要 叉车是物流行业最重要的搬运工具之，然而，传统的叉车提升系统不仅 影响司机的视野，而且质量过重， 从而 提高了 整车的自重，降低了燃油经济性。 因此，本文的重点是创新设计叉车的提升系统。首先，我们提出了 空间 连杆升降机构 ，然后，在此基础上 进行 货叉的提升和 车架的理论研究。 最后，提出 个新的升降 系统，并用电脑模拟他的可行性。 该连杆升降机构利用灵活的电缆驱动器和刚体导引，这不仅 给 操作者提供了个广阔的眼界也降低了 车辆自重 ，因此提高燃油经济性。 关键词 叉车 空间 连杆升降机构 刚体引导 前言 叉车通常用于在火车站，仓库，港口和工厂装货 卸货和运输 。台普通的平衡重式叉车由地盘和可以抬升倾斜的工作装置组成。 然而，普通叉车主要有以下缺点首先，抬升系统由几个大飞部件组成， 且位于车辆前方， 这会影响司机的视线 许多事故的发生，包括行人与车的碰撞都是由于这个设计缺点导致的。此外，由于抬升物体需要门架具有很大的强度和刚度，所以门架自重很大，而为保持平衡后部的平衡重也要加大，这就导致了 动力的浪费。 扩大驾驶员的视野直都是重要的研究项目。有些叉车通过改变门架的外形来扩大视野，还有些通过加装行车视频系统和电子导航系统来扩大视野。这些都没有从本质上解决问题。普通门架结构方面的不足和自重过大的问题并没有得到解决。 为了提高驾驶的舒适性和安全性以及降低能耗，本文着重讨论设计新型的叉车门架系统。 我们提出了种空间多连杆升降机 构，然后在这个基础上提出种新的升降机构。 这种机构不仅扩大了司机的视野，同时也降低了整车重量。 空间多连杆升降机构的提出 我们都知道， 个平面 开环三连杆结构 包括三个转动副和两个连接的平面运动产生。 假设 平面 开环三连杆结构 被 放置在两 个位面 具有定的非零对角 。两个平面 开环三连杆结构 的末端被个刚体转动副连接。如 图 图 空间多连 杆结构 支点 是基础，刚体 通过 两个平面 开环联动链 和 与基础连接。易得这两个运动链都是平面开环联动链，因此作为轨道的刚体 必须和品面 和平面 都平行。刚体 只能做平行 两个平面相交线 的运动， 所以刚体 是直的。 曲柄滑块机构是个共同的机制，适用 开环三连杆结构 。它被广泛使用，它的例子应用很容易发现在汽油和柴油发动机 。然而，在应用曲柄滑块机构，死点可能导致动作失败。为提高稳定性和避免死点，文 链，这是由 个转动副和移动副，也可以只生成平面运动无死点 。 假设的垂直平面的支持块和 链位于对称关于纵向对称平面的车辆。如图 所示，对向夹角 平面是 ∘ ∘。 链 分别 放置在两 个位面上 ， 。每 链包括 个转动副和移动副，连杆和滑道。连 接 杆 和 滑道 通过个移动副 连接 。叉架 由两个挤压转动副分别与 两根连杆 相连 。如上面所讨论的，在这样个空间连杆结构，轨道叉框架 的运动轨迹是条直线。 此外，个可以提高强度和刚度通过增加另个类似的运动链中的每个垂直的平面，在该支撑块，连接叉架与汽车底盘。同时，上下运动链连接的约束杆。作为轨道的上部和下部的运动链平行，约束杆提供冗余约束和提高刚度和稳定性的 抬升轨道 机理和承载能力 。 现在 空间连杆升降机构的运动学原理可以进行理论分析了 。为 探讨 货叉架 的自由度 ，可以建立个直角坐标系统， 平面垂直转动副 和 的转轴所在的平面。原点是转动副 和 转轴的焦点，坐标系如 图 所示。 , , , , , , − − 货叉 货叉架 压力转动副 连杆 约束杆 导轨 支撑件 图 根据螺旋理论 终端约束螺旋矩阵的种运动链 可以通过往复螺杆方程解决 。 因此，根据式 ，可以得到终端约束螺旋矩阵 是 由组基螺丝终端约束螺旋系 组成的 。 图 图 实施新 升降机构和计算机模拟 货叉架 前滑轮 前支撑 后支撑杆 缆绳 后滑轮 这证明了 货叉架只有个沿 方向的自由度，即货叉架的运动轨迹是沿条直线的。在这个机制的制约下货叉架可以垂直地面升降。 新升降系统的 实施 这章主要介绍 基于以上理论研究基础的 叉车新升降系统的实施 。 并将进行电脑模拟。 综上所述，在 升降装置的约束下叉架在条直线上运动，为了在提升货物的同时不影响驾驶员的视线，可以使用软钢丝卷扬机提升货叉和叉架。 其结构如 图 所示。可以设置个绞盘在叉车的车尾，在驾驶室上顶部的支撑架上装滑轮。每根缆绳的端连接叉架，另端连接绞盘。 当绞盘转动，就可以拉动叉架。 为了验证这种新设计的叉车能否达到理想的运动，特别是叉架垂直上升。 用 软件来模拟其运动。图 的 分别表示不同位置时的货叉和叉架。从模拟结果可以发现货叉和叉架的运行轨迹在垂直地面的直线上。此外，没有了门架，司机的视野更好了。 这种提升系统由灵活的钢缆绞盘驱动，并由刚体结构引导，有更好的结构性能。研究表明，其在视野质量方面具有独特的优势。因此这种提升系统的强度和刚度要求更低，所以质量可以减小。同时，与普通 叉车用的气缸链条链轮门架系统等零部件相比，用卷扬机钢缆连杆的新系统更轻，重心后移，因此，平衡重的质量大大降低，整车重量也变的很轻，油耗降低，经济性提高。 结论 本文为叉车提出了种新的基于空间连杆升降引导机制的升降机构， 理论 分析和计算机模拟 被 用来验证单自由度的叉架下 约束机制。该升降机构包括灵活的电缆驱动器和刚体导引，因此 ，降低自重 。与传统的叉车相比，该车具有更广阔的视野，因此驾驶舒适性大增。此外，新系统要求的强度和刚度降低，整车质量大大降低，提升了燃油经济性。 致谢 这个研究得到了中国国家自然科学基金的资助 ， 和 全国优秀博士学位论文作者 基金的资助 。 作者对此表示衷心的感谢。 参考资料