王鑫明
一、问题的产生
在超市推着小推车上坡时,若车内商品太重,易自行向后倒溜,需较大力气才能推动推车继续向前,且不能在斜坡停靠。下坡时,行动不便的老年人来不及刹车易摔倒受伤,因超市推车倒溜而引发的安全事故时有发生。为此,我对推车进行了防溜改进设计。
二、现有设计的分析
(一)普通的超市小推车车轮采用凹槽结构,利用摩擦力防止倒溜。在上行的手扶平面电梯上,车轮卡槽会卡在电梯表面的凹槽里,利用摩擦力防止推车倒溜。但这种结构需要手脚利索的人操作才不会发生倒溜,不适用于老年人等特殊人群。
(二)有些机场内的推车采用压杆式刹车结构,上坡时人们可使用手压杆刹车,防止倒溜。这类推车的缺点是,停在上坡的推车继续前进时要松开刹车杆,此时人们要用力向前推,才能防止推车倒溜,操作相对复杂。如果推车载重较大,松开刹车的瞬时向后惯性较大,存在安全隐患。
(三)将棘轮外圈套上橡胶皮作为推车车轮,将推车的轴与棘轮内圈固定。这种防倒溜结构简单,安装方便,但棘轮外圈与内圈之间的滑动摩擦对棘轮磨损较大。
(四)在车轮上加装皮带轮,将皮带固定在推车上的另一个可转动的皮带轮上防溜,皮带轮端面连接有带斜齿的齿轮,齿轮旁装有带弹簧的销搭在齿轮上,推车停下时,弹簧销将齿轮卡住,防止齿轮向后转动,进而防止推车倒溜。这种防倒溜结构简单,锁紧效果好,但噪声大,且对车轮的磨损较严重,耐用性差。
为了使人们在搬运物品时更便捷,使用更安全,我对推车的车轮进行了改进,并就其应用效果开展了模拟测试。
三、方案一
(一)设计方案
针管通过气管与气缸连接,气缸一端固定在车身,另一端通过轴销安装在棘轮外圈的齿轮凹槽中,可推动棘轮转动。棘轮轴推车前轮上安装一个皮带轮,通过皮带将棘轮与推车轮连接。针管推进后,气缸伸出,推动棘轮转动,棘轮带动车轮向前转动。
(二)效果测试
1.水平路面
将推车放在水平路面,推针管完成1次加气过程,推车快速前进约8厘米。拉针管时,在惯性的作用下推车微微倒退。
2.上坡路面
将推车放在上坡路面,推针管完成1次加气过程,推车前进约6厘米,停在斜坡上时推车倒退少许。
四、方案二
(一)设计方案
为了解决由于惯性产生的推车倒退问题,我在推车上安装2个同轴的传动皮带轮。棘轮上的皮带轮与中间的传导带轮相连,传导带轮再与推车轮相连。
(二)效果测试
1.水平路面
将推车放在水平路面,推针管完成1次加气过程,推车快速前进约20厘米后停下,无倒退迹象。
2.上坡路面
将推车放在上坡路面,推针管完成1次加气过程,推车前进约12厘米后在斜坡上停下,无倒退迹象。
测试结果表明,改进后的推车能在普通上坡路面實现无推力自锁,防止倒溜。该设计操作简单,便于推广。