平道坡道及台阶用功能转换的拉杆行李箱改进技术研究

王泽

摘  要：本文针对拉杆行李箱在日常使用中出现的平路斜拉手臂吃力、上下台阶专用通道易走不正、上下台阶手提费劲等不便利问题，特别是对于女性、老年人和体弱人员等特殊人群在使用拉杆行李箱中遇到的困难，进行了调研研究，并提出了拉杆行李箱使用功能机械改进建议，包括加装可旋转的机械支撑和摩擦力小的滚动滑道等机械功能改进，改进后的拉杆行李箱在平道、坡道及上下台阶方面显示出比较省力、方便的优势。

关键词：拉杆行李箱  机械  改進  台阶  坡道

中图分类号：TH133           文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）01（b）-0053-04

Research on the Improvement Technology of Trolley Case with Function Conversion for Level Road Ramp and Step

WANG Ze

（Machinist 18W3 Class，School of  Mechanical Engineering， Jinan University， Jinan， Shandong Province，250000 China）

Abstract： In view of the inconvenient problems in the daily use of the trolley suitcase， such as the difficulty of the horizontal cable-stayed arm， the improper walking of the special passage up and down the steps， and the difficulty in carrying up and down the steps， especially for the special groups such as women， the elderly and the infirm， this paper makes a research and puts forward the mechanical improvement of the use function of the trolley suitcase Suggestions， including the installation of rotatable mechanical support and small friction rolling slideway and other mechanical function improvement， the improved pull rod trunk shows the advantages of labor saving and convenience in flat road， ramp and up and down steps.

Key Words： Trolley case; Machinery; Improvement; Step; Ramp

拉杆行李箱（以下简称“行李箱”）是我们出差旅行的必备用具，给我们的生活带来了便利，但经过调研，大家在使用过程中觉得还存在诸多需要改进的地方。这是课题《平道、坡道及台阶用功能转换的拉杆行李箱改进技术研究》提出的原因。

1  研究对象

本文研究对象为人们日常生活中使用的行李箱为研究对象。行李箱是人们出行中常用的盛物箱体，其箱体为长方体，底面的四个角部设有滚轮，背面的中部埋设“∏”形拉杆，箱体高度大多在50～100cm，承重在10kg以上，出发应用时，将“∏”形拉杆拉出箱体，手抓住“∏”形拉杆的横杆段，使箱体后倾，后侧的两个滚轮触及地面，拖动“∏”形拉杆的横杆段顺着道路行走。这种行李箱的优点是：与提着、背着行李箱相比，可省力、轻便，所以被广泛的应用。

2  存在问题

（1）在上、下台阶时，如上、下楼梯及有台阶的电梯、有台阶的火车站过道，滚轮无法以滚动的形式触及台阶的高度面，出现碰撞，拖动阻力大，还容易损坏箱体，或者导致滚轮脱落。

（2）当在平道上拖着行走时，由于箱体为倾斜状态，手拖动“∏”形拉杆时，手除了给箱体一个向前的拉力，还给了箱体一个向上的抬力，时间一久，致使手臂感到酸胀、吃力，特别在行李箱盛物较重的情况下，这种酸胀、吃力更为明显。

（3）在台阶较多的过道的一侧或两侧，往往设有上、下楼梯的辅道，这种辅道表面光滑，坡度与台阶基部连线斜度一致，上楼梯时[1]，让箱体的滚轮在辅道上，人沿台阶的一侧向上走，靠近箱体“∏”形拉杆一侧的手侧伸，抓住“∏”形拉杆的横段向上拉动，由于手侧伸的距离在50cm左右，使拉力的方向偏离了人体的前进方向，所以增加了拉力，拖起来更加费力，而且一旦手侧伸的距离不够，还会使箱体与台阶边沿碰撞。

3  改进思路

本机械功能改进目的在于提供一种不仅结构简单，而且操作方便，集既适用于平道及台阶道拖行，也适用于辅道拖行于一体的适用于平道、坡道及台阶转换用的拉杆行李箱。

为了达到以上目的，本机械功能改进的技术方案是：该适用于平道、坡道及台阶转换用的拉杆行李箱，包括长方形箱体1、滚轮2、“∏”形拉杆以及拉锁，滚轮设在长方形箱体底壁的四个角部，“∏”形拉杆埋设在长方形箱体后壁的中部壁内，拉锁设在长方形箱体的合口处，长方形箱体的高度为50～100cm，其特征在于：所述的长方形箱体的后壁侧边处设有卡槽，在卡槽内设有带滚珠摆动杆，带滚珠摆动杆的下端通过固定连杆与摆轴固定连接;所述的摆轴穿过长方形箱体后壁的底部壁内，在摆轴的中部设有扇形齿轮，扇形齿轮与推拉杆下端的齿条啮合连接，推拉杆向上穿过长方形箱体后壁的中部壁内，其上端露出长方形箱体上壁，处于“∏”形拉杆的中部，推拉杆的上端与扳动柄转动连接，扳动柄的中部通过转动耳与长方形箱体的上壁固定，扳动柄的外端通过“∏”形拉杆上的定位卡槽定位;所述的“∏”形拉杆的横段为管体，在管体内设有伸缩盲管。

本机械功能改进还通过如下措施实施：“∏”形拉杆的一侧竖段下部设有扳动柄定位卡槽，当扳动柄的端部抬起时，将扳动柄的端部卡入扳动柄定位卡槽内，从而使滚珠摆动杆的摆出位置固定;扳动柄的端部可伸缩，以克服当扳动柄向上扳动时因不够长而卡不到的扳动柄定位卡槽内的不足。推拉杆下端的齿条的内侧设有档条，通过档条使齿条在推拉过程中不会脱离扇形齿轮。带滚珠摆动杆的上端设有弯弧段，这样可防止在拖动箱体中被台阶挡住;外侧设有一排开口球形穴，在每個开口球形穴内均嵌入橡胶球。图6给出了一个走台阶状道路时的应用状态示意图。

4  改进技术方案

具体实施方式：参照图1、图2、图3、图4、图5制作。附图说明：图1：结构侧视示意图;图2：结构后视示意图;图3：带滚珠摆动杆、摆轴、推拉杆及扳动柄的装配结构示意图;图4：沿图3A—A剖视放大示意图;图5：带滚珠摆动杆的轴向剖视放大示意图;图6：应用状态示意图。图中：1长方形箱体;2滚轮;3“∏”形拉杆;4拉锁;5卡槽;6带滚珠摆动杆;61弯弧段;62开口球形穴;63橡胶球;7固定连杆;8摆轴;81扇形齿轮;82推拉杆;83扳动柄;9伸缩盲管;10转动耳;11扳动柄定位卡槽。

该适用于平道、坡道及台阶转换用的行李箱，其特征在于：长方形箱体1的后壁侧边处设有卡槽5，在卡槽5内设有带滚珠摆动杆6，带滚珠摆动杆6的下端通过固定连杆7与摆轴8固定连接，当摆轴8顺时针转动时，带滚珠摆动杆6沿摆轴8向外转动摆出，摆出的幅度由摆轴8的转动角度控制;摆轴8穿过长方形箱体1后壁的底部壁内，在摆轴8的中部设有扇形齿轮81，扇形齿轮81与推拉杆82下端的齿条84啮合连接，推拉杆82向上穿过长方形箱体1后壁的中部壁内，其上端露出长方形箱体1上壁，处于“∏”形拉杆3的中部，推拉杆82的上端与扳动柄83转动连接，扳动柄83的中部通过转动耳10与长方形箱体1的上壁固定，扳动柄83的外端通过“∏”形拉杆3上的扳动柄定位卡槽11定位，当向上扳动扳动柄83时，推拉杆82下端的齿条84使扇形齿轮81下转，驱动摆轴8顺时针转动，带动固定连杆7顺时针转动，由于带滚珠摆动杆6与固定连杆7固定为一体，所以使带滚珠摆动杆6向外摆出，对长方形箱体1起到斜撑的作用，利于在台阶上拖动，也解决了手臂提力吃力的问题[2];“∏”形拉杆3的横段为管体，在管体内设有伸缩盲管9，当人走台阶而长方形箱体1的滚轮2走一侧的辅道时，可将伸缩盲管9拉出，手拖动伸缩盲管9的拉出端，即可避免了手臂伸出夹角过大、拖动费力的不足，也可避免箱体碰撞台阶端部。

作为行李箱机械的改进[3]：“∏”形拉杆3的一侧竖段下部设有扳动柄83的扳动柄定位卡槽11，当扳动柄83的端部抬起时，将扳动柄83的端部卡入扳动柄定位卡槽11内，从而使滚珠摆动杆6的摆出位置固定;扳动柄83的端部可伸缩，以克服当扳动柄83向上扳动时因不够长而卡不到的扳动柄定位卡槽11内的不足。推拉杆82下端的齿条84的内侧设有档条85，通过档条85使齿条84在推拉过程中不会脱离扇形齿轮81。带滚珠摆动杆6的上端设有弯弧段61，这样可防止在拖动箱体中被台阶挡住;外侧设有一排开口球形穴62，在每个开口球形穴62内均嵌入橡胶球63。图6给出了一个走台阶状道路时的应用状态示意图。从图6中可以看出，通过将扳动柄83的端部抬起，并卡入“∏”形拉杆3的一侧竖段下部的扳动柄定位卡槽11内定位，使带滚珠摆动杆6旋出，然后拉动“∏”形拉杆3，即可上台阶。在行李箱两侧设计能收、放的滚动滑道，正常使用时滚动滑道收入行李箱两侧面位置，上下楼梯时需将滚动滑道拉出，并由固定装置固定，这样行李箱就能实现由拉杆拉动上下楼梯。图3是行李箱两侧面滚动滑道收入位置，由滚球滑道、固定转轴组成，固定转轴由卡槽滑道与滚动滑道内滑槽相连接[4]。图4是行李箱两侧面滚动滑道工作位置，当上下楼梯时将滚动滑道拉出到工作位置，工作位置设计有三个位置，位置由滚动滑道上的定位孔确定，转轴由滑道跟踪下滑至三个相应工作位置，滚动滑道的工作位置由转轴上滑道插头来固定。工作位置时，滑道插头前推进入滚动滑道上的插孔固定，需要收起或改变滚动滑道时，将滑道插头后推离开滚动滑道上的插孔;滑道插头上设有推动把手，便于前后推动。图5是行李箱两侧面滚动滑道的滚球系统，滑道内由相互独立转动的滚球组成滚球系统，滚球由滚轴和轴承固定连接;当上下楼梯时，行李箱两侧面的滚动滑道处于工作位置，人手拉行李箱拉杆便可以便利的上下楼梯[5]。

5  结语

本文针对行李箱日常使用中不便利问题，进行了针对性研究并提出机械装置改进方案。按技术方案实施后的行李箱与目前使用的行李箱相比，可一只手同时实现拉杆拉出和带滚珠摆动杆旋出，通过滚珠摆动杆旋出，同时克服了行李箱走台阶道所存在的不足和行走中手臂抬力过大的不足;由于在“∏”形拉杆的横段内设有伸缩盲管[6]，可根据需要增加“∏”形拉杆的横段长度，所以解决了走辅道时所存在的不便;由于带滚珠摆动杆和在“∏”形拉杆的横段内增设伸缩盲管集为一体，所以使行李箱既适用于平道拖行，也适用于台街道拖行，还适用于辅道拖行。

参考文献

[1] 王浩，周建华，蒋钊锋.爬楼行李箱的设计与实现[J].机电信息，2019（29）：117-118.

[2] 卢群，何东升，周春欣，等.基于单片机的多功能智能行李箱设计[J].物联网技术，2020，10（3）：99-100，104.

[3] 张长虹，吴伟伟，李肖锋，等.基于机械和电信技术的嵌入式可伸缩智能行李箱设计[J].无线互联科技，2020，17（2）：68-69.

[4] 彭秋洁，刘凯磊，康绍鹏，等.基于Arduino的多功能自动跟随行李箱设计[J].物联网技术，2020，10（8）：63-65，70.

[5] 曹一涵.面向中老年人旅行的智能行李箱产品设计研究[J].艺术品鉴，2020（8）：26-27.

[6] 申耀武，吴进程，徐亦昌.基于单片机控制的智能行李箱设计研究[J].艺术品鉴.机电工程技术，2019（7）：114-116.