王東 昌錢煒 王佳茂

【摘 要】道路貨物運(yùn)輸過(guò)程中，貨物的裝載及卸載效率較低，還會(huì)受到場(chǎng)地及設(shè)備的限制。為了解決以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種滑移搖臂式的車載吊運(yùn)裝置。采用CAE技術(shù)，利用Solidworks建立三維模型，使用虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)車載吊運(yùn)裝置的裝配關(guān)系。其能很好的將貨物從地面起吊裝載到卡車車斗或從車斗卸載到地面上，同時(shí)該車載吊運(yùn)裝置不會(huì)受到場(chǎng)地的限制，能夠滿足不同的使用要求，操作簡(jiǎn)單方便，省時(shí)省力，給貨物的運(yùn)輸帶來(lái)很大的便利。

【關(guān)鍵詞】車載吊運(yùn)裝置;CAE;Solidworks

中圖分類號(hào)： U492.32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）02-0019-003

【Abstract】In the process of road cargo transportation，the efficiency of loading and unloading cargo is low，and it is also limited by the site and equipment.In order to solve the above problems，a sliding rocker type vehicle mounted lifting device is designed.The CAE technology is used to establish the three-dimensional model by using Solidworks， and the virtual prototype technology is used to design the assembly relationship of vehicle-mounted lifting device.It can load the goods from the ground to the truck bucket or unload them from the truck bucket to the ground.At the same time，the truck-mounted lifting device will not be restricted by the site，and can meet different requirements of use.It is simple and convenient to operate，time-saving and labor-saving，which brings great convenience to the transportation of goods.

【Key words】Vehicle mounted lifting device;CAE;Solidworks

0 引言

在道路貨物的運(yùn)輸過(guò)程中，一般采用人工搬運(yùn)、小型吊車吊運(yùn)、叉車運(yùn)送、斜坡輸送帶運(yùn)輸?shù)刃问絹?lái)將貨物從地面起吊裝載到卡車車斗或從車斗卸載到地面上。人工搬運(yùn)工作效率低，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且容易發(fā)生工傷事故;小型吊車、叉車等需要持證專業(yè)人員操作，且設(shè)備費(fèi)用高昂，吊車可能還需要二次吊裝或者叉車配合，另外叉車不能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的上下移動(dòng);斜坡輸送帶需求場(chǎng)地范圍比較大，移動(dòng)困難，且需要專人維護(hù)，在國(guó)內(nèi)廣大的農(nóng)村作業(yè)環(huán)境中，大部分工作情況不具備這些硬性條件[1]。為了解決上述問(wèn)題，本文提出了車載吊運(yùn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)過(guò)程就是修改的過(guò)程，參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)產(chǎn)品意圖進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)更改，因此易于修改是最重要的[2]。隨著 CAE 軟件的不斷發(fā)展，采用先進(jìn)計(jì)算機(jī)及配套軟件對(duì)零件、組件、部件乃至整個(gè)設(shè)備的仿真計(jì)算已經(jīng)非常成熟[3]。運(yùn)用CAE技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)修改比較方便，能夠有效縮短設(shè)計(jì)周期。本文采用CAE技術(shù)，利用Solidworks建立三維模型，使用虛擬樣機(jī)技術(shù)[4-5]設(shè)計(jì)車載吊運(yùn)裝置的裝配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)車載吊運(yùn)裝置高效、連續(xù)、穩(wěn)定的工作。

1 車載吊運(yùn)裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

車載吊運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)采用Solidworks三維建模技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)零部件進(jìn)行裝配。如圖1所示，該裝置主要由支撐架、搖臂機(jī)構(gòu)、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)四部分組成[6]。

支撐架用于套在運(yùn)貨卡車車斗上，包括左支撐板和右支撐板，左支撐板的豎直部和右支撐板的豎直部靠近車斗的擋板上側(cè)、靠近水平部的位置安裝有主驅(qū)動(dòng)輪，靠近車斗的擋板外側(cè)的位置安裝有與擋板外側(cè)接觸的輔助輪，主驅(qū)動(dòng)輪與車斗的擋板上表面接觸，內(nèi)部安裝有小型電機(jī)，用于帶動(dòng)支撐架在車斗上前后移動(dòng)。搖臂機(jī)構(gòu)包括搖臂電機(jī)、搖臂立柱和懸臂，搖臂電機(jī)安裝在右支撐板上，搖臂立柱的下端安裝在搖臂電機(jī)上，上端與懸臂連接。卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)安裝在懸臂遠(yuǎn)離搖臂立柱的一端，用于將貨物吊起和放下。液壓機(jī)構(gòu)安裝在懸臂靠近搖臂立柱的一端上，其液壓推桿與卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)連接，用于帶動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)在懸臂上來(lái)回移動(dòng)。

1.卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu) 2.液壓機(jī)構(gòu) 3.搖臂機(jī)構(gòu) 4.支撐架

2 工作原理

車載吊運(yùn)裝置安裝在運(yùn)貨卡車的車斗上，用于將貨物吊運(yùn)到運(yùn)貨卡車車斗內(nèi)或車斗外指定位置。其安裝方式如圖2所示。非工作狀態(tài)時(shí)，車載吊運(yùn)裝置整體移動(dòng)至車斗內(nèi)部靠近車頭處，此位置貼近車頭，不對(duì)其他工作造成影響，且占用空間少。工作狀態(tài)時(shí)，車載吊運(yùn)裝置在主驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)下，可在車斗上從車頭到車尾來(lái)回移動(dòng);同時(shí)，搖臂電機(jī)工作，使得懸臂以搖臂立柱軸線為中心線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，懸臂上的液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)液壓推桿推動(dòng)小型卷?yè)P(yáng)機(jī)在懸臂軌道上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)笛卡爾坐標(biāo)系下的沿X、Y的軸移動(dòng)和繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即三個(gè)自由度。

吊運(yùn)時(shí)，懸臂旋轉(zhuǎn)到車斗以外的空間，對(duì)準(zhǔn)地面貨物，小型卷?yè)P(yáng)機(jī)放下鋼絲繩，當(dāng)鋼絲繩末端的吊鉤下降到貨物時(shí)，人工把貨物掛到吊鉤上，小型卷?yè)P(yáng)機(jī)收起鋼絲繩，吊起貨物，懸臂回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)貨物一起轉(zhuǎn)到車斗上部空間，在通過(guò)上述三個(gè)自由度，調(diào)整好放置貨物的位置，小型卷?yè)P(yáng)機(jī)放下貨物，收起鋼絲繩，完成一次吊運(yùn)。整個(gè)過(guò)程中，搖臂電機(jī)、液壓機(jī)構(gòu)、小型卷?yè)P(yáng)機(jī)的控制均可通過(guò)控制機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 方案特點(diǎn)

該車載吊運(yùn)裝置具有支撐架，支撐架包括左支撐板和右支撐板，左支撐板和右支撐板均為L(zhǎng)形，具有水平部和垂直部，左支撐板水平部為中空結(jié)構(gòu)，可以以過(guò)渡配合方式套在右支撐板的水平部外部。右支撐板的水平部靠近左支撐板的一端設(shè)置有齒輪，左支撐板的水平部?jī)?nèi)壁與齒輪相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有齒條區(qū)域，齒輪處設(shè)有小型電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒條移動(dòng)，進(jìn)而使左支撐板和右支撐板之間實(shí)現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)。另外，在右支撐板的水平部靠近豎直部的兩側(cè)固定有旋轉(zhuǎn)連接件，旋轉(zhuǎn)連接件上分別安裝有L形的支撐腳架，用于對(duì)支撐架進(jìn)行支撐。

由于左支撐板和右支撐板套裝在一起，能夠調(diào)整自身寬度尺寸，因此能夠用于不同型號(hào)和尺寸的卡車車斗。左支撐板和右支撐板上的主驅(qū)動(dòng)輪能夠使支撐架在車斗上前后移動(dòng)，使吊運(yùn)裝置在車斗上的移動(dòng)范圍更大，加上懸臂的轉(zhuǎn)動(dòng)和卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，能夠更容易的將貨物放置到車斗內(nèi)的指定位置。

4 結(jié)語(yǔ)

采用Solidworks三維建模軟件對(duì)車載吊運(yùn)裝置的各個(gè)零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過(guò)虛擬樣機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)整體裝置的裝配，裝配結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的車載吊運(yùn)裝置能夠很好的將貨物從地面起吊裝載到卡車車斗或從車斗卸載到地面上。同時(shí)，該車載吊運(yùn)裝置不會(huì)受到場(chǎng)地的限制，能夠滿足不同的使用要求，操作簡(jiǎn)單方便，省時(shí)省力，給貨物的運(yùn)輸帶來(lái)很大的便利。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王佳茂，于忠海，王順利，等.車載吊運(yùn)裝置：上海，CN106698209A[P].2017-05-24.

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