楊孔平，徐英斌，李 良，賢 賀，廖子豪

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222）

針對(duì)貨車(chē)裝卸的車(chē)載簡(jiǎn)易裝置

楊孔平，徐英斌，李 良，賢 賀，廖子豪

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222）

隨著網(wǎng)上購(gòu)物的興起，促使人們購(gòu)買(mǎi)家電更趨向于網(wǎng)購(gòu)，因此加大了運(yùn)送家電工作人員的勞動(dòng)量。以大中型家電等貨物裝卸工具為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種由連桿機(jī)構(gòu)、滑輪組、棘輪機(jī)構(gòu)等組成中大型貨物裝卸兩用的裝置，利用簡(jiǎn)單機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成整個(gè)裝卸過(guò)程，以達(dá)到減少人力輸出、提高裝卸效率的目的。

簡(jiǎn)易裝卸；棘輪機(jī)構(gòu)；滑輪組

如今，網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物越來(lái)越普遍，伴隨著物流業(yè)高速發(fā)展，急需一種便攜式運(yùn)輸裝備。傳統(tǒng)的輸送裝備普遍是各種輸送機(jī)，如帶式輸送機(jī)、叉車(chē)等，要么是固定式的，要么造價(jià)高昂，本研究課題僅僅針對(duì)中小型家電的裝卸問(wèn)題進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)方向致力于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，純機(jī)械結(jié)構(gòu)，且可拆卸。

車(chē)載簡(jiǎn)易裝卸裝置是一種能將體積較大、質(zhì)量較重貨物從敞開(kāi)式或封閉式貨車(chē)上搬運(yùn)到地面上的便攜裝置。該裝置使用時(shí)放置在貨車(chē)的車(chē)廂尾部，占用少許貨車(chē)車(chē)廂的裝貨空間；不使用時(shí)，將部分部件拆卸放到車(chē)廂內(nèi)。實(shí)現(xiàn)了節(jié)省勞動(dòng)力資源、節(jié)省空間、省時(shí)省力的目標(biāo)，并且更好的保障貨物和裝卸人員的安全。

1 設(shè)計(jì)方案

針對(duì)整個(gè)裝卸過(guò)程。設(shè)計(jì)利用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與人力相結(jié)合，達(dá)到大中型貨物安全高效裝卸的目的。結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種車(chē)載簡(jiǎn)易裝卸裝置，運(yùn)輸人員單人操作，無(wú)需費(fèi)力，通過(guò)機(jī)械裝置高效便捷的實(shí)現(xiàn)貨物的整個(gè)裝卸過(guò)程。

2 裝置簡(jiǎn)介

運(yùn)送人員通過(guò)手動(dòng)驅(qū)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)的手柄，帶動(dòng)鋼絲繩一端移動(dòng)，鋼絲繩通過(guò)靜動(dòng)結(jié)合的滑輪組，鋼絲繩的另一端連接著桁架，桁架通過(guò)鉸支座連接一個(gè)活動(dòng)支架，支架另一端鏈接貨物托盤(pán)，托盤(pán)由于受重力作用始終垂直于地面。這樣就可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、高效、方便的裝卸貨物。

3 理論設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)要求：①完成整體設(shè)計(jì)，進(jìn)行零部件的預(yù)選，做出初期設(shè)計(jì)；②對(duì)相關(guān)力的校核，如扭轉(zhuǎn)力、載荷等，要求設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有通用性、安全性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易；③對(duì)零部件的定型（滿(mǎn)足要求情況下盡量降低成本）；④完成三維圖仿真，觀察運(yùn)行是否干涉；⑤進(jìn)行實(shí)機(jī)組裝，做后期改進(jìn)。

3.2 運(yùn)動(dòng)尺寸和總體尺寸計(jì)算

該裝置的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，橫梁受力簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 校核橫梁受力簡(jiǎn)圖

（1）校核橫梁尺寸

2

綜上可得M=0.1728Mpa

根據(jù)第三強(qiáng)度校核理論得：

得d≥21.7mm

故選擇d為25mm的低合金鋼的實(shí)心圓軸。

（2）托盤(pán)連桿尺寸。由歐拉公式求得臨界壓力為：

（3）總體尺寸。根據(jù)運(yùn)輸貨物及貨車(chē)尺寸確定整體尺寸為：長(zhǎng)800mm，寬600mm，高700mm。

3.3 整體機(jī)構(gòu)的受力分析

（1）連桿機(jī)構(gòu)受力分析如下：根據(jù)靜力平衡方程可得：

（2）棘輪機(jī)構(gòu)受力分析。從小齒輪來(lái)講：動(dòng)力來(lái)自于軸，助力來(lái)自于齒輪；從大齒輪來(lái)講動(dòng)力來(lái)自于齒輪，阻力來(lái)自于軸，由杠桿原理：

3.4 各主要構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度校核

按照彎扭合成校核橫梁的強(qiáng)度與剛度，根據(jù)平衡條件求出固定端的受力并繪制出彎矩圖，如圖2所示。

圖2 彎矩圖

根據(jù)圖2可知：Mmax=0.1728Mpa

經(jīng)過(guò)校核，該機(jī)械裝置的強(qiáng)度符合要求，并能在實(shí)際工作中正常工作。

4 工作原理

（1）工作原理。該裝置外形類(lèi)似于“秋千”外形，由固定在車(chē)廂兩側(cè)的支架架起一根桁架，支架的底部有轉(zhuǎn)動(dòng)副，可以在車(chē)尾部進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。桁架上有滑動(dòng)裝置，可以沿著桁架滑動(dòng)。滑動(dòng)裝置上連著兩根繩索，繩索的另一端可以?huà)煲苿?dòng)托盤(pán)，移動(dòng)托盤(pán)可以在車(chē)廂內(nèi)隨意移動(dòng)。移動(dòng)托盤(pán)的主要作用是將車(chē)廂前部的貨物運(yùn)送到桁架的工作位置，然后和繩索連接。運(yùn)動(dòng)過(guò)程是用人力將裝有貨物的移動(dòng)托盤(pán)推離車(chē)廂，支架和桁架會(huì)因?yàn)樨浳锏闹亓ΧD(zhuǎn)動(dòng)，貨物會(huì)保持豎直狀態(tài)，平滑的移動(dòng)。將貨物運(yùn)送到地面上或地面的運(yùn)輸小車(chē)上后，支架和桁架通過(guò)復(fù)位裝置復(fù)位到初始狀態(tài)。

（2）性能分析。①關(guān)于連桿機(jī)構(gòu)工作流程：機(jī)構(gòu)是由方鐵和軸通過(guò)螺母緊固連接而成的連桿機(jī)構(gòu)。②棘輪機(jī)構(gòu)的工作流程：棘輪手柄和小齒輪軸相連接，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪軸與大齒輪軸相嚙合，形成較大的傳動(dòng)比，從而達(dá)到省力的效果。在小齒輪軸上裝有齒輪開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)在旋轉(zhuǎn)方向不同可以調(diào)整鎖死方向。使裝卸貨物都大大提高操作的安全性。③滑輪組的省力機(jī)構(gòu)：利用定滑輪和動(dòng)滑輪的配合使用，從而減少人力輸出，鋼絲繩可以纏繞到絞盤(pán)上，所以避免了動(dòng)滑輪省力但工作距離長(zhǎng)的這個(gè)缺點(diǎn)。

圖3 棘輪機(jī)構(gòu)示意圖

圖4 滑輪組機(jī)構(gòu)示意圖

（3）三維全景圖（如圖5所示）和實(shí)物圖（如圖6所示）。

圖53 d裝配

圖6 實(shí)物圖

5 結(jié)語(yǔ)

文章所研究的車(chē)載簡(jiǎn)易裝卸裝置很大程度的解決了搬運(yùn)效率低和人力輸出大這兩個(gè)大問(wèn)題。目前市場(chǎng)上已有的輸送裝置中，該裝置的優(yōu)勢(shì)在于將裝貨卸貨兩個(gè)功能有機(jī)的結(jié)合在一起，減輕了人力輸出，提升了裝卸效率，并且造價(jià)低，研究?jī)r(jià)值大。但是該裝置也有自己的不足之處，譬如不能夠?qū)λ羞\(yùn)輸車(chē)輛都具有通用性，應(yīng)用范圍相對(duì)比較單一，而且還未尋求到如何與汽車(chē)驅(qū)動(dòng)部分的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電控。所以也歡迎廣大讀者能夠給出意見(jiàn)。

Vehicle Mounted Simple Device for Truck Loading and Unloading

YANG Kong-ping，XU Ying-bin，LI Liang，XIAN He，LIAO Zi-hao

（Tianjin Vocational and Technical Teachers College，Tianjin 300222，China）

With the rise of online shopping，people are more inclined to buy home appliances online shopping，which increases the amount of labor to transport home appliance workers.In large and medium-sized household appliances and other goods handling tools as the research object，the paper designs a connecting rod mechanism，pulleys，ratchet and other large cargo of dual-use equipment，using a simple mechanical structure to complete the loading and unloading process，in order to reduce manpower output and improve the efficiency of the loading and unloading.

simple handling；ratchet mechanism；pulley block

TH211

A

2095-980X（2017）01-0092-02

2017-01-07

楊孔平，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。