可变形自适应助力架的制作方法

本发明涉及一种多功能载运装置，可应用于多种人工卸货、运货场合，辅助人工完成快递的低级分拣和运输。

背景技术：

根据检索资料和走访调研，随着快递服务行业的发展，快递的运送的效率和质量也在降低，特别是低级分拣站和快递收发处不当的人工操作导致快递质量受损，其过程中存在车载卸货困难、快递员送货困难、顾客认领困难等问题。目前低级分拣站的绝大多数运货车都没有配套的卸货辅助装置，主要依靠人力把货物从车上搬运至小推车上，搬运过程效率低下，劳动强度较大；受地理位置、交通运输、派送成本等因素的制约，送往小区的快递常由快递员采用小型快递车进行运输，货物通常都堆放在一起用行李弹力绳进行绑定，容易压坏货物，也为行驶造成了一定困难；在快递认领现场中，为增加载运量，降低运输成本，每次派送快递数量过多，导致快递认领时快递员只能把所有货物倾倒在地上，造成认领现场凌乱的情况，影响城市风貌。同时现有的辅助装置中未发现此种类产品，该多功能载运装置针对现有快递从低级分拣站到派送签收的过程中存在的上述问题进行优化，使其能辅助人工实现轻松卸货、高效运输、文明认领。

随着快递行业的发展，快递量逐年增加，而现存的低级分拣站和快递收发处中不当的人工操作，造成快递货物在装卸和运输过程中受损，因此有必要设计可变形自适应助力架。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可变形自适应助力架，以辅助快递人员完成快递货物的卸载、运输和分发过程。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的可变形自适应助力架，是由主体单元和转换单元组成。所述主体单元由七个杆架组成，其中第一杆架与第二杆架、第六杆架与第七杆架通过孔轴连接，第二杆架与第三杆架、第三杆架与第四杆架、第四杆与第五杆架、第五杆架与第六杆架之间通过转换单元连接；所述转换单元，包括棘轮机构、限位翻转机构、平面四杆机构、导轨滑槽机构，其中棘轮机构位于第三杆架与第四杆架、第四杆与第五杆架相连处，限位翻转机构位于第二杆架与第三杆架、第五杆架与第六杆架相连处，平面四杆机构位于第一杆架下方的四个方位，导轨滑槽机构位于第一杆架与第二杆架、第六杆架与第七杆架相连处。

所述的棘轮机构，由棘轮、棘爪、第一弹簧、把手、连接保护套组成，其中：棘轮和棘爪直接接触，第一弹簧与棘爪之间通过把手连接，连接保护套与不同杆架通过螺钉连接。

所述的限位翻转机构由限位轮、限位杆、限位块、第二弹簧、连接保护套组成，其中：限位轮与限位杆之间通过卡槽连接、限位杆与第二弹簧之间通过限位块连接，连接保护套与不同杆架通过螺钉连接。

所述的平面四杆机构由曲柄、连架杆、摇杆、车轮组成，其中：摇杆与车轮通过螺钉相连接，曲柄与连架杆、连架杆与摇杆之间利用螺钉连接。

所述的导轨滑槽机构由导轨滑杆、滑槽、第三弹簧、半圆按钮组成，其中：导轨滑杆与第一杆架、第七杆架、滑槽，以及与第二杆架、第六杆架之间通过螺钉连接，第三弹簧的两端分别与半圆按钮、滑槽直接相连。

本发明提供的上述的可变形自适应助力架，其用途是：通过转换单元的不同机构组合变换实现可变形自适应助力架三种形态的转换，分别是小型分检站车运卸货架、货物运输手推车、车载运输固定架，从而更好地适应快递装卸运输的过程。

所述的小型分检站车运卸货架采用以下方法实现的：通过棘轮机构与限位翻转机构组合变换，可转换不同杆架间的夹角，并利用自锁功能保证机构两端连接杆件的原始平行状态，从而使可变形自适应助力架转变为直线型的小型分检站车运卸货架形态，辅助快递车的装货或卸货工作。

所述的货物运输手推车采用以下方法实现的：通过导轨滑槽机构与弹簧的组合变换，利用滑块在导轨中滑动将机构两端连接杆件的原始平行直线状态改变为相互垂直状态，利用弹簧的伸缩功能和按钮的卡位维持该形态机构状态，从而使可变形自适应助力架转变为折线型的货物运输手推车形态，辅助快递货物的搬运转移工作。

所述的车载运输固定架采用以下方法实现的：通过棘轮机构、限位翻转机构和导轨滑槽机构的组合变换，使各机构连接的杆架同时处于相互垂直状态，此时可变形自适应助力架转变为车载运输固定架，辅助快递员的货物运输与分发工作。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

1.通过棘轮机构、限位翻转机构、平面四杆机构、导轨滑槽机构等多种机构的不同组合形式，可以实现可变形自适应助力架的不同功能形态转变，从而贴合各形态下的卸货、运输、储存等功能要求，实现一物多用且适用于不同尺寸的快递货物包装，降低多种功能设备的购买成本。

2.采用棘轮机构与限位翻转机构组合，转变为直线型的小型分检站车运卸货架形态，从而辅助快递车的装卸货过程；采用导轨滑槽机构与弹簧的机构组合，转变为折线型的货物运输手推车形态，从而辅助快递货物的搬运转移过程；采用棘轮机构、限位翻转机构和导轨滑槽机构的组合变换，转变为车载运输固定架，从而辅助快递员的货物运输与分发过程。

3.适用于低级分拣站和快递收发处，可以改善人工卸货、超量载运、认领混乱等问题，对比现在的快递运输和发放方式具有操作简单、省力，装卸过程更为高效，有序存放快递，保护快递不受损坏。

4.利用不同机构的组合变换可实现一种装置等同替换三种不同装置，集装卸辅助、运输辅助、分类固定辅助等多种功能于一身，弥补快递运输行业中一种装置执行单一功能的不足，且一种装置的多种利用不仅可以调高工作人员的工作效率，同时节省设备购买成本。

附图说明

图1是多功能载运装置车载运输固定架结构图。

图2是多功能载运装置货物运输手推车结构图。

图3是多功能载运装置小型分检站车运卸货架形态结构图。

图4是多功能载运装置的棘轮机构结构图。

图5是多功能载运装置的限位翻转机构图。

图6是多功能载运装置的平面四杆机构图。

图7是多功能载运装置的导轨滑槽机构垂直状态图。

图8是多功能载运装置的导轨滑槽机构平行状态图。

图9是多功能载运装置的导轨滑槽半圆弹簧按钮细节图

图中：1.第一杆架；2.第二杆架；3.第三杆架；4.第四杆架；5.第五杆架；6.第六杆架；7.第七杆架；8.棘轮机构；9.限位翻转机构；10.平面四杆机构；11.导轨滑槽机构；12.棘轮；13.连接保护套；14.棘爪；15.把手；16.第一弹簧；17.限位轮；18.限位杆；19.限位块；20.第二弹簧；21.连接保护套；22.曲柄；23.连架杆；24.摇杆；25.车轮；26.导轨滑杆；27.滑槽；28.半圆按钮；29.第三弹簧。

具体实施方式

本发明涉及一种多功能载运装置——可变形自适应助力架，操作简单，可应用于多种人工卸货、运货场合，辅助人工完成快递的低级分拣和运输。该可变形自适应助力架由主体单元和转换单元组成，其中主体单元由七个杆架组成，这些杆架的连接组合可以适应不同货物大小，也可组合适应多种功能要求；转换单元包括棘轮机构、限位翻转机构、平面四杆机构、导轨滑槽机构。通过人工改变转换单元中的不同机构组合改变可变形自适应助力架的形态，其中直线型的小型分检站车运卸货架能实现货物搬运带的功能辅助车载装卸货，使货物沿导轨进行运输，改善货物的受力性能，减少工人员工作强度；折线型的货物运输手推车则将卸载快递货物以运输手推车的形式推送货物至中装站，减少人工操作步骤；凹型的车载运输固定架，能固定于快递车后座，并将货物填放在固定架所围成的规则空间内，能有效避免无规则绑定货物带来的快递件损坏或丢失。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但不限定本发明。

本发明提供的可变形自适应助力架，其结构如图3所示，由主体单元和转换单元组成。

所述的主体单元，由依次连接的第一杆架1、第二杆架2、第三杆架3、第四杆架4、第五杆架5、第六杆架6、第七杆架7组成，其中第一杆架与第二杆架、第六杆架与第七杆架通过孔轴连接；第二杆架与第三杆架、第三杆架与第四杆架、第四杆与第五杆架、第五杆架与第六杆架之间通过转换单元连接；其中第一杆架长度为60厘米，第二杆架的长度为50厘米，第三杆架的长度为40厘米，第四杆架的长度为25厘米，第五杆架的长度为40厘米，第六杆架的长度为50厘米，第七杆架的长度为60厘米。所述七个杆架的长度大小也可以根据实际使用情况而改变。

所述的转换单元，包括棘轮机构8、限位翻转机构9、平面四杆机构10、导轨滑槽机构11。通过这四种机构组合的改变，与主体单元的配合，实现可变形自适应助力架的不同形态。

所述的棘轮机构8如图4所示，位于第三杆架与第四杆架、第四杆与第五杆架相连处，用于实现货物运输手推车与车载运输固定架形态之间的固定，以及不同杆件之间的连接和位置的旋转变化与固定，完成可变形自适应助力架不同状态的转换。该棘轮机构由棘轮12、棘爪14、第一弹簧16、把手15、连接保护套21组成，其中：棘轮12和棘爪14直接接触，第一弹簧16与棘爪14之间通过把手15连接，连接保护套13与不同杆架通过螺钉连接。

所述的限位翻转机构9如图5所示，位于第二杆架与第三杆架、第五杆架与第六杆架相连处，用于限定可变形自适应助力架的固定形式，提高稳定性。该限位翻转机构9由限位轮17、限位杆18、限位块19、第二弹簧20、连接保护套13组成，其中：限位轮17与限位杆18之间通过卡槽连接、限位杆17与第二弹簧20之间通过限位块19连接，连接保护套13与不同杆架通过螺钉连接。

所述的平面四杆机构10如图6所示，位于第一杆架下方的四个方位，利用四杆机构以及四杆机构演化而来的摇杆滑块机构实现货物运输手推车形态下车轮的自锁和护栏的展开，保证水平载运行驶的稳定性。该平面四杆机构由曲柄22、连架杆23、摇杆24、车轮25组成，其中：摇杆24与车轮25通过螺钉相连接，曲柄22与连架杆23、曲柄22与连架杆23、连架杆23与摇杆24之间利用螺钉连接。

所述的导轨滑槽机构11如图7所示，位于第一杆架与第二杆架、第六杆架与第七杆架，用于不同杆件之间的连接、位置的变化和自锁，增强每种形态下可变形自适应助力架的稳定性。该导轨滑槽机构11由导轨滑杆26、滑槽27、第三弹簧29、半圆按钮28组成，其中：导轨滑杆26与第一杆架、第七杆架、滑槽27，以及与第二杆架、第六杆架通过螺钉连接；第三弹簧29的两端分别与半圆按钮28、滑槽27直接相连。

本发明提供的可变形自适应助力架，其工作过程如下：

本发明通过主体单元四种种不同长度的杆架和转换单元的四种机构结构组合变换，形成下述多功能载运装置，包括小型分检站车运卸货架、货物运输手推车、车载运输固定架三种形态的变换，保证辅助卸货、运输、固定功能的实现。不同部位杆架的长度是通过快递货物的通常尺寸、不同形态的强度要求以及符合小型快递车的型号。

1.小型分检站车运卸货架：

所述的车载运输固定架采用以下方法实现的：通过棘轮机构与限位翻转机构组合变换，可转换不同杆架间的夹角，并利用自锁功能保证机构两端连接杆件的原始平行状态，从而使可变形自适应助力架转变为直线型的小型分检站车运卸货架形态。

如图3所示，工作时利用棘轮机构的单向旋转运动特性，保证工作过程中第四杆架和第三杆架、第五杆架之间的相对位置不变；利用限位翻转机构中槽轮对杆件位置的限定，保证第三杆架与第二杆架、第五杆架与第六杆架之间的相对位置，实现卸货过程中，辅助快递货物在卸货架上的平稳运行；通过导轨滑槽调控第一杆架和第二杆架的位置，保证快递货物顺利下落到第一杆架上。如图3所示的的小型分检站车运卸货架，在快递进行车载卸货或装运过程中让货物沿导轨进行运输，改善货物的受力性能，减少理货员的工作强度。

2.货物运输手推车：

通过导轨滑槽机构与弹簧的组合变换，利用滑块在导轨中滑动将机构两端连接杆件的原始平行直线状态改变为相互垂直状态，利用弹簧的伸缩功能和按钮的卡位维持该形态机构状态，从而使可变形自适应助力架转变为折线型的货物运输手推车形态。

如图2所示，是在卸货架快递车上卸下货物后，通过调节导轨滑槽使本装置第七杆架向下转动一定角度，变成快递运输手推车的形式，推送货物至中装站。为达到上述变化，本发明参考伞柄伸缩固定的方式，利用滑槽与滑块之间的配合实现两杆的相对旋转运用，同时利用弹簧片配合槽孔用力来实现自锁，使第六架杆与第七架杆的相对位置得到保证，增强货物运输手推车形态下装置运输货物过程的稳定性。第一杆架的底部滑轮部分利用平面四杆机构以摇杆为主动杆时的自锁特性固定滑轮位置，保证水平载运行驶的稳定性。

3.车载运输固定架：

通过棘轮机构、限位翻转机构和导轨滑槽机构的组合变换，使各机构连接的杆架同时处于相互垂直状态，此时可变形自适应助力架转变为车载运输固定架。

如图1所示，车载运输时通过限位翻转机构可以将第二杆架和第三杆架、第五杆架和第六杆架之间的相对位置从180度变为90度并保持不变；导轨滑槽机构可以将第一杆架和第二杆架、第七杆架和第六杆架之间的相对位置从180度变为90度并保持不变，将多功能载运装置变形成为车载运输固定架形态，可固定在电动车后座；棘轮机构可以保证第四杆架与第五杆架、第三杆架之间的90度角度。车载运输固定架形态使用过程中可以将货物填放在固定架所围成的密封容积内，能有效避免现阶段快递运输绑定无规则带来的快递件的损坏或丢失。在变化为车载运输固定架的过程中，运用了棘轮机构的单向旋转特性，结合弹簧力进行自锁，使槽轮连接的两杆件只能单方向的旋转运动，配合电动车车身本身的结构实现车载运输固定架的夹紧固定。需要方向旋转时推动手柄压缩弹簧，使止动爪与棘轮分离，实现反向展开。在靠近轮轴处的杆件采用限位翻转机构，槽轮上相互垂直的槽口保证槽轮连接的杆件只能有水平和垂直两方向上的固定形态，增强机构整体的稳定性。

下面对本发明制作的装置的可行性进行分析：

几何尺寸可行性分析，本发明杆件长度根据市面上现有小型快递车尺寸进行设计，后车座到后轮轴的距离一般为60～70厘米，本发明多功能载运装置在车载运输固定架形态时，第三杆架和第五杆架的长度为40厘米，不会对小型快递车后轮正常运作造成影响。

每个杆架的宽度由滑块机构决定为30厘米。两杆件之间的间距参考现有快递包裹的常见尺寸长度进行确定，现有的一般快递宽度在10～50厘米之间，因此30厘米的宽度既可以保证快递货物的平稳运送，也保证小型分检站车运卸货架、货物运输手推车、车载运输固定架形态下卸载效率或运载过程中的空间利用率。

参照小型快递车运行载人载物时的坐立高度约为50～65厘米和常见运货手推车底板的长度范围为60～70厘米，综合设计第一杆件和第七杆架作为最长的尺寸60厘米，这既可以避免因长度过高带来的行驶安全，也可以解决原有小型运输车一次性运输容积小的问题。

机构运动可行性分析，采用1:1加工制作，制作完成后的装置可满足货物运输手推车和车载运输固定架这两种形态的转换，改转换主要通过常见机构完成，具有成熟的应用，功能运动预期可以达到使用要求。同时加工出的实物可以与企业合作进时试运行，方便后期改进。

工艺可行性分析，本发明加工制作上难度较小；同时运用仿真软件对设计出的装置进行货物加载受力分析，在满足力学要求的前提下选择质量轻的材料进行加工，可减少车载负担。

市场分析，目前，物流行业是随着电子商务发展而蓬勃发展的朝阳产业，我国每年快递业务量约20亿件，而且呈现上升趋势，发展空间巨大。本发明针对快递运输过程中现有的问题进行设计，有较好的应用前景和市场价值。