一種新型電動起吊推車的設計

付興娥　寧煜

摘 要：設計了一種新型電動起吊推車，主要由可伸縮起吊懸臂和三輪手推推車兩部分組成，既能運輸貨物，也可裝卸貨物，解決了現有推車無法裝卸貨物，吊車不便運輸貨物以及二者無法在小型場地工作的實際問題。本裝置具有功能強、易攜帶、成本低、性價比高等特點，可代替人工用于較輕貨物的裝卸和短程運輸。

關鍵詞：起吊裝置；懸臂；可伸縮；便攜

1 設計背景及意義

貨物批發市場、瓜果蔬菜基地、物流站等一些裝載貨物的場所，必然需要使用起吊設備和搬運設備，設備的使用極大的減輕了人們的勞動強度，提高了物流運作效率和服務質量，降低了物流成本，在物流作業中起著重要作用，極大的促進了物流的快速發展。

目前的起吊運輸裝置主要有吊車、行車、鏟車等，此類產品的優點是起吊重量大，但是在某些應用場合（如起吊裝量不是特別大、空間狹小）其體現出的不足之處有：設備昂貴；需要專門人員操作；裝置結構復雜，電氣元器件多，一旦出現故障，維修困難；小型設備功能單一，只能運輸或只能裝卸；狹小空間，不便使用起吊裝置，只能靠人力搬運以及裝卸。

歐美發達國家很多公司在貨物運輸、裝卸、儲存過程中，都廣泛采用了先進自動化物流設備。在這些國家的整個物流環節已經實現了高度機械化、自動化和信息化。對于小型起吊裝置，國外目前開發有便攜式吊車，但是結構較為復雜，價格昂貴，維修不便，不適用于我國國情。

根據對市場現有產品的分析，在小型起吊裝置調研的基礎上，開發設計一款新型懸臂可伸縮的便攜式起吊推車。

2 設計方案、工作原理及注意事項

2.1 設計方案及產品實現的功能

根據設計背景及對現有產品的分析，本設計方案采用經濟環保的蓄電池作為動力，配合可伸縮起吊懸臂及三輪手推推車等，實現的功能有：（1）起吊懸臂可伸縮，角度可調整；（2）整機采用三輪支撐并手推移動，運用帶制動的萬向輪，方便在狹小空間搬運物體；（3）配有不同的吊鉤，方便不同物體的起吊等；（4）當不使用時，懸臂及支架均可折疊收縮，減小體積空間，便于攜帶；（5）適用于空間狹小的場所、較輕貨物的裝卸搬運。

2.2 產品結構及工作原理

為實現設計方案中的功能，本產品的結構示意圖如圖1所示。

本產品主要由可伸縮起吊臂和自由推車兩部分鉸接組成。起吊懸臂由固定齒條箱、中滑板、移動齒條板組成，利用齒輪齒條和同步齒形帶，可實現懸臂的差動伸縮。自由推車由傾斜一定角度的支撐架、三角形的后輪支架和左右扶手組成，支撐架前下端裝有一個定向輪，后裝有兩個萬向輪，可實現穩定運動和輕巧轉向功能。支撐架前端合適部位裝有可調整高度的滑套，當調整滑套使圓錐滾子頂在車廂底板時，可起到平衡力矩的作用。蓄電池位于起重用制動減速電機下后部，固定安裝在支撐架上，起到一定的配重作用。起吊懸臂與支撐架之間采用俯仰調整機構，多孔的調整套筒套在調整桿上，利用定位銷插入不同的孔來調整起吊懸臂仰角。懸臂頭裝有定滑輪，鋼絲繩連接吊鉤，最后通過電動驅動卷筒拉伸定滑輪上的鋼絲繩，達到提升重物的目的。

2.3 使用說明

2.3.1 起吊工作時

輕載使用時，將本產品后輪支架逆時針轉動至擋塊定位處，支撐好起吊懸臂。通過調整套筒、定位銷和調整桿組成起吊懸臂俯仰調整機構，將起吊懸臂調至合適高度。將推車推至貨物旁邊。控制起重用盤式制動減速電機放下吊鉤。反轉電機，將貨物吊起。

重載使用時，松開固定螺釘，拉動滑套，使圓錐滾子上母線和車尾底板充分接觸。啟動伸縮用盤式制動減速電機，使起吊懸臂逐漸伸長至需要位置。握住左右扶手，使左右萬向輪繞定向輪左右旋轉，吊運貨物至車廂合適位置后，使吊鉤下降，將貨物整齊碼放在車廂內。

將起吊懸臂轉出側面車廂，可以逐一吊放放置于車廂側面的貨物。

如上述的反過程操作，即可將貨物從車上卸下并將貨物碼放整齊。

2.3.2 搬運工作時

將本裝置推至貨物放置地，起吊貨物，通過自由推車部分可輕松將貨物運送到車廂處，主支撐架的固定輪和兩個帶制動萬向輪，保證穩定運動和輕巧轉向，可靈活使用于空間狹小，不便使用大型搬運設備的場所。

2.3.3 不使用時

本裝置使用完畢后，可調整定位銷，將起吊懸臂部分向主支撐架折疊，并將后輪支架、扶手部分和主支撐架之間的活動鉸鏈分別松開，將后輪支架部分、扶手部分向主支撐架折疊。此時本工具完成折疊后，將大大減少了空間，便于攜帶。

2.3.4 取物工具

取物工具是通過吊、抓、吸、夾、托或其他方式，將物體與本工具聯系起來進行物體吊運的裝置。根據被吊物體不同的種類、形態、體積大小，采用不同種類的取物裝置。例如，成件的物品常用吊鉤、吊環；散料（如糧食、礦石等）常用抓斗、料斗；液體物料使用盛筒、料罐等；吊運導磁性物料的起重電磁吸盤；自動夾緊吊鉤等。合適的取物裝置可以減輕作業人員的勞動強度，大大提高工作效率，同時防止吊物墜落，保證作業人員的安全和吊物不受損傷是對取物裝置安全的基本要求[1]。

3 產品技術指標及創新點

3.1 產品技術指標

本產品采用蓄電池作為動力，配合可伸縮起吊臂與三輪移動支撐及帶制動的萬向輪等，實現的技術指標為：（1）可實現較輕貨物運輸、裝卸，最大操作重量為150kg；（2）懸臂可伸縮，最大伸縮臂長3m；（3）可折疊、易攜帶、適用場合廣。

3.2 設計的創新點

（1）輕型起吊推車，可在狹小空間同時實現貨物的裝卸和運輸，填補了目前較輕貨物只能人工搬運的空白。

（2）可伸縮起吊臂，角度可調整，由固定齒條箱、中滑板、移動齒條板組成，利用齒輪齒條和同步齒形帶，實現起吊臂的差動伸縮。

（3）蓄電池提供動力，電機驅動，經濟環保，減輕人力，提高效率。

（4）起吊推車總體可折疊，即可置于運輸車輛內，也可由搬運工人人工攜帶，攜帶方便。

（5）整機采用三輪支撐并手推移動，運用帶制動的萬向輪，方便在狹小空間搬運物體。

（6）配有不同的吊鉤，方便不同物體的起吊等。

4 推廣應用前景分析

目前隨著物流行業的快速發展，對物流設備的需求也在增大，尤其是針對小空間較輕貨物的小型起吊搬運設備。本項目開發的起吊推車，既能裝卸貨物，也可運輸貨物，解決了現有推車無法裝卸貨物，吊車不便運輸貨物的實際問題，節省人力，操作簡便，安全可靠。懸臂可伸縮，整機可折疊，輕型便于攜帶，可在狹小、運載不便的場地使用。通過查閱資料，目前國內相關研究還不多見，具有很高的實用價值和推廣價值。

參考文獻

[1]唐昌松，等.新型易攜帶起吊裝置的設計[J].煤礦機械，2012，33（1）：155-157.

[2]于在洪.綜采工作面液壓支架拆裝吊車的研制[J].煤礦機械，2007，28（10）：149-150.

[3]孫朝義，張麗華.10t雙電葫蘆吊車的改造[J].煤礦機械，2002，23（3）：61.

[4]楊黎明，楊志勤.機構選型與運動設計[M].北京：國防工業出版社，2007.

[5]Bohn C，Cortabarria A，Hartel V. Active control of engine-induced vibrations in automotive vehicles using disturbance observer gain scheduling[J].Control Engineering Practice，2004，12（8）：1029-1039.

[6]Meirrovitch L. Elements of Vibration Ananysis[M].Me Craw W-HILL，1975.

[7]W S M Lau，K H Low. Motion analysis of a suspended mass attached to a crane [J].Comput.Struc，1993，52：169-178.

[8]Omer F Tigli. Optimum vibration absorber（tuned mass damper）design for linear damped systems subjected to random loads [J].Journal of Sound and Vibration，2012，331（13）：3034-3049.

作者簡介：付興娥（1983-），女，民族：漢，籍貫：河北衡水，學歷：碩士，職稱：講師，工作單位：陜西工業職業技術學院機械工程學院，研究方向：機械設計及制造教學與科研工作。

寧煜，陜西咸陽人，大學本科，講師，研究方向：機械設計、計算機軟件。