配重輔助型快遞裝卸助手

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，且重復性彎腰動作對人的腰部造成了嚴重的損傷。通過機械設計，以小車為載體，主要實現貨物的抓取、搬運和碼放功能，使用倍增機構減少人的行走距離，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生。

關鍵詞：快遞；配重調節裝置；四桿機構；倍增機構

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對貨物的抓取，上面的自鎖機構能有效避免人持續夾緊用力，四桿機構則可以根據貨物的伸出距離及時調節配重位置，實現力矩平衡。四桿上安有絲杠，可以調節配重在四桿上的位置來輔助配重，使之適用于不同質量的貨物。在此，可通過繞支點旋轉，利用杠桿原理實現對貨物的提升，用伸長機構實現人短距離移動貨物和遠距離運送。另外，該設備還配有鎖死裝置輔助。

2 主要機構介紹

2.1 夾緊機構

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為夾緊力，從而使夾板夾緊。在夾緊過程中，棘輪自鎖機構可以避免人持續向按壓桿施力。待貨物搬運結束后，自鎖機構解除自鎖，由復位彈簧將操作把手復位。把手設計如圖2所示，夾板傳動機構如圖3所示。

夾緊傳動機構是由不完全齒輪、齒輪齒條副、導軌和復位扭簧組成的。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。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的剪叉機構沿滑軌相向運動，從而實現對貨物的夾緊或松開操作。

2.2 行程倍增機構

行程倍增機構是利用齒輪齒條副實現行程倍增的。其結構原理如圖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向前推送，從而實現了人移動較短的距離將貨物向遠距離推送。

2.3 四桿配重調節機構

四桿配重調節機構如圖5所示。自適應平行四邊形機構上端與剪叉機構固結，根據平行四邊形機構的特性，剪叉機構前推時，帶動四邊形機構繞其支點旋轉，此時配重向后擺動，保證了前后力矩的平衡，實現了操作者省力搬運。在剪叉機構前推的過程中，自適應平行四邊形機構可以適應四邊形上下兩桿移動所導致的長度變化，保證了貨物在同一平面的推送，使裝置更為穩定。

3 設計優勢

該裝置的設計優勢是：①實現單人抓取、搬運、碼垛貨物的省力操作，避免人重復性的彎腰搬運。②平行四邊形機構實現配重力臂的自動快速調節，利用杠桿原理實現了省力的效果。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應用直線差動行程倍增機構，人近距離移動實現貨物的遠距離輸送，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 結束語

該裝置采用機械的方法對快遞進行裝卸作業，解決了暴力裝卸導致貨物損失的問題，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，而且設備體積小，結構簡單，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[M].第二版.武漢：武漢理工大學出版社，2011.

[2]唐增寶，常建娥.機械設計課程設計[M].第三版.武漢：華中科技大學出版社，2007.

[3]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.

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

〔編輯：白潔〕