无碳便携型应急传送带的设计研究

吴庭俊 王腾仙 陈燕春 何健莹 陈逸倩 刁露 钟鑫嵘 刘伟良

摘 要：对现有的传送带从理论方面分析，设计出了简单便捷且可折叠的传送带，并完成了3D建模部分。为了可以在无电区域使用，采用了人力驱动，所以对还传送带分析后，利用脚踏式机具的驱动机构设计，并对该机构的基本形式和最佳工况以及曲柄的最佳位置进行了分析，实现了人力驱动的模拟分析。

关键词：便携式 人力 机械设计 传送带

中图分类号：TH132.32 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（c）-0111-05

Abstract：Based on the theoretical analysis of the existing conveyor belt， a simple and convenient conveyor belt is designed and the 3D modeling part is completed. In order to can be used in areas without electricity， using the human power， so the conveyor belt， also use pedal-powered machines driving mechanism is designed， and the basic form of the agency and the best working condition and the crank is analyzed， the best position for simulation analysis of human power.

Key Words： Portable； Manpower； Mechanical design； The conveyor belt

基于当今社会的机械化，全自动化。传送带广泛应用于运输、电力、冶金、建材等行业，是工业生产中常见的控制设备之一。随着社会科技的发展，传送带的发展大大解放了劳动力，降低了商业成本。但机械代替劳动力的重要性依旧是无可替代的。假如在没有电力，地形复杂的场所，抗震救灾的现场，我们该如何运输物资。我们所设计的一个便捷式传送带，它无需电力，人力驱动，方便携带，材料轻巧，适应于抗震救灾无电力场所，也可在地形崎岖不平场所使用。

1 设计方案

1.1 研究方案

根据一些灾区和广大农村，特别是丘陵地区和山区的运输现状和需求，收集资料，总结分析设计出一款人力便捷式传送带。此设计改善了市场上的一般传送带，机构优化分析，设计紧凑，重量适中。不断分析查阅资料，经过团队的论证，最终得出解决问题的系统方案。

1.2 总设计框图

如图1所示，本便捷式传送带分为五大部分：张紧机构、脚部伸缩机构、脚部折叠机构、中间折叠机构、脚踏动力结构。

2 张紧机构

图2为张紧部分图，有定位和调节皮带张紧的作用，当还没有装皮带时，该张紧部分是松开状态，装皮带后皮带还需一定的张紧力。用一块角钢作为定位固定，螺栓螺母作为支撑转动机构，通过旋转里面的螺母调节长度，通过外面的螺母进行张紧的锁紧张紧装置。

3 脚部伸缩机构

图3为脚部伸缩机构图，经过分析采用轻质材料，所以该伸缩机构采用铝型材，结构性能、力学性能良好，重量也比较理想。

4 脚部折叠机构

脚部折叠机构，中间采用一条过渡杆，两边加了两根加固固定条。防止超过极限位置，还有定位加固作用（见图4）。

5 中间折叠机构

中间折叠机构采用两块钣金连接，用铆钉固定，而上面采用加强扣键稳固平衡，上面的固定扣打开，便可绕着中间旋转（见图5）。

6 脚踏动力机构

采用脚踏动力机构，省力而且方便使用，这个驱动机构的作用是把人脚一定行程的往复运动，转变成曲柄的转动，并且可以通过大小齿轮啮合增速或减速，使工作部件转动。我们采用的机构时曲柄绕杆机构。

查找资料可得到最早传统型曲柄绕杆机构第737型图如图6所示，该机构的特点是绕臂很长、操作省力、各支点及铰接点受力小、耐磨；其缺点是受机构限制，脚踏移动大不方便。

如图7所示，这种是改进型，支点在中间的直杆形，又称跷跷板，特点是单边传动，结构简单；其缺点是摇杆短小费力，连杆为压杆不稳定且易变形、磨损快，现在很少使用。

如图8所示，这种是最新的改进形，它的特点是摇杆和踏板固定连接作为曲杆，支点在一端。好处是单边传动，而且把支点移到下面，结合了以上两种方案的优点，踏板可自由设计长度且省力。讨论得出的这个机构为最终版。

7 存储运输移动方面

7.1 模型结构

图9为存储运输方式图，该传动带折叠回来后，底下设计有轮子结构，可以便捷推动移动。

7.2 模型展开结构

模型展开结构见图10。

8 结语

（1）现有技术有以下几个方面。

①传送带一般按有无牵引件来进行分类：具有牵引件的传送带设备和没有牵引件的传送带设备。具有牵引件的传送带设备种类繁多，主要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、自动扶梯、自动人行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提升机、悬挂输送机和架空索道等。没有牵引件的传送带设备常见的有辊子作旋转运动、螺旋输送机。

②具有牵引件的传送带设备构成和特点：具有牵引件的传送带一般包括：牵引件、承载构件、驱动装置、涨紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力，可采用输送带、牵引链或钢丝绳；承载构件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驱动装置给输送机以动力，一般由电动机、减速器和制动器（停止器）等组成；涨紧装置一般有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件保持一定的张力和垂度，以保证传送带正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用托辊、滚轮等。具有牵引件的传送带设备的结构特点是：被运送物料装在与牵引件连结在一起的承载构件内，或直接装在牵引件（如输送带）上，牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连，形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路，利用牵引件的连续运动输送物料。

③没有牵引件的传送带设备构成和特点：没有牵引件的传送带设备的结构组成各不相同，用來输送物料的工作构件亦不相同。

它们的结构特点是：利用工作构件的旋转运动或往复运动，或利用介质在管道中的流动使物料向前输送。例如，辊子输送机的工作构件为一系列辊子，辊子作旋转运动以输送物料；螺旋输送机的工作构件为螺旋，螺旋在料槽中作旋转运动以沿料槽推送物料；振动输送机的工作构件为料槽，料槽作往复运动以输送置于其中的物料等。

④现有传送带长度根据具体使用不定。

⑤现有传送带多为一体结构，无法伸缩折叠。

（2）针对上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题如下。

①减小传送带体积，使之更加轻巧，便于携带。

②分析并模拟了传送带的脚部可调节伸缩，完成了两根加固稳定杆的升级，适应性很强。

③3D模拟了传送带可折叠性，利用了加强扣键稳固平衡，加强传送带的平衡性。

④分析计算并模拟了脚踏式机构，对于脚踏动力结构的最佳形式为以绕杆和踏板为曲杆支点在一端的最新型改进，完成了可以利用脚踏式机构为传送带，提供动力，不再依靠电力驱动。

参考文献

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