fù)位彈簧將操作把手復(fù)位。把手設(shè)計如圖2所示，夾板傳動機構(gòu)如圖3所示。

夾緊傳動機構(gòu)是由不完全齒輪、齒輪齒條副、導(dǎo)軌和復(fù)位扭簧組成的。在工作過程中，用操作把手傳遞至鋼絲線末端的力帶動不完全齒輪繞其軸線旋轉(zhuǎn)。該不完全齒輪以一定傳動比與下級直齒輪嚙合，直齒輪獲得動力后將帶動齒條將兩側(cè)的剪叉機構(gòu)沿滑軌相向運動，從而實現(xiàn)對貨物的夾緊或松開操作。

2.2 行程倍增機構(gòu)

行程倍增機構(gòu)是利用齒輪齒條副實現(xiàn)行程倍增的。其結(jié)構(gòu)原理如圖4所示。齒輪與固定齒條接觸點為兩者速度順心，由幾何關(guān)系知，從動齒條行程是前移齒輪的兩倍。利用該原理，操作把手將滾動齒輪往前推，帶動從動齒條上的剪叉機構(gòu)向前推送，從而實現(xiàn)了人移動較短的距離將貨物向遠距離推送。

2.3 四桿配重調(diào)節(jié)機構(gòu)

四桿配重調(diào)節(jié)機構(gòu)如圖5所示。自適應(yīng)平行四邊形機構(gòu)上端與剪叉機構(gòu)固結(jié)，根據(jù)平行四邊形機構(gòu)的特性，剪叉機構(gòu)前推時，帶動四邊形機構(gòu)繞其支點旋轉(zhuǎn)，此時配重向后擺動，保證了前后力矩的平衡，實現(xiàn)了操作者省力搬運。在剪叉機構(gòu)前推的過程中，自適應(yīng)平行四邊形機構(gòu)可以適應(yīng)四邊形上下兩桿移動所導(dǎo)致的長度變化，保證了貨物在同一平面的推送，使裝置更為穩(wěn)定。

3 設(shè)計優(yōu)勢

該裝置的設(shè)計優(yōu)勢是：①實現(xiàn)單人抓取、搬運、碼垛貨物的省力操作，避免人重復(fù)性的彎腰搬運。②平行四邊形機構(gòu)實現(xiàn)配重力臂的自動快速調(diào)節(jié)，利用杠桿原理實現(xiàn)了省力的效果。在夾取貨物的過程中，推動配重移動所需要的力僅為克服配重上升力的2/3，受力比較小。③應(yīng)用直線差動行程倍增機構(gòu)，人近距離移動實現(xiàn)貨物的遠距離輸送，縮短人的移動距離，提高裝卸效率。如圖6為裝置碼放范圍。

4 結(jié)束語

該裝置采用機械的方法對快遞進行裝卸作業(yè)，解決了暴力裝卸導(dǎo)致貨物損失的問題，提高了快遞的安全性。另外，該裝置

能適應(yīng)不同車型，裝貨方便，速度快，可用于分揀站快遞的裝卸，能夠滿足裝卸機械的特征要求，而且設(shè)備體積小，結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。相信這些特點將會為該裝置贏得了不小的市場。

參考文獻

[1]李卓求，侯作富.理論力學(xué)[M].第二版.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011.

[2]唐增寶，常建娥.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].第三版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.

[3]機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[4]彭文生，李志明，黃華梁.機械設(shè)計[M].第二版.北京：高等教育出版社，2008.

〔編輯：白潔〕