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多路况易拖拉行李箱设计

2016-09-26冯广增

卷宗 2016年7期
关键词:人机工程

冯广增

摘 要:随着经济的发展,人们的生活节奏越来越快,出行也越来越频繁,但在许多因有楼梯、路面不平整、泥泞的路面等其它不利路况,普通行李箱难以满足要求,人们不得不吃力地搬移沉重的行李箱,这不仅给人们的出行带来不便,而且还加剧了行李箱的磨损。本文主要通过对市场上的普通行李箱存在的问题进行分析,从结构和功能角度,运用机械原理和人机工程原理对行李箱恶劣路况的使用提出优化改进设计方案,使行李箱具备上下楼梯、在不平泥泞路面行驶等能力,并使拖拉行李箱符合人机工程要求且更加便利。

关键词:多路况易拖拉行李箱;机械机构;人机工程

1 前言

目前,市场上的普通行李箱多是底部设有固定轮或万向轮,箱体背面具有可伸缩性的拉杆,它在水平路面上具有良好的行驶平顺性和操纵稳定性。然而,在楼梯、不平整路面、泥泞的路面等场合,这类行李箱轮子与地面间运动的刚性大,轮子较小,拉杆只能在一个自由度上运动,行李箱运动时路面对箱体的冲击和振动较大,轮子的磨损和损伤较大,箱子的操纵不太灵活,拖拉行李箱的舒适性不高,操纵杆容易因波动较大的冲击力而被折断,行李箱的质量和使用寿命降低,对行李箱内的物品的保护不够好。比如,现今许多大学生假期返校離校时都需要搬着行李上下楼梯,普通行李箱很不方便;再比如,雨雪天气,路面泥泞有积水,普通行李箱难以做到工作稳定可靠。因此,可以对现有的普通行李箱的拉杆和行驶轮进行优化改进,运用机械原理和人机工程原理提出结构和功能方案,分析其特点,以设计出更加人性化的行李箱。

2 行李箱总体尺寸设计依据

行李箱的总体尺寸设计主要依据是人机工程学原理。根据国标GB 10000—1988给出的身高体重、臂长、腿长等六项人体尺寸数据(如表1)以及立姿人体尺寸(表2)可对箱体进行合理设计:长50cm宽30cm高70cm

3 拉杆的改进设计

普通的行李箱拉杆是长方形伸缩杆,虽然长度可以变化,但是只能在一个方向上缩短或伸长,不能适应人的手腕关节的活动范围,在使用过程中易造成手腕的不适或是拉杆的破坏。而此方案采用两节拉杆,其间用万向节连接,使用行李箱时,两杆的夹角在空间可以任意变化,因而拉杆可以使手腕在舒适条件下拉动行李箱。下图为改进前后的效果图:

4 履带轮的设计

普通行李箱仅在底部设置了2个固定滚轮或4个万向滚轮,在较为平坦的路面上,该机构具有良好的工作效果,但由于滚轮本身半径较小且不耐磨损,轮与箱体之间刚性连接,一遇上泥泞坎坷就容易陷入困境,地面对箱体的冲击振动较大。该设计方案保留了普通行李箱底部的4个万向轮,而在行李箱的侧面设置了履带轮及缓冲减振装置。如下图所示为效果图。其中,履带紧拉在四个规律分布的滚筒上,滚筒可绕转轴转动,每个转轴由两个球轴承支持在两边的支架一端的孔内,支架上有减振器和弹性元件用以缓冲吸能减振。这样,在平坦路面上用底部的万向轮,而在上下楼梯、不平路面等其它恶劣的路况,用侧面的履带轮应对。

5 结语

本设计方案提出万向节改进的拉杆及增设履带轮和减振缓冲装置,有效解决普通行李箱存在的弊端,方便了人们的出行。但它仍然存在着一些问题,即加工制造难度加大,制造成本提高,增加了行李箱自重等,这些问题尚需解决。

参考文献

[1]孙桓.机械原理.高等教育出版社.2013

[2]丁玉兰.人机工程学.北京理工大学出版社.2011

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