配重辅助型快递装卸助手

郝雪桐+邓志豪+张雨萍

摘 要：人工装卸快递搬运距离长、效率低、耗时、耗力，且重复性弯腰动作对人的腰部造成了严重的损伤。通过机械设计，以小车为载体，主要实现货物的抓取、搬运和码放功能，使用倍增机构减少人的行走距离，配重辅助减轻了人的提升损耗，提高了装卸效率，有效避免了暴力装卸事件的发生。

关键词：快递；配重调节装置；四杆机构；倍增机构

中图分类号：TB498 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.069

1 整体设计

配重辅助型快递装卸助手如图1所示，它是以车身为载体，方便货物的搬运，通过手捏加紧装置实现对货物的抓取，上面的自锁机构能有效避免人持续夹紧用力，四杆机构则可以根据货物的伸出距离及时调节配重位置，实现力矩平衡。四杆上安有丝杠，可以调节配重在四杆上的位置来辅助配重，使之适用于不同质量的货物。在此，可通过绕支点旋转，利用杠杆原理实现对货物的提升，用伸长机构实现人短距离移动货物和远距离运送。另外，该设备还配有锁死装置辅助。

2 主要机构介绍

2.1 夹紧机构

人对操作把手施以较小的力将其捏紧，利用杠杆原理将捏紧力放大并传递至钢丝线，以便于钢丝线将该力变为夹紧力，从而使夹板夹紧。在夹紧过程中，棘轮自锁机构可以避免人持续向按压杆施力。待货物搬运结束后，自锁机构解除自锁，由复位弹簧将操作把手复位。把手设计如图2所示，夹板传动机构如图3所示。

夹紧传动机构是由不完全齿轮、齿轮齿条副、导轨和复位扭簧组成的。在工作过程中，用操作把手传递至钢丝线末端的力带动不完全齿轮绕其轴线旋转。该不完全齿轮以一定传动比与下级直齿轮啮合，直齿轮获得动力后将带动齿条将两侧的剪叉机构沿滑轨相向运动，从而实现对货物的夹紧或松开操作。

2.2 行程倍增机构

行程倍增机构是利用齿轮齿条副实现行程倍增的。其结构原理如图4所示。齿轮与固定齿条接触点为两者速度顺心，由几何关系知，从动齿条行程是前移齿轮的两倍。利用该原理，操作把手将滚动齿轮往前推，带动从动齿条上的剪叉机构向前推送，从而实现了人移动较短的距离将货物向远距离推送。

2.3 四杆配重调节机构

四杆配重调节机构如图5所示。自适应平行四边形机构上端与剪叉机构固结，根据平行四边形机构的特性，剪叉机构前推时，带动四边形机构绕其支点旋转，此时配重向后摆动，保证了前后力矩的平衡，实现了操作者省力搬运。在剪叉机构前推的过程中，自适应平行四边形机构可以适应四边形上下两杆移动所导致的长度变化，保证了货物在同一平面的推送，使装置更为稳定。

3 设计优势

该装置的设计优势是：①实现单人抓取、搬运、码垛货物的省力操作，避免人重复性的弯腰搬运。②平行四边形机构实现配重力臂的自动快速调节，利用杠杆原理实现了省力的效果。在夹取货物的过程中，推动配重移动所需要的力仅为克服配重上升力的2/3，受力比较小。③应用直线差动行程倍增机构，人近距离移动实现货物的远距离输送，缩短人的移动距离，提高装卸效率。如图6为装置码放范围。

4 结束语

该装置采用机械的方法对快递进行装卸作业，解决了暴力装卸导致货物损失的问题，提高了快递的安全性。另外，该装置

能适应不同车型，装货方便，速度快，可用于分拣站快递的装卸，能够满足装卸机械的特征要求，而且设备体积小，结构简单，易于操作。相信这些特点将会为该装置赢得了不小的市场。

参考文献

[1]李卓求，侯作富.理论力学[M].第二版.武汉：武汉理工大学出版社，2011.

[2]唐增宝，常建娥.机械设计课程设计[M].第三版.武汉：华中科技大学出版社，2007.

[3]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[4]彭文生，李志明，黄华梁.机械设计[M].第二版.北京：高等教育出版社，2008.

〔编辑：白洁〕