王鑫明
一、問題的產(chǎn)生
在超市推著小推車上坡時,若車內(nèi)商品太重,易自行向后倒溜,需較大力氣才能推動推車?yán)^續(xù)向前,且不能在斜坡停靠。下坡時,行動不便的老年人來不及剎車易摔倒受傷,因超市推車倒溜而引發(fā)的安全事故時有發(fā)生。為此,我對推車進行了防溜改進設(shè)計。
二、現(xiàn)有設(shè)計的分析
(一)普通的超市小推車車輪采用凹槽結(jié)構(gòu),利用摩擦力防止倒溜。在上行的手扶平面電梯上,車輪卡槽會卡在電梯表面的凹槽里,利用摩擦力防止推車倒溜。但這種結(jié)構(gòu)需要手腳利索的人操作才不會發(fā)生倒溜,不適用于老年人等特殊人群。
(二)有些機場內(nèi)的推車采用壓桿式剎車結(jié)構(gòu),上坡時人們可使用手壓桿剎車,防止倒溜。這類推車的缺點是,停在上坡的推車?yán)^續(xù)前進時要松開剎車桿,此時人們要用力向前推,才能防止推車倒溜,操作相對復(fù)雜。如果推車載重較大,松開剎車的瞬時向后慣性較大,存在安全隱患。
(三)將棘輪外圈套上橡膠皮作為推車車輪,將推車的軸與棘輪內(nèi)圈固定。這種防倒溜結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,但棘輪外圈與內(nèi)圈之間的滑動摩擦對棘輪磨損較大。
(四)在車輪上加裝皮帶輪,將皮帶固定在推車上的另一個可轉(zhuǎn)動的皮帶輪上防溜,皮帶輪端面連接有帶斜齒的齒輪,齒輪旁裝有帶彈簧的銷搭在齒輪上,推車停下時,彈簧銷將齒輪卡住,防止齒輪向后轉(zhuǎn)動,進而防止推車倒溜。這種防倒溜結(jié)構(gòu)簡單,鎖緊效果好,但噪聲大,且對車輪的磨損較嚴(yán)重,耐用性差。
為了使人們在搬運物品時更便捷,使用更安全,我對推車的車輪進行了改進,并就其應(yīng)用效果開展了模擬測試。
三、方案一
(一)設(shè)計方案
針管通過氣管與氣缸連接,氣缸一端固定在車身,另一端通過軸銷安裝在棘輪外圈的齒輪凹槽中,可推動棘輪轉(zhuǎn)動。棘輪軸推車前輪上安裝一個皮帶輪,通過皮帶將棘輪與推車輪連接。針管推進后,氣缸伸出,推動棘輪轉(zhuǎn)動,棘輪帶動車輪向前轉(zhuǎn)動。
(二)效果測試
1.水平路面
將推車放在水平路面,推針管完成1次加氣過程,推車快速前進約8厘米。拉針管時,在慣性的作用下推車微微倒退。
2.上坡路面
將推車放在上坡路面,推針管完成1次加氣過程,推車前進約6厘米,停在斜坡上時推車倒退少許。
四、方案二
(一)設(shè)計方案
為了解決由于慣性產(chǎn)生的推車倒退問題,我在推車上安裝2個同軸的傳動皮帶輪。棘輪上的皮帶輪與中間的傳導(dǎo)帶輪相連,傳導(dǎo)帶輪再與推車輪相連。
(二)效果測試
1.水平路面
將推車放在水平路面,推針管完成1次加氣過程,推車快速前進約20厘米后停下,無倒退跡象。
2.上坡路面
將推車放在上坡路面,推針管完成1次加氣過程,推車前進約12厘米后在斜坡上停下,無倒退跡象。
測試結(jié)果表明,改進后的推車能在普通上坡路面實現(xiàn)無推力自鎖,防止倒溜。該設(shè)計操作簡單,便于推廣。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2022年1期