車載吊運(yùn)裝置的設(shè)計

王東 昌錢煒 王佳茂

【摘 要】道路貨物運(yùn)輸過程中，貨物的裝載及卸載效率較低，還會受到場地及設(shè)備的限制。為了解決以上問題，設(shè)計了一種滑移搖臂式的車載吊運(yùn)裝置。采用CAE技術(shù)，利用Solidworks建立三維模型，使用虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計車載吊運(yùn)裝置的裝配關(guān)系。其能很好的將貨物從地面起吊裝載到卡車車斗或從車斗卸載到地面上，同時該車載吊運(yùn)裝置不會受到場地的限制，能夠滿足不同的使用要求，操作簡單方便，省時省力，給貨物的運(yùn)輸帶來很大的便利。

【關(guān)鍵詞】車載吊運(yùn)裝置;CAE;Solidworks

中圖分類號： U492.32文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）02-0019-003

【Abstract】In the process of road cargo transportation，the efficiency of loading and unloading cargo is low，and it is also limited by the site and equipment.In order to solve the above problems，a sliding rocker type vehicle mounted lifting device is designed.The CAE technology is used to establish the three-dimensional model by using Solidworks， and the virtual prototype technology is used to design the assembly relationship of vehicle-mounted lifting device.It can load the goods from the ground to the truck bucket or unload them from the truck bucket to the ground.At the same time，the truck-mounted lifting device will not be restricted by the site，and can meet different requirements of use.It is simple and convenient to operate，time-saving and labor-saving，which brings great convenience to the transportation of goods.

【Key words】Vehicle mounted lifting device;CAE;Solidworks

0 引言

在道路貨物的運(yùn)輸過程中，一般采用人工搬運(yùn)、小型吊車吊運(yùn)、叉車運(yùn)送、斜坡輸送帶運(yùn)輸?shù)刃问絹韺⒇浳飶牡孛嫫鸬跹b載到卡車車斗或從車斗卸載到地面上。人工搬運(yùn)工作效率低，費(fèi)時費(fèi)力，且容易發(fā)生工傷事故;小型吊車、叉車等需要持證專業(yè)人員操作，且設(shè)備費(fèi)用高昂，吊車可能還需要二次吊裝或者叉車配合，另外叉車不能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的上下移動;斜坡輸送帶需求場地范圍比較大，移動困難，且需要專人維護(hù)，在國內(nèi)廣大的農(nóng)村作業(yè)環(huán)境中，大部分工作情況不具備這些硬性條件[1]。為了解決上述問題，本文提出了車載吊運(yùn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。設(shè)計過程就是修改的過程，參數(shù)化設(shè)計的目的是根據(jù)產(chǎn)品意圖進(jìn)行靈活的設(shè)計更改，因此易于修改是最重要的[2]。隨著 CAE 軟件的不斷發(fā)展，采用先進(jìn)計算機(jī)及配套軟件對零件、組件、部件乃至整個設(shè)備的仿真計算已經(jīng)非常成熟[3]。運(yùn)用CAE技術(shù)對設(shè)計參數(shù)修改比較方便，能夠有效縮短設(shè)計周期。本文采用CAE技術(shù)，利用Solidworks建立三維模型，使用虛擬樣機(jī)技術(shù)[4-5]設(shè)計車載吊運(yùn)裝置的裝配關(guān)系，實現(xiàn)車載吊運(yùn)裝置高效、連續(xù)、穩(wěn)定的工作。

1 車載吊運(yùn)裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

車載吊運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)采用Solidworks三維建模技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)對零部件進(jìn)行裝配。如圖1所示，該裝置主要由支撐架、搖臂機(jī)構(gòu)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)四部分組成[6]。

支撐架用于套在運(yùn)貨卡車車斗上，包括左支撐板和右支撐板，左支撐板的豎直部和右支撐板的豎直部靠近車斗的擋板上側(cè)、靠近水平部的位置安裝有主驅(qū)動輪，靠近車斗的擋板外側(cè)的位置安裝有與擋板外側(cè)接觸的輔助輪，主驅(qū)動輪與車斗的擋板上表面接觸，內(nèi)部安裝有小型電機(jī)，用于帶動支撐架在車斗上前后移動。搖臂機(jī)構(gòu)包括搖臂電機(jī)、搖臂立柱和懸臂，搖臂電機(jī)安裝在右支撐板上，搖臂立柱的下端安裝在搖臂電機(jī)上，上端與懸臂連接。卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)安裝在懸臂遠(yuǎn)離搖臂立柱的一端，用于將貨物吊起和放下。液壓機(jī)構(gòu)安裝在懸臂靠近搖臂立柱的一端上，其液壓推桿與卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)連接，用于帶動卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)在懸臂上來回移動。

1.卷揚(yáng)機(jī)構(gòu) 2.液壓機(jī)構(gòu) 3.搖臂機(jī)構(gòu) 4.支撐架

2 工作原理

車載吊運(yùn)裝置安裝在運(yùn)貨卡車的車斗上，用于將貨物吊運(yùn)到運(yùn)貨卡車車斗內(nèi)或車斗外指定位置。其安裝方式如圖2所示。非工作狀態(tài)時，車載吊運(yùn)裝置整體移動至車斗內(nèi)部靠近車頭處，此位置貼近車頭，不對其他工作造成影響，且占用空間少。工作狀態(tài)時，車載吊運(yùn)裝置在主驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動下，可在車斗上從車頭到車尾來回移動;同時，搖臂電機(jī)工作，使得懸臂以搖臂立柱軸線為中心線自由轉(zhuǎn)動，懸臂上的液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動液壓推桿推動小型卷揚(yáng)機(jī)在懸臂軌道上移動，從而實現(xiàn)笛卡爾坐標(biāo)系下的沿X、Y的軸移動和繞Z軸的轉(zhuǎn)動，即三個自由度。

吊運(yùn)時，懸臂旋轉(zhuǎn)到車斗以外的空間，對準(zhǔn)地面貨物，小型卷揚(yáng)機(jī)放下鋼絲繩，當(dāng)鋼絲繩末端的吊鉤下降到貨物時，人工把貨物掛到吊鉤上，小型卷揚(yáng)機(jī)收起鋼絲繩，吊起貨物，懸臂回轉(zhuǎn)，帶動貨物一起轉(zhuǎn)到車斗上部空間，在通過上述三個自由度，調(diào)整好放置貨物的位置，小型卷揚(yáng)機(jī)放下貨物，收起鋼絲繩，完成一次吊運(yùn)。整個過程中，搖臂電機(jī)、液壓機(jī)構(gòu)、小型卷揚(yáng)機(jī)的控制均可通過控制機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。

3 方案特點

該車載吊運(yùn)裝置具有支撐架，支撐架包括左支撐板和右支撐板，左支撐板和右支撐板均為L形，具有水平部和垂直部，左支撐板水平部為中空結(jié)構(gòu)，可以以過渡配合方式套在右支撐板的水平部外部。右支撐板的水平部靠近左支撐板的一端設(shè)置有齒輪，左支撐板的水平部內(nèi)壁與齒輪相對應(yīng)的位置設(shè)置有齒條區(qū)域，齒輪處設(shè)有小型電機(jī)，用于驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動齒條移動，進(jìn)而使左支撐板和右支撐板之間實現(xiàn)相對移動。另外，在右支撐板的水平部靠近豎直部的兩側(cè)固定有旋轉(zhuǎn)連接件，旋轉(zhuǎn)連接件上分別安裝有L形的支撐腳架，用于對支撐架進(jìn)行支撐。

由于左支撐板和右支撐板套裝在一起，能夠調(diào)整自身寬度尺寸，因此能夠用于不同型號和尺寸的卡車車斗。左支撐板和右支撐板上的主驅(qū)動輪能夠使支撐架在車斗上前后移動，使吊運(yùn)裝置在車斗上的移動范圍更大，加上懸臂的轉(zhuǎn)動和卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的移動，能夠更容易的將貨物放置到車斗內(nèi)的指定位置。

4 結(jié)語

采用Solidworks三維建模軟件對車載吊運(yùn)裝置的各個零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過虛擬樣機(jī)技術(shù)實現(xiàn)整體裝置的裝配，裝配結(jié)果證明，所設(shè)計的車載吊運(yùn)裝置能夠很好的將貨物從地面起吊裝載到卡車車斗或從車斗卸載到地面上。同時，該車載吊運(yùn)裝置不會受到場地的限制，能夠滿足不同的使用要求，操作簡單方便，省時省力，給貨物的運(yùn)輸帶來很大的便利。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王佳茂，于忠海，王順利，等.車載吊運(yùn)裝置：上海，CN106698209A[P].2017-05-24.

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[6]王文韜，于忠海，王佳茂.基于ANSYS Workbench的車載吊運(yùn)裝置優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2018，56（8）：63-65.