物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置設(shè)計*

魏媛杰，呂天宇，龔 婧，陳羽彤，王嘉昕，李 琛

（東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

周轉(zhuǎn)箱和托盤常被用于運輸、配送、儲存、流通加工等環(huán)節(jié)，二者可組成集裝單元，便于機械化作業(yè)，是生產(chǎn)及流通企業(yè)進行現(xiàn)代化物流管理的必備品。周轉(zhuǎn)箱和托盤貫穿了物流各環(huán)節(jié)的連接點，是物流現(xiàn)代化的基礎(chǔ)要素[1-2]。

1 物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置設(shè)計意義

目前，在工業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)品流通領(lǐng)域，產(chǎn)品在流通過程中的高效益運作、低成本投入逐漸被企業(yè)重視，降低物流流通過程的成本是提升產(chǎn)品利潤的重要途徑。物流包裝作為產(chǎn)品流通的載體，其類型及成本對產(chǎn)品整體成本產(chǎn)生直接的影響。在物流過程中，托盤及周轉(zhuǎn)箱需求量巨大，國內(nèi)外加快了對托盤以及周轉(zhuǎn)箱的研究、開發(fā)乃至全國范圍內(nèi)的標準化管理，并已形成了較為成熟的體系[3-5]。

我國在物流現(xiàn)代化建設(shè)過程中也大幅度增加了托盤及周轉(zhuǎn)箱的生產(chǎn)與使用。在托盤及周轉(zhuǎn)箱的使用過程中出現(xiàn)了以下問題：一是穩(wěn)固性差，使用時周轉(zhuǎn)箱被堆放在托盤上，在運輸過程中產(chǎn)生較大沖擊或傾斜角度時容易造成周轉(zhuǎn)箱與托盤發(fā)生相對位移，甚至導(dǎo)致周轉(zhuǎn)箱從托盤上滑落；二是組合費力，現(xiàn)有的周轉(zhuǎn)箱與托盤在實現(xiàn)組合的過程中需要手動調(diào)整上下孔槽的對應(yīng)位置，整體安裝操作十分繁瑣且費力[6]。

為了解決以上兩個問題，本設(shè)計探究托盤與周轉(zhuǎn)箱的組合使用方式，使周轉(zhuǎn)箱與托盤能夠穩(wěn)固連接，自由拆裝且操作便捷，在物流運輸過程中可循環(huán)利用。

2 物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 總體結(jié)構(gòu)

物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置總體結(jié)構(gòu)見圖1。底座的頂端位置連接有周轉(zhuǎn)箱本體，底座的底端正下方位置安置有托盤本體。托盤本體的底端兩側(cè)位置開設(shè)有矩形開口，且托盤本體的正面一側(cè)上方位置通過一體注塑成型加工開設(shè)有螺紋孔槽，螺紋孔槽的內(nèi)部設(shè)置有螺紋柱，螺紋柱的頂端位置設(shè)置有連桿。托盤本體的頂端一側(cè)位置開設(shè)有凹槽，底座的底端一側(cè)位置連接有凸塊。

圖1 物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 連接部分

物流周轉(zhuǎn)箱與托盤連接部分 （圖1中的A處）的結(jié)構(gòu)見第115頁圖2。底座的兩側(cè)位置均相鄰設(shè)置有豎向板，豎向板的一側(cè)上方位置連接有上橫板，豎向板的一側(cè)下方位置連接有下橫板。底座的內(nèi)部通過一體注塑成型加工開設(shè)有組合槽，且組合槽的內(nèi)部一側(cè)位置固定安裝有套框，套框的內(nèi)部另一側(cè)位置固定有彈簧，上橫板、下橫板的中部位置均穿插有定位螺栓。

3 物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置主要硬件

3.1 托盤

托盤具有矩形開口、螺紋孔槽、螺紋柱、凹槽設(shè)計，可與底座穩(wěn)定連接，可拆可卸。

3.2 底座

底座具有凸塊、連桿、組合槽設(shè)計，連接托盤和周轉(zhuǎn)箱，亦可承載周轉(zhuǎn)箱及貨物，使周轉(zhuǎn)箱本體、托盤本體以及貨物穩(wěn)定運輸。

3.3 周轉(zhuǎn)箱

周轉(zhuǎn)箱本體采用綠色可重復(fù)利用材料，與底座連接，具有剛性，可承載多種貨物。

3.4 組合槽

該結(jié)構(gòu)在使得整個裝置具有預(yù)定位結(jié)構(gòu)的同時，通過預(yù)先利用夾持的方式來對托盤與周轉(zhuǎn)箱的組合進行定位，后期對二者進行組合安裝將會更加便捷且省力。

3.5 螺紋柱

螺紋柱受力后快速實現(xiàn)180°回旋轉(zhuǎn)動，和螺紋柱連接的前后一組連桿將會通過端面的貼合快速實現(xiàn)對周轉(zhuǎn)箱本體的前后夾持定位，通過預(yù)先利用夾持的方式來對托盤與周轉(zhuǎn)箱的組合進行定位。

4 物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組裝原理

周轉(zhuǎn)箱與托盤在未組合前可單獨使用，在需要時，通過凹槽與凸塊的結(jié)合連接周轉(zhuǎn)箱、托盤和底座。底座和凹槽之間一體注塑成型加工，且凹槽和凸塊之間卡合連接，螺紋柱通過螺紋孔槽和托盤本體螺旋連接，且螺紋柱和連桿之間固定連接。連桿的后端面和周轉(zhuǎn)箱本體的正面相互貼合，連桿呈水平等距結(jié)構(gòu)分布設(shè)置。

通過設(shè)置的豎向板、彈簧、上橫板、下橫板、定位螺栓、組合槽和套框，結(jié)合受力后端豎向板在同時通過上橫板和下橫板克服一組彈簧產(chǎn)生的回彈作用力，實現(xiàn)向外拉出，得到對應(yīng)螺旋安裝后，托盤與周轉(zhuǎn)箱之間對應(yīng)組裝。通過設(shè)置的螺紋孔槽、周轉(zhuǎn)箱本體、螺紋柱和連桿，受力后的螺紋柱快速實現(xiàn)180°的回旋轉(zhuǎn)動，和螺紋柱連接著的前后一組連桿將會通過端面的貼合快速實現(xiàn)對周轉(zhuǎn)箱本體的前后夾持定位，通過預(yù)先利用夾持的方式來對托盤與周轉(zhuǎn)箱的組合進行定位。

5 物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置的主要性能

該組合裝置的主要性能特點如下。

1）自由拼接功能。托盤與周轉(zhuǎn)箱之間可組裝，在保證托盤最大利用率的同時可實現(xiàn)自由拆裝。

2）收納承載功能。該箱體可以裝載大型貨物，承載功能良好。在工廠物流的運輸、配送、儲存、流通加工等環(huán)節(jié)，該裝置能幫助完成物流容器的通用化、一體化管理。

3）可循環(huán)利用功能。部分組件由一體注塑成型加工，便于貼合，組裝便捷省力。整個組合結(jié)構(gòu)可自由拆裝，反復(fù)利用。

4）防滑輔助功能。在托盤和周轉(zhuǎn)箱實現(xiàn)組合的過程中，底架底表面的凹槽和托盤上表面的凸塊構(gòu)成的卡合結(jié)構(gòu)對整個組合起到防滑輔助作用。

6 結(jié)束語

該物流周轉(zhuǎn)箱與托盤組合裝置可使周轉(zhuǎn)箱與托盤穩(wěn)固連接，在保證托盤最大利用率的同時可實現(xiàn)自由拆裝、反復(fù)利用。該設(shè)計主要完成了周轉(zhuǎn)箱與托盤連接裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在后續(xù)研究中將考慮可組裝式周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，使周轉(zhuǎn)箱尺寸可以根據(jù)內(nèi)裝物尺寸進行調(diào)整，再將周轉(zhuǎn)箱與托盤組合連接，使其在物流行業(yè)中有更廣泛的應(yīng)用。