0 引言

物流现状：货物批发市场，瓜果蔬菜基地、物流站等一些装载货物的场所，必然需要使用起吊设备和搬运设备，设备的使用极大地减轻了人们的劳动强度，提高了物流运作效率和服务质量，降低了物流成本，极大地促进了物流的快速发展。目前的起吊装置主要有吊车、行车、铲车等，此类产品的优点是起吊质量大。可用于大型或重型货物起吊。但是对于小型物流场所较轻货物(150kg以下)的搬运设备较少，主要还是人工装载，劳动强度大，且易发生安全事故。

发展趋势：随着现代物流的发展。对于适用于小空间，较轻货物运载的物流设备需求量增大，作为其物质基础表现出了以下方面的发展趋势。

1)实用化：对于较轻货物场合使用，工作并不很繁重，因此应实用、易维护、易操作。

2)轻型化：这类设备批量较大、用途广。为了提高利用率，设备应轻型、易携带。

3)绿色化：“绿色”就是要达到环保要求，要有效利用能源，减少污染排放，使用清洁能源及新型动力。

因此为实现较轻货物简易起吊，顺应物流发展趋势，开发了一款新型的物流装载运输设备一起吊推车。

设计目标：新型起吊推车主要机械动作是在狭小空间内可搬运货物，利用起吊悬臂起吊装运较轻货物(150 kg以下)。其中，起吊悬臂设计的难度最大，主要为：1)为使货物在货运车辆上摆放整齐、稳定可靠，悬臂伸出的行程应足够。2)为了适用于狭小空间，吊臂结构不宜复杂庞大，在满足刚度要求下，结构应尽可能紧凑。3)为了方便随车携带，整机可折叠，悬臂可伸缩，吊臂伸缩机构的原动机应尽可能质量轻，体积小。4)为使悬臂起吊搬运动作灵活可靠，悬臂伸缩机构应尽可能减小摩擦阻力，提高效率。

因此。起吊悬臂设计方案是以齿轮齿条为基础的三级差动伸缩机构，蓄电池电机驱动，实现了实用化、轻型化、绿色化、节能环保的目标。

1 工作原理

起吊推车主要由可伸缩起吊臂和自由推车铰接组成．如图1所示。自由推车由倾斜一定角度的支撑架2、三角形的后轮支架1和左右扶手10组成。支撑架前下端装有一个定向轮3，前端合适部位装有可调整高度的滑套4，滑套上装有圆锥滚子5以减少摩擦力。起吊悬臂7采用电机驱动，悬臂与支撑架之间采用俯仰调整机构6，可以调整悬臂角度，并利用卷筒钢丝绳系统8起吊货物。起吊臂利用齿轮齿条，实现起吊臂的差动伸缩。

图1 起吊推车结构示意图

1.1 齿轮齿条直线差动机构的工作原理

如图2所示为1个滚动齿轮与2个齿条组成的差动机构，从动齿条2在滚动齿轮3的上方，根据相对运动原理，滚动齿轮与固定齿条的节点为二者的速度瞬心，当滚动齿轮相对于固定齿条1滚动时。从动齿条2将沿滚动齿轮中心运动方向。以滚动齿轮中心2倍的速度平行移动，这样，就形成了从动齿条2相对于滚动齿轮中心速度与行程的增倍机构．为满足起吊推车悬臂伸缩的动作要求提供了保障。

图2 齿轮齿条差动机构

l.2 三级差动伸缩起吊悬臂的组成和工作原理

为了满足起吊推车起吊悬臂的伸缩行程要求，仅采用双层齿轮齿条差动机构使行程增倍是不够的，还必须实现三节臂的行程增倍直线差动，因此设计中还增加了同步齿形带。

三级差动伸缩的起吊悬臂(图3)，由固定齿条箱l(一节臂)、中滑板5(二节臂)、移动齿条板8(三节臂)组成。固定齿条箱1铰接在支撑架上部，中滑板5右端装有后齿轮3，后齿轮3由微型直流减速电机驱动．与固定齿条箱1中的齿条2啮合。中滑板5左端装有前齿轮6，前齿轮6与固定于移动齿条板8上的齿条9啮合。后带轮4和后齿轮3同轴，前带轮7和前齿轮6同轴，两者通过同步齿形带传动。

图3 三级差动伸缩起吊悬臂原理图