可折疊快遞周轉(zhuǎn)箱設(shè)計(jì)

王瑞林 魏媛杰 鄒明利 胡婧雯 寇禧鳳 李 琛*

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱150040）

周轉(zhuǎn)箱也稱物流箱，泛用于機(jī)械、汽車、家電、輕工、電子等行業(yè)，能耐酸耐堿、耐油污，無毒無味，可用于盛放食品等，清潔方便，零件周轉(zhuǎn)便捷、堆放整齊，便于管理，其合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)良的品質(zhì)，適用于工廠物流中的運(yùn)輸、配送、儲(chǔ)存、流通加工等環(huán)節(jié)，周轉(zhuǎn)箱可與多種物流容器和工位器具配合，用于各類倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等多種場(chǎng)合，在物流管理越來越被廣大企業(yè)重視的今天，周轉(zhuǎn)箱幫助完成物流容器的通用化、一體化管理，是生產(chǎn)及流通企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化物流管理的 必備 品[1，2]。在物 流行業(yè)，周轉(zhuǎn)箱的使用極為廣泛，同時(shí)伴隨著新問題的出現(xiàn)，如空閑的普通周轉(zhuǎn)箱占用空間較大，多數(shù)無法折疊或折疊時(shí)較為繁瑣，不利于存放以及不能滿足不同運(yùn)輸件的緩沖需求等，在使用中具有局限性。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有折疊功能，抗震減壓，減少空間占有率。彌補(bǔ)了市場(chǎng)上周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在不使用時(shí)占有空間大的不足[3-5]。

1 可折疊快遞周轉(zhuǎn)箱的主要功能

1.1 折疊功能。上箱體通過限位轉(zhuǎn)軸與下箱體構(gòu)成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，當(dāng)搬運(yùn)物品體積小時(shí)，該旋轉(zhuǎn)可使箱體實(shí)現(xiàn)折疊效果，左側(cè)板的中間也設(shè)置限位轉(zhuǎn)軸，使左側(cè)板兩側(cè)通過限位轉(zhuǎn)軸構(gòu)成折疊連接，便于搬運(yùn)和存放，節(jié)約空間，降低快遞員的勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力[6]。

1.2 抗震抗壓功能。下箱體的內(nèi)部設(shè)置有緩沖腔，且緩沖腔內(nèi)安裝有減震彈簧，當(dāng)周轉(zhuǎn)箱受到顛簸時(shí)或沖擊時(shí)，減震彈簧會(huì)受壓發(fā)生形變，從而對(duì)箱體進(jìn)行緩沖。

1.3 防護(hù)功能。內(nèi)箱體內(nèi)壁設(shè)置有氣囊，氣囊對(duì)大型或者重型搬運(yùn)物品起到雙重保護(hù)作用。

1.4 承載功能。該箱體可以裝載大型貨物，承載功能良好。在工廠物流中的運(yùn)輸、配送、儲(chǔ)存、流通加工等環(huán)節(jié)，幫助完成物流容器的通用化、一體化管理。

1.5 可循環(huán)利用。箱體為中空板材質(zhì)，采用無毒無味的塑料，減少損耗，起到防潮防水耐腐蝕的效果。

2 可折疊快遞周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 可折疊快遞周轉(zhuǎn)箱總體結(jié)構(gòu)

可折疊快遞周轉(zhuǎn)箱的整體結(jié)構(gòu)如圖1，各個(gè)裝置連接緊密，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，方便運(yùn)輸。內(nèi)部有加氣口，緩沖口，減震彈簧，氣囊等裝置，在受壓力時(shí)，彈簧發(fā)生形變，進(jìn)行緩沖，起到防護(hù)的作用。箱體分為上下兩個(gè)部分，利用限位轉(zhuǎn)軸與下箱體構(gòu)成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，當(dāng)物品體積較小時(shí)可折疊一半箱體進(jìn)行使用，便于運(yùn)輸、搬運(yùn)和存放，節(jié)省空間。

2.2 箱體連接

底座板與支腳架之間固定連接，與箱體之間緊密貼合，在運(yùn)輸過程中形態(tài)穩(wěn)定，方便運(yùn)輸。限位轉(zhuǎn)軸等距離分布于箱體的外壁，上箱體通過限位轉(zhuǎn)軸與下箱體構(gòu)成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在空閑時(shí)可以很好的節(jié)約空間。連接軸與箱蓋之間固定連接，連接軸關(guān)于箱蓋的豎直軸線兩側(cè)呈對(duì)稱狀分布。八個(gè)減震彈簧等距離分布于內(nèi)箱體的外壁，在壓力下發(fā)生形變，起到減震抗壓的作用。

2.3 折疊方式

折疊周轉(zhuǎn)箱的折疊有兩種方式。第一種方式為當(dāng)周轉(zhuǎn)箱裝少量物品時(shí)，可以將前后兩側(cè)的上箱體向下折疊，左右兩側(cè)可拆卸并對(duì)折，再進(jìn)行組裝，此時(shí)周轉(zhuǎn)箱體積為原箱體的一半。第二種方式為當(dāng)快遞周轉(zhuǎn)箱不使用時(shí)可以將左右兩側(cè)向內(nèi)對(duì)折，前面板與后面板向內(nèi)，使四塊箱版重疊在一起，不占空間，攜帶方便。

3 主要組件功能

3.1 箱體

箱體為中空板材質(zhì)，采用的是無毒無味的塑料，可以放置食品以及對(duì)包裝要求比較嚴(yán)格的物品，且中空板材質(zhì)比較輕，可以減少運(yùn)輸過程中的各種損耗，且在運(yùn)輸過程中起到防潮防水耐腐蝕的效果。

3.2 限位轉(zhuǎn)軸

上箱體通過限位轉(zhuǎn)軸與下箱體構(gòu)成旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，當(dāng)搬運(yùn)物品體積小時(shí)，該旋轉(zhuǎn)可使箱體實(shí)現(xiàn)折疊效果，左側(cè)板的中間也設(shè)置有限位轉(zhuǎn)軸，使左側(cè)板左右兩側(cè)通過限位轉(zhuǎn)軸構(gòu)成折疊連接，便于搬運(yùn)和存放，節(jié)約空間，降低快遞員的勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力。

3.3 減震彈簧

緩沖腔內(nèi)安裝有減震彈簧，當(dāng)周轉(zhuǎn)箱受到顛簸或沖擊時(shí)，減震彈簧會(huì)受壓發(fā)生形變，從而對(duì)箱體進(jìn)行緩沖。

3.4 氣囊

內(nèi)箱體內(nèi)壁設(shè)置氣囊，氣囊通過緩沖對(duì)大型或者重型搬運(yùn)物品，起到雙重保護(hù)作用。氣囊內(nèi)壁有加氣口，可以折疊后通過充氣，進(jìn)行循環(huán)利用。

4 周轉(zhuǎn)箱工作原理

將快遞周轉(zhuǎn)箱伸展開，將物品放入箱體的內(nèi)箱體中，內(nèi)箱體中設(shè)置有氣囊，當(dāng)物體發(fā)生沖擊時(shí)，氣囊發(fā)生膨脹從而對(duì)物品起到保護(hù)作用，內(nèi)箱體外設(shè)有緩沖腔，且緩沖腔內(nèi)安裝有減震彈簧，當(dāng)周轉(zhuǎn)箱受到顛簸時(shí)或沖擊時(shí)，減震彈簧會(huì)受壓發(fā)生形變，從而對(duì)箱體進(jìn)行緩沖，放好物品后蓋上箱蓋，箱體為中空板材質(zhì)，中空板材質(zhì)比較輕，可以減少運(yùn)輸過程中的各種損耗，且在運(yùn)輸過程中能夠起到防潮防水耐腐蝕的效果。底座板下設(shè)有支腳架，穩(wěn)固牢靠，腳輪的設(shè)置可實(shí)現(xiàn)箱體移動(dòng)靈活。轉(zhuǎn)運(yùn)好物體后，箱體的左側(cè)板的中間設(shè)置有限位轉(zhuǎn)軸，左側(cè)板左右兩側(cè)通過限位轉(zhuǎn)軸構(gòu)成折疊連接。并且前后兩體板對(duì)折，左右兩體板對(duì)折后旋轉(zhuǎn)方向與前后體板連接，可是周轉(zhuǎn)箱體積減小為原體積的一半，便于搬運(yùn)和存放，節(jié)約空間，降低快遞員的勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力。

5 結(jié)論

針對(duì)塑料周轉(zhuǎn)箱空閑時(shí)占用空間較大、搬運(yùn)費(fèi)力的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了可折疊快遞周轉(zhuǎn)箱,使得空載時(shí)可以拆卸平放、節(jié)省空間，搬運(yùn)時(shí)也更方便。在后續(xù)研究中，可以進(jìn)行以下研究。

5.1 設(shè)計(jì)強(qiáng)度可滿足要求，確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)尺寸和零件材料,能同時(shí)保證周轉(zhuǎn)箱的" 功能性和" 安全性"，更好地優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),是今后應(yīng)關(guān)注的問題之一。

5.2 塑料周轉(zhuǎn)箱在運(yùn)輸過程中處于隨機(jī)振動(dòng)狀態(tài)，由于塑料周轉(zhuǎn)箱重復(fù)使用率高,有可能在使用過程中出現(xiàn)疲勞失效,有必要對(duì)其組件進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)和強(qiáng)度分析, 找到易于發(fā)生疲勞損壞的薄弱環(huán)節(jié)。