基于物流仓储中心的一种载人取货设备的设计与研究

1 研究背景

1.1 物流行业现状分析

根据有关权威数据显示，2008年中国电子商务交易总额只达到3.4万亿元人民币。2010年中国电子商务交易总额突破4万亿元。到了2013中国电子商务交易总额高达10万亿元。截止到2017年全国电子商务交易额达29.16万亿元人民币，同比增长11.7%[1]。电子商务已成为经济增长方式转变的重要组成部分，电子商务功能在稳步提高，但是传统物流仓储配送中心不能满足现代电子商务物流的多品类、少批量等特点特点，迫切需要开展采用电子商务物流系统精准化、智能化的关键技术，提升电子商务物流业务环节的能力。[2]

1.2 现有取货设设施分析

在物流仓库配送中心，装载平台主要在取货时上使用，但是目前的升降台设备非常简单，使用后可以拆卸，并且升降尺寸不可连续调整、操作工人上下不便、特别是在操作工具笨重时候操作人员由于支撑位置不便而劳动强度大。现有的工作平台主要是剪叉式升降机，它由下部框架，剪叉式升降机构和工作平台组成，底盘下方安装有四个轮子，升降台是由液压缸的伸缩带动剪式升降机构的伸展与收缩，使工作平台随之上升与下降。[3]

虽然目前的升降台能够实现载人升降、平移取物，但是这种剪叉式升降设备不能完全适合横向超长移动，例如，在取货的过程中需要从这个位置移动到较远的另一位置取货，就非常不方便，如果取货人员保持原来的高度，移动升降台，缺乏安全性，很容易发生人员掉下来的风险，如果取货人员从高处下来，再移动升降台，那么工作效率又大打折扣。[4]

(1)修补已经磨损看不清的人行横道，在该处人行横道附近安装监控设备，提示机动车不要抢行，礼让行人，保障行人的优先通行权，同时提示行人不要违章过街。

2 设计过程

本次设计的带有自配轨道能够低阻平移载人取货升降工作台完美解决了上述困难，首先本设备能够实现单人控制平台升降，其次由于设有横向移动轨道，并且轨道长度可以根据使用者的需求，加工轨道的长度，这样就可以让使用者不用下降高度就可以实现横向超长移动，大大提升工作效率。

紫薯：紫罗兰品种，购于辽宁营口鲅鱼圈某超市；黄油、低筋面粉、白糖、鸡蛋、柠檬酸、抗坏血酸：市售食用级。

有鲜肉的时候，我和舒曼就去附近的那块菜地偷些白菜和葱。老菜农的儿子发现了我们，也佯装不知。我们同他的岁数相仿，彼此有好感。

在工业4.0时代，在数字化革命中，人造板加工机械制造商正经历着一个理念的变化：要提供的不能仅仅是机械了，不能只把自己当作制造者，而要协助用户改进他们的企业。Biesse公司声称，已从机械销售者进展到生产率销售者。

2.1 参数设计

本次设计技术参数如下，额定载重量：300kg，长：5m（可以根据实际需要扩展），宽：（1.7-2.2）m，平台最低高度：1.5m，升降高度：4.5m。伺服电机0.2kW，电源为220V标配。

有创业意愿的大学生若想实现创业的梦想，必须要学习相关创业领域内的基本知识，很多创业企业由于创业者本身缺乏专业知识、相关社会经验和阅历导致企业被淘汰。大学生作为学生群体，充分利用学校提供的资源、平台和优秀的创业团队交换经验。不能局限于自己的专业，要和不同学院、不同专业的创客进行交流，了解不同行业的企业的运营方式。同时创业者要勇敢地去做尝试，大胆地去创新，在实践中不断地学习与创新。可以利用寒暑假的时间去企业实习，增加经验和阅历，不断吸取教训并总结、改进使创业项目成熟。

2.2 结构设计

自配轨道能够平稳低阻平移的剪式载人取货升降工作台中，剪式升降机构安装在底架上部，四个轮子安装在底架下部，工作平台安装在剪式升降机构的上部，其特征在于，所述剪式升降机构为单层两组式，该剪式升降机构由两组单层剪式结构并列组成，所述单层剪式结构由一对剪臂在中间铰接构成，两组单层剪式结构中的四根剪臂两两平行，两组单层剪式结构共用一根铰接轴；所述四个轮子两两分布在两条平行直线轨道上见图1。

图1

本设备的优势在于，剪式升降机构为单层两组式，其中的两组结构使得本实用新型之剪式升降载人工作台具备基本的稳定性；而其中的单层结构则简化了剪式升降机构的结构，降低了成本，相对于多层结构而言其稳固性固然提高。在稳定的同时，单层剪式结构还能够完成横向超长移动有关的各项操作的要求，例如，当剪臂设计为2.5m长时，在剪式升降机构收缩到剪臂与水平方向夹角为15°时，剪式结构的两个剪臂的上端点水平间距能够达到2.4m，据此，工作平台的长度至少可以为2.4m；当在剪式升降机构伸展到剪臂与水平方向夹角为60°时，剪式结构的两个剪臂上端点与下端点垂直间距能够达到2.2m，据此，工作平台的高度至少可以达到2.2m。这样的工作平台长度和高度使其完全能够适用于中型大型的物流仓储中心，提升工人的操作稳定性，减小安全事故发生的概率。还有就是，本产品独有的自创自配轨道，而现实中的横向超长作业场地的地面情况应该已经比较平坦，便于轨道的临时或者长久铺设，此时，本设备的剪式升降载人取货工作台下方安装有四个轮子，并且与钢轨采用过度配合，平移阻力非常小，不论人力驱动还是动力驱动，都十分容易和平稳。轨道的长短可根据作业对象确定，可以随意伸长，如10-30m。

液压缸下支撑9与液压缸未端5通过转动销轴12连接，在工作过程中将移动副变为转动副，使摩擦系数降低且当磨损过大时又可以更换转动销轴12，提高了升降平台的可维护性。放大该位置为图2。

图2

2.3 升降机升降运动原理分析

为了便于升降设备的力学性能分析，首先建立升降机的参数化几何模型。画出升降机的机构的结构简图（如图3），两侧升降装饰构件是相同的，这里只对其中的一侧进行受力分析。在图中AB、CD为升降机的主要臂架，E点为臂架中点也是其铰链连接点，AF为液压缸的伸出轴线，液压缸与底座的饺接点是A，与臂架的饺接在F点。在机构中的五个连接点A、B为固定支座，其中A点是举升臂架与底座的固定接点，B点举升臂与上台板的固定接点。C、D两点为可滑动饺接支点，分别可沿机架底座轨道及升降台面下方轨道水平移动，D点是举升臂与底座铰接点，C点举升臂与上台板的铰链连接点（见图3）。

图3

该升降机构举升臂BD为主动运动臂架，AC为被动运动臂架，当液压缸伸出时即液压缸轴线AF变长时，AE、FE之间的距离不变，BD杅绕着固定点B旋转，D点向A点的方向滑动即滑块在轨道内滑动，从而带动AC杆绕着E点转到，C点向B点滑动，使升降台向上运动。同理当液压缸缩回时，AF缩短，BD绕B点旋转，D点向远离A点的方向滑动，带动AC运动实现升降机的下降。因此通过液压缸伸缩运动实现升降上下的运动。

2.4 利用ANSYS对构件进行强度校核

在升降设备的举升过程中最重要的构件就是升降机的举升力臂，其上支撑着平台，其下与滑轨连接，需要对两举升臂架进行静力学分析，仿真结果与许用应力做对比，验证该构件的强度是否满足实际的要求。使用ANSYS有限元分析软件对构件进行分析时，主要有三大部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。

①在前处理模块中，主要包括实体建模和网格划分工具。

②分析计算模块中，对导入的构件模型设定约束条件，设置个点的约束，然后对构件施加外载荷，进行结构分析。

③后处理模块中，包含通用后处理模块和时间历程后的处理模块。

分析得到剪式升降机两个臂架的总位移分析的结果如图1，图2所示，在图中可以看出最大位移在臂架的中间部分，两端位移较小。两个臂架的应力分析的结果如图3所示，最大应力在两臂架铰接处，发生在臂架面积较小处。

3 结语

电商想要更加蓬勃的发展就要依托于物流行业的壮大，如果物流企业无法与时俱进提高自身的业务水平，则无法在市场上站稳脚跟。所以想要提升物流效率，就要送最根本的物流仓储中心做起，载人取货设备则务必要创新，提升工作效率，强化自身的综合实力，提升其整体的运营效率及质量。[5]