多路況易拖拉行李箱設計

馮廣增

摘 要：隨著經濟的發展，人們的生活節奏越來越快，出行也越來越頻繁，但在許多因有樓梯、路面不平整、泥濘的路面等其它不利路況，普通行李箱難以滿足要求，人們不得不吃力地搬移沉重的行李箱，這不僅給人們的出行帶來不便，而且還加劇了行李箱的磨損。本文主要通過對市場上的普通行李箱存在的問題進行分析，從結構和功能角度，運用機械原理和人機工程原理對行李箱惡劣路況的使用提出優化改進設計方案，使行李箱具備上下樓梯、在不平泥濘路面行駛等能力，并使拖拉行李箱符合人機工程要求且更加便利。

關鍵詞：多路況易拖拉行李箱；機械機構；人機工程

1 前言

目前，市場上的普通行李箱多是底部設有固定輪或萬向輪，箱體背面具有可伸縮性的拉桿，它在水平路面上具有良好的行駛平順性和操縱穩定性。然而，在樓梯、不平整路面、泥濘的路面等場合，這類行李箱輪子與地面間運動的剛性大，輪子較小，拉桿只能在一個自由度上運動，行李箱運動時路面對箱體的沖擊和振動較大，輪子的磨損和損傷較大，箱子的操縱不太靈活，拖拉行李箱的舒適性不高，操縱桿容易因波動較大的沖擊力而被折斷，行李箱的質量和使用壽命降低，對行李箱內的物品的保護不夠好。比如，現今許多大學生假期返校離校時都需要搬著行李上下樓梯，普通行李箱很不方便；再比如，雨雪天氣，路面泥濘有積水，普通行李箱難以做到工作穩定可靠。因此，可以對現有的普通行李箱的拉桿和行駛輪進行優化改進，運用機械原理和人機工程原理提出結構和功能方案，分析其特點，以設計出更加人性化的行李箱。

2 行李箱總體尺寸設計依據

行李箱的總體尺寸設計主要依據是人機工程學原理。根據國標GB 10000—1988給出的身高體重、臂長、腿長等六項人體尺寸數據（如表1）以及立姿人體尺寸（表2）可對箱體進行合理設計：長50cm寬30cm高70cm

3 拉桿的改進設計

普通的行李箱拉桿是長方形伸縮桿，雖然長度可以變化，但是只能在一個方向上縮短或伸長，不能適應人的手腕關節的活動范圍，在使用過程中易造成手腕的不適或是拉桿的破壞。而此方案采用兩節拉桿，其間用萬向節連接，使用行李箱時，兩桿的夾角在空間可以任意變化，因而拉桿可以使手腕在舒適條件下拉動行李箱。下圖為改進前后的效果圖：

4 履帶輪的設計

普通行李箱僅在底部設置了2個固定滾輪或4個萬向滾輪，在較為平坦的路面上，該機構具有良好的工作效果，但由于滾輪本身半徑較小且不耐磨損，輪與箱體之間剛性連接，一遇上泥濘坎坷就容易陷入困境，地面對箱體的沖擊振動較大。該設計方案保留了普通行李箱底部的4個萬向輪，而在行李箱的側面設置了履帶輪及緩沖減振裝置。如下圖所示為效果圖。其中，履帶緊拉在四個規律分布的滾筒上，滾筒可繞轉軸轉動，每個轉軸由兩個球軸承支持在兩邊的支架一端的孔內，支架上有減振器和彈性元件用以緩沖吸能減振。這樣，在平坦路面上用底部的萬向輪，而在上下樓梯、不平路面等其它惡劣的路況，用側面的履帶輪應對。

5 結語

本設計方案提出萬向節改進的拉桿及增設履帶輪和減振緩沖裝置，有效解決普通行李箱存在的弊端，方便了人們的出行。但它仍然存在著一些問題，即加工制造難度加大，制造成本提高，增加了行李箱自重等，這些問題尚需解決。

參考文獻

[1]孫桓.機械原理.高等教育出版社.2013

[2]丁玉蘭.人機工程學.北京理工大學出版社.2011