【摘要】本次設計是一款兼?zhèn)涠喙δ艿耐栖囂葑?。日常生活中，常用的梯子、手推車、平板車、鏟車等功能單一，使用局限性大，為了滿足需求，本設計吸取以上工作特點，將其進行了功能合成，成為多功能梯子推車，主要增加了特殊的攀爬高層功能，符合人性化要求、極具實用性，并具有安全設計的人機和諧創(chuàng)新理念。

【關鍵詞】多種功能；推車梯子；攀爬

一、背景與意義

根據(jù)調(diào)查，在人們生活中，一些日常機械產(chǎn)品由于功能單一，使得人們不得不去購買很多不同功能的產(chǎn)品，這樣不但占用空間，而且花費頗多，給人們的正常生活和工作帶來很多不必要的麻煩。此設計很好地將梯子、拖車、鏟車、平板車四種常用機械工具合為一體，不但功能強大，而且使用方便、節(jié)省空間、節(jié)省開銷，給人們的生活和工作帶來了很大的方便。

二、多功能推車梯子的結構設計

（一）推車主輪部分結構設計與研究

推車部分是本設計的一個重要的組成部分，它是以腳輪和梯架為基礎來實現(xiàn)功能變形，推車部分可以組成多種形態(tài)：鏟車、手推車、平板車。設計中的輪子主要是分為：前輪和后輪兩大類，為了實現(xiàn)其功能：爬樓梯，前輪為三星輪，后輪設計為一組萬向腳輪。

（1）轉向問題。在鏟車組合形態(tài)下，三星輪只有一組是著地的，所以沒有轉向問題。因此，設計前輪為三星輪，后輪的設計是可轉向的腳輪。（2）鎖輪功能。在手推車和平板車的兩種不同的形態(tài)下，考慮到?？繒r的斜率，如果無人值守，很容易自動滑動。為避免危害發(fā)生，設計中加入可轉動的鎖輪機構來對后輪進行限制。因此把后輪腳輪設計成帶有轉向和手動鎖輪功能的裝置。

（二）爬臺階部分的結構設計

（1）星輪的選擇。設計中的推車組合形態(tài)下，加了新的延伸功能-攀爬臺階的功能，它的主要部件在底部，也就是底輪，現(xiàn)采用星輪。常見星輪有五星輪和三星輪，經(jīng)過調(diào)研，從現(xiàn)在各國市場流行的趨勢看，三星輪的使用率的比重遠高于五星形輪的使用。因為三星比五星形輪結構簡單、成本低，可以實現(xiàn)大部分的五星形輪可以爬階躍功能。所以，在此功能的設計中，選用三星的輪子。（2）爬臺階功能的實現(xiàn)。查閱當前的樓梯尺寸要求對這次設計中的三星輪的尺寸參數(shù)，結構有針對性的實現(xiàn)設計。現(xiàn)行的樓梯臺階的尺寸參數(shù)如下：階高：150-170mm；階面深度：220-270mm。

以上參數(shù)為依據(jù)，三星輪子輪的直徑設計為：150mm，由此設計的尺寸，是可以很好地實現(xiàn)爬臺階功能的。

（三）梯子部分的結構設計

這次爬梯實驗主要是為了從爬梯子的人的安全角度出發(fā)，來保證人在常規(guī)動作使用產(chǎn)品時，確保使用者自身的安全，鑒于熱體測量、力學等多因素的條件，比如體型、運動和力學。這些條件應確保事故的風險減少到最低，安全必須是第一位。

（1）上下梯子所需時間。梯子的傾角設計、高度變化會影響上下梯子的時間，通過多次實驗研究分析，選定梯子最佳傾斜角度為70°時，最佳的角度。在梯子傾斜時且與地面為70°時，消耗的能量最少。假設在工作效率不變，梯子展開70°傾角時，這種情況下的干擾，不良因素對人的影響很少，不僅如此，順利進行某動作所耗費的時間也相對較短。（2）梯子架材料的選用。梯子的制作，首先必須要慎重的考慮梯子可以攜帶人體的重量是多少，也就是指根據(jù)設計參數(shù)對梯子的材料和尺寸進行選擇設計。經(jīng)過調(diào)查和比較，材質(zhì)選用鋁合金梯子。

三、多功能推車梯子的三維建模各種形態(tài)功能的實現(xiàn)

多功能推車梯子在各功能下的狀態(tài)，如圖1所示。

其主要功能是實現(xiàn)攀爬動作，攀爬臺階的功能實現(xiàn)，設計在鏟車形態(tài)下保持不變（見上圖的圖1（d）所示），可以利用到三星輪的多項功能，使用時只要斜向上拉動即可實現(xiàn)臺階的攀爬動作功能。

四、小結

多功能推車梯子的設計是為了解決目前人們?nèi)粘Ｉ钪袑τ诎徇\貨物中經(jīng)常遇到的問題。本設計可以利用手推車、平板車、鏟車三種形態(tài)對物品進行運輸；在遇到樓梯、臺階時，可以利用獨有的爬臺階裝置進行順利的攀爬；在放置和提取位于高處的物品時，又可以利用梯子形態(tài)方便的進行工作。可以應用于普通家庭、超市、學校、醫(yī)院、工廠等適用場合。生產(chǎn)成本低，技術含量高，適合大多數(shù)廠家生產(chǎn)。

參考文獻

[1]陳波.兩種能爬樓梯的小手推車[J].建筑機械，1998（05）.

[2]于飛.斜度不同時人爬梯子的行為特點（三）[J].工業(yè)安全與環(huán)保，1995（08）.

作者簡介：朱英（1986.05—），碩士研究生，研究方向：數(shù)字化設計與制造。