多功能可折叠推拉车的研制

黄淑芳，陈伟珍

（广西水利电力职业技术学院，广西 南宁530023）

0　引言

随着生产的高效化和生活的便捷多样化，物流已成为生产生活中难以或缺的一部分，物流的运输离不开转运设施和工具。目前，推拉车是转运货物过程中的常用设施和工具，由于其工作灵活，操作方法简单，使用范围广、造价低等特点，受到人们的青睐。

1　现有可折叠推拉车的特点

经过调研后发现，市场上用于转运的推拉小车虽然品种繁多，规格各异，但是，普遍存在如下问题：

（1）同一辆小车功能单一，每一辆小车大多只有一种功能，这就限定了小车的适用范围，当使用环境改变时，小车不能及时胜任工作，导致了资源的浪费。例如市场占有率较高的平板小车只能在平板环境中推拉货物；当遇到较高较重货物时，需要将货物搬运至车上后才能进行转运，耗时费力；当转运较小较轻货物时，操作者不易灵活的掌控小车的工作，难以穿越狭窄过道等等。

（2）小车运营成本高。为了提高工作效率，对每一类工况条件均需投入一款较为合适的小车。以一个转运点为例，面对复杂的转运货物，为了提高转运效率，需要投入多款功能各异的小车进行工作，而操作者在工作之前首先需要判断货物类型，再根据需要选择不同功能的小车进行工作，不仅工作繁琐，增加了操作者的工作量，也增加了运营维护小车的费用。

（3）占据较大的收纳空间，适用的人群受限。虽然市场上的推拉车均能折叠，但是也仅限制于车架和车身的折叠，尽管如此，小车收纳依然需要较大的空间。同一辆小车不能兼顾生产和生活使用，亦不能兼顾不同人群的使用，这就导致不少家庭对转运小车望车却步。

2　整体设计思路和方案

2.1　设计思路

为了克服现有转运小车存在的上述问题，研究者提出了多功能便携式小车的设计构想，小车采用推拉框架式设计，既灵活工作又便于存放，同时，小车能根据货物体积重量的特点，灵活变形，结构巧妙便于操作，省时省力，容易生产，集多种功能于一体。

作为一辆手动推拉小车，应该具有车架、推拉杆、车轮等基础部件。为了满足各类工况条件的要求，作为承载部件的车架应牢固可靠并可根据承载货物的大小、重量进行调节；由于推拉杆直接与使用者接触，因此推拉杆应满足不同使用人群身高的使用要求，在此基础上还应便捷、省力，工作效率高，收放自如，便于携带。车轮部分应该视使用环境收放自如，在使用时，轮子展开工作，非使用期间应尽可能的折叠以节省空间、方便收纳。

2.2　设计方案

基于上述设想，确定了小车主要由固定车架、可伸缩推拉杆、辅助支撑架、车轮、辅助轮、活动铰链、固定铰链等零部件组成。考虑到小车使用的灵活便捷，所有的零部件之间尽可能使用铰链连接，满足折叠要求。

（1）设计功能一：可爬楼梯手推拉车

如图1所示，“可爬楼梯”功能的手推拉车主要由一个活动车身，一个可伸缩推拉杆，一对车轮，两组辅助轮，一组活动铰链等零部件组成，可以实现自如的上下楼梯功能。固定车架与可伸缩推拉杆之间可以利用承载货物的重量实现自平衡，固定车架与可伸缩推拉杆采用一组活动铰链连接；小车在爬楼梯时，考虑每级台阶的垂直高度变化，采用辅助轮实现每一级台阶间平面和高度的切换。

图1　“可爬楼梯手推拉车”结构示意图

（2）设计功能二：斜推拉车

如图2所示，“斜推拉”功能的手推拉车主要由一个活动车身，一个可伸缩推拉杆，两对车轮，一个辅助支撑，两组活动铰链等零部件组成，可以实现较重较高货物的推拉。推拉较重较高货物时，往往需要使用者提供较大推拉力以及良好的方向把控性，在实现“可爬楼梯”功能的基础上，设计添加一组辅助支撑，利用两对车轮同时着地支撑货物，车身整体与地面可呈30°～60°倾斜，在增加货物运输平稳性的同时，使用者只需提供较小的动力即可实现较重较高货物的推拉，操控性能好，更帮助使用者节约动力，提高效率。

图2　“斜推拉车”结构示意图

为了满足不同身高人群在推拉较重较高货物时均可以获得良好的操纵性能，考虑通过设置调节辅助支撑与地面的不同角度来满足不同身高人群使用斜推拉车时的舒适操控性。因此，在辅助支撑和可伸缩推拉杆之间通过设置一个具有支撑能力的多卡位支撑杆实现上述功能，如图3所示，利用多卡位支撑杆可实现小车整体角度调节和对活动车轮的固定。

图3　多卡位支撑杆工作状态

（3）设计功能三：平推拉车

如图4所示，“平推拉”功能的手推拉车主要由一组固定车身，一组可伸缩推拉杆，两对车轮，铰链等零部件组成。其中，一组可伸缩推拉杆作为固定车身，承载货物；一组可伸缩推拉杆作为推拉把手，可根据使用者的身高任意调节。考虑到推拉重量和体积较大的货物时，上述“可爬楼梯”和“斜推拉”两个功能的固定车架部分不能满足使用要求，故将上述功能的推拉杆部分作为固定车架，将“斜推拉”功能的辅助支撑车轮平放，四个车轮同时着地，车架与地面保持水平，设计添加一组可伸缩杆作为推拉杆，两组可伸缩推拉杆在“平推拉”功能中实现不同的作用，在两组可伸缩推拉杆之间设置一对铰链进行连接，两者之间既能相互转动实现折叠与展开，又能在承受推拉力的同时相对固定，实现平推拉货物。

图4　“平推拉车”结构示意图

（4）设计功能四：轻松折叠方便携带

当所有功能不使用的时候，在固定铰链的作用下，推拉杆、车轮等主要零部件均可收缩折叠，不占据过多的空间，灵活收纳，如图5所示。

图5　折叠放置装配示意图

3　多功能便携式手推拉车的生产制造

3.1　选材

小车主要以冷轧无缝钢管为主材进行生产，有利于后续的加工制造。当小车大批量生产时，材料成本是一个重要指标，随着生产工艺的成熟，冷轧钢的价格适中，适用于生产手推拉车。耐久度是选材过程中不能忽略的指标，众所周知，钢的耐久度非常较高，而且，当小车承重工作时，钢质的车架会发生轻微塑性变形，犹如行驶在微小弹簧上，具有一定的吸振作用。小车后续生产主要是以切割，冲压及少量焊接为主，冷轧钢已基本满足加工的工艺性要求。

3.2　加工

本小车以框架结构为主，仿效汽车的半承载式结构，车架、推拉杆、辅助支撑卡扣等零部件之间主要采用螺栓连接、铆接或焊接等刚性连接。车架除了承受货物自重、推拉作用力等各项载荷外，还在一定程度上有助于加固车架，分担车架的部分载荷。车架内的辅助梁主要采用焊接，铰链连接处以铆接或者螺栓连接为主。可伸缩的推拉杆采用套筒式结构以降低生产成本。

生产过程采用“互联网+”的参数化的管理方式，根据市场和客户的要求，经过数据分析，制定具体尺寸范围，满足不同需求。对每一次的成功生产进行有效的登记，建立档案，编入数据库存档保存，为后续的功能拓展和二次开发及新产品的研发提供重要参考。

4　应用前景

本多功能便携式推拉小车改变了目前市场上主流手推拉车功能单一、适应性不强，运营成本高等弊端。结构设计巧妙，具有工作环境多样化、功能多、使用简单、收纳方便、节约动力、高效率、应用面广的特点。可以作为仓库、车间、家庭、物流、宾馆、商场等不同体积、不同载荷的货物运输、转场和移动用车，功能可以随环境、货物的不同灵活变换。小车在非使用期间，可以折叠放置，占地小，质量轻。

小车的生产成本低，以“互联网+”式的生产过程管理方式优化了传统生产，具有良好的市场应用价值。在后期的开发过程中可以适当添加电力驱动辅助装置和感应识别装置，实现带辅助驱动的半自动或全自动小车。

本产品于2017年5月成功获得了国家实用新型专利[1]。

参考文献：

[1]陈伟珍，黄淑芳.多功能折叠手推拉车.中国：ZL 2016.2.1061139.8[P].