基于机械臂结构的行李架设计

基于机械臂结构的行李架设计

岳涛 陆旻炜 邢煜 李旭冉

江苏镇江 江苏大学机械学院 212013

摘要：智能化和舒适性在人们的生活出行等各个方面越来越被重视。在火车、高铁、飞机等出行中，随身携带行李的放置安全和方便是个不容忽视的问题。本文提出了在行李架增加一种简易实用的辅助装置，通过滑动装置和机械臂结构，实现行李的半自动化上下运输。通过该设计的实施，将会更加方便行李的放置和取下，同时规范化行李的放置，提高行李架的安全性，使出行更加便利。

关键词：模块化行李箱；二维码；滑动装置；机械臂结构

0 引言

虽然这几年交通工具的改进和新意层出不穷，但就行李架结构而言，多年来并无太大变化。就其材料、样式、尺寸的改动等并未解决乘客放置和取下的不便，而在部分高铁，飞机上，将行李架设计为封闭式，仅仅提高了行驶过程中对乘客的安全性能，没有考虑行李自身的安全。对于部分人群，行李重或行李架高带来的不便，一直没有得到有效的解决，甚至放取行李时也具有较大的安全隐患。

针对这些普遍的问题，国内外也有不少的研究和发明。苏晴岚等在2017年提出了一种步进电机一杆式升降行李架，但没有考虑行李叠放的时候的滑落，也没有提及行李错拿或丢失的安全因素。汪昊等在2017年公开一种可旋转升降式火车行李架，这种可旋转升降式火车行李架，分成多个行李架，能够单体升降，不需要整体升降。缺点是需要的空间较大，在放取行李时，会影响和妨碍到其他乘客。到目前为止，还有液压式升降行李架、滑块伸缩式行李架等，还有自带的便携式行李架、抽屉式行李架，提供折叠梯子等增加辅助结构的解决方案，这些方案大多数不能解决问题的根源，没有资料显示这些相关的设计进入试用阶段。而高铁作对为我国的名片，发展迅速，一种全新的人性化行李架设计是必要的。

综上，现有的行李架设计无法很好的达到安全存放行李并使乘客取放方便的要求。因此设计一种高便利性，高可靠性的行李架设计，对于解决出行行李安全与存取问题有着重要的实际意义。本文旨在提供一种基于机械臂结构的行李架设计，给存取乘客行李提供一种优化的方式，以达到便利乘客并保障行李安全性的目的。

1 基于机械臂结构的行李架系统设计内容

该设计源于对生活中人们乘坐火车高铁时由于行李架过高或行李较重导致的放置行李时的不便及行李的安全性的改进。考虑到不去对行李架本身做太大的改动更为实际可操作，我们便选择了添加一个机械臂为主的辅助装置来改进列车上的行李架。

该设计主要由一个机械臂装置，移动装置和行李箱模块化组成，并将行李箱透明化提高行李架安放行李的安全系数。为提高行李箱的使用空间利用率，在行李箱外设置二维码，人们可扫码选择使用机械臂—行李箱结构，同时通知已存物品的乘客，避免发生丢失。

该设计根据结构和功能，可以简单分为三个部分：

①机械手臂的结构和功能设计：该设计系统的机械臂，包括伸缩结构，旋转结构，关卡连接结构，信号传输结构，轨迹移动结构，这也是该设计的一个关键技术。

②模块化的行李盒：现如今模块化结构在市场上也有着广泛的运用，它可以改善劳动条件，降低施工难度，提高劳动效率，减少工装设备，简化施工程序，从而达到降低生产和维护成本，也更方便维修。

③二维码功能的应用：目前我国二维码技术非常成熟，整个模块化行李箱的原理与超市储物柜相类似，实现起来较容易，使用也很方便。

结构示意图如图1所示。

图1 基于机械臂结构的行李架示意图

2 基于机械臂结构的行李架系统工作流程

为了给乘客带来更好的旅行体验，该设计把微信中的公众号平台引入到列车的行李存取系统中，通过扫描行李箱处设置的二维码，乘客可以更高效的存取行李。

在存取开始前，需填写乘客姓名，乘坐列车班次，座位号等信息，以保证模块化行李箱与乘客一对一或多对一相对应，防止乘客行李错拿、漏拿。

伸缩式机械臂工作流程为：

①检测到信号后，机械臂顶部移动装置启动并进入正确的车顶轨道；

②机械臂旋转90°至竖直状态并向下伸长到乘客座位处；

③待乘客存取完行李并在手机点击“完成”后，缩回机械臂并旋转90°至水平状态；

④机械臂顶部移动装置启动并移动至正确的行李箱。

该系统的完整工作流程如图二所示：

图二 工作流程图

3 结束语

目前市场上投入使用的火车跟高铁使用的基本上还是传统的行李架，具有许多弊端，因此该设计中加有机械臂的行李架市场强大，对人们的生产生活带来了很大的便利，而且该设计的行李架经过模块化处理，可最大限度又经济合理更为安全的利用好行李架。

该设计作品适用范围较为广阔，在火车、动车、高铁甚至长途大巴上都可以进行使用，具有较强的普适性，前景广阔且实用性高，该技术即基于机械臂的行李架装置能够改善现有行李架的不足之处，极大地便利人们的生活，提高人们出行的安全性。行动不便的人们不再需要担心自己的行李无法安放，个子或力气较小的人们也能顺利简单的把行李放上行李架，而有能力取放行李的人们也可以使用本装置方便出行，具有很好的社会经济效益。

参考文献：

【1】冯化超.便携式折叠火车行李架.CN202320348U.2012.07.11.

【2】洪保.谢秉顺.一种用于火车车厢的可升降行李架.CN108749844A.2018.06