王東 昌錢煒 王佳茂

【摘 要】道路貨物運輸過程中，貨物的裝載及卸載效率較低，還會受到場地及設備的限制。為了解決以上問題，設計了一種滑移搖臂式的車載吊運裝置。采用CAE技術，利用Solidworks建立三維模型，使用虛擬樣機技術設計車載吊運裝置的裝配關系。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，給貨物的運輸帶來很大的便利。

【關鍵詞】車載吊運裝置;CAE;Solidworks

中圖分類號： U492.32文獻標識碼： 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

在道路貨物的運輸過程中，一般采用人工搬運、小型吊車吊運、叉車運送、斜坡輸送帶運輸?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。人工搬運工作效率低，費時費力，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，且設備費用高昂，吊車可能還需要二次吊裝或者叉車配合，另外叉車不能夠實現(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，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裝置的整體結構設計方案。設計過程就是修改的過程，參數(shù)化設計的目的是根據(jù)產(chǎn)品意圖進行靈活的設計更改，因此易于修改是最重要的[2]。隨著 CAE 軟件的不斷發(fā)展，采用先進計算機及配套軟件對零件、組件、部件乃至整個設備的仿真計算已經(jīng)非常成熟[3]。運用CAE技術對設計參數(shù)修改比較方便，能夠有效縮短設計周期。本文采用CAE技術，利用Solidworks建立三維模型，使用虛擬樣機技術[4-5]設計車載吊運裝置的裝配關系，實現(xiàn)車載吊運裝置高效、連續(xù)、穩(wěn)定的工作。

1 車載吊運裝置整體結構設計

車載吊運裝置的結構采用Solidworks三維建模技術進行設計，基于虛擬樣機技術對零部件進行裝配。如圖1所示，該裝置主要由支撐架、搖臂機構、卷揚機構、液壓機構四部分組成[6]。

支撐架用于套在運貨卡車車斗上，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、靠近水平部的位置安裝有主驅動輪，靠近車斗的擋板外側的位置安裝有與擋板外側接觸的輔助輪，主驅動輪與車斗的擋板上表面接觸，內(nèi)部安裝有小型電機，用于帶動支撐架在車斗上前后移動。搖臂機構包括搖臂電機、搖臂立柱和懸臂，搖臂電機安裝在右支撐板上，搖臂立柱的下端安裝在搖臂電機上，上端與懸臂連接。卷揚機構安裝在懸臂遠離搖臂立柱的一端，用于將貨物吊起和放下。液壓機構安裝在懸臂靠近搖臂立柱的一端上，其液壓推桿與卷揚機構連接，用于帶動卷揚機構在懸臂上來回移動。

1.卷揚機構 2.液壓機構 3.搖臂機構 4.支撐架

2 工作原理

車載吊運裝置安裝在運貨卡車的車斗上，用于將貨物吊運到運貨卡車車斗內(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，車載吊運裝置在主驅動輪的轉動下，可在車斗上從車頭到車尾來回移動;同時，搖臂電機工作，使得懸臂以搖臂立柱軸線為中心線自由轉動，懸臂上的液壓機構驅動液壓推桿推動小型卷揚機在懸臂軌道上移動，從而實現(xiàn)笛卡爾坐標系下的沿X、Y的軸移動和繞Z軸的轉動，即三個自由度。

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

3 方案特點

該車載吊運裝置具有支撐架，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構，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置有齒輪，左支撐板的水平部內(nèi)壁與齒輪相對應的位置設置有齒條區(qū)域，齒輪處設有小型電機，用于驅動齒輪轉動，從而帶動齒條移動，進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固定有旋轉連接件，旋轉連接件上分別安裝有L形的支撐腳架，用于對支撐架進行支撐。

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動輪能夠使支撐架在車斗上前后移動，使吊運裝置在車斗上的移動范圍更大，加上懸臂的轉動和卷揚機構的移動，能夠更容易的將貨物放置到車斗內(nèi)的指定位置。

4 結語

采用Solidworks三維建模軟件對車載吊運裝置的各個零部件進行結構設計，并通過虛擬樣機技術實現(xiàn)整體裝置的裝配，裝配結果證明，所設計的車載吊運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，給貨物的運輸帶來很大的便利。

【參考文獻】

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