本帖最后由 civiling1204 于 2014-1-3 19:28 编辑
“害怕伏枥”彭老两月前发起了一个台面升降小车有奖练习竞赛，挺有意义的。最后给了哥们最多的分，确实感到非常荣幸。分不分的无所谓，十分感谢对晚辈的鼓励和肯定。“得瑟”一下，分享一下这个过程中的一些想法。
正如彭老所说的，这类产品在市面上已经很成熟，学机械的都能看明白。但要搞好，就需要在细节上多考虑。也就是所谓的“细节决定成败”。
既然是竞赛，总是要有个结果的。所谓的结果，也就是冠亚季四八十六强的排列。既然彭老说可以自信自己的方案是最好的，那我也希望自己的方案是最好的。能不能成为最好的是我的水平问题，想不想成为最好的是态度问题。也就是所谓的“态度决定一切”。我的老师曾教育我们，要做就做到最好，这个最好，在竞赛当中，就意味着冠军。
态度决定一切，细节决定成败，那就开始吧。
一上来就出图，和Dota里面一上来就买鞋一样，或者和1500m长跑一上来就拼命冲一样，不是大神就是菜鸟。哥们不是大神，自认为也不是菜鸟，所以我得观望、调查一下。
网络上的观察主要看别人怎么搞的，彭老怎么评价的。尽管前十天都是些“欢迎”，“请自己做一个”之类的话。但也会有诸如螺母的安装问题，滚轮的限位问题，选材问题等等字眼。对哥们来说，这些就够了，以后设计的时候多少要想着这些。
按照外企教我的项目启动方法，首先要了解客户的声音（VOC， voice of customer）。我知道去年公司拨款开发一个新项目，早期的100万，有60万被他们花在客户访谈上，30万花在买设备上，10万日常花销。我们公司没有升降台车，只有平板拖车。我就去问钳工师傅，如果有升降台车，他有什么期望。他说了两点，希望可以轻松搬上，要不猴儿沉的东西搬上去多累啊，还不如用地牛；希望可以轻松从车上搬上工作台，别到哪儿我还得找个人帮忙搭把手，还不如用电动叉车。
翻译过来的意思是，希望装货的时候这车低得像一张纸，可以轻松推上去；卸货的时候比工作台高，可以轻松推上工作台。 过了十来天，终于又第一份完整的作品上传。那个叫“非标UFO”的大虾，还是非常雷厉风行的，第一天下班时间说过两天提交一个方案，第二天中午就提交了一个渲染过的作品。从效果图看，非常不错，像个高档货。后来看，我确实做不出那么漂亮的效果出来。
于是就下载下来，先研究研究。打开发现，确实有一些问题，比如彭老所说的螺母安装问题。他的没有画螺母，实际工程当中，也可以做，就是在粗轴上攻普通三角螺纹。不过那车的整体结构思路非常清晰，结构非常简单。我就从当中“顺”了几个零件。比如台面板和基座板，比如那个U型空间曲线的拉手，比如那四个轮子，这些都懒得画了。嘿嘿。不过后来我还是给U型拉手加厚了1mm，原来的管壁可能太薄了；给万向轮添画了定位锁，说明哥们考虑过了停车后锁死的问题。
下载完，我还是没有做，再等等，看看别人还会怎么弄。后来又大虾提出，电动叉车都是用链条的，后来更有大侠甚至画出了双丝杠螺母链轮传动手摇结构。几个作品过后，大伙儿的优缺点，作者当时想到了什么，哥们都用自己的理解去分析过。这些分析下来，就是可以做自己的作品的时候了。在设计过程中做到了如下的考虑：
高度问题。前面说过，最低时，越低越好；最高时，高过工作台。当台面尺寸限制在800*500的时候，行程450mm，很多尺寸就被限制了。那个剪刀杆的长度，就需要斟酌一下。要升得高，杆就得长；杆长了，最低高度不超过450就不好控制，“越低越好”也就免谈了。杆短了确实容易控制最低高度，但是升到最高时，台面悬出部分过长。最后想的办法是，“参考”。我们公司的工作台是按照符合人员操作人机工程尺寸搭建的。那高度肯定不是随便给的，我去量了量800mm，加橡胶护垫，805mm。图个吉利，给个裕量，台面最高就806吧。综合悬臂长度的可接受问题，定出最短的臂长，高度就这么定了。对于高度问题的优化，我是做了一版之后才有些心得的。所以做了第二个方案，第二个方案高度更高，最低高度却能更低。对比二者的考虑，哥们花掉了三天圣诞假期的两天。
轱辘问题。四个轮子，哪个定向那个万向，不少大侠无视了这个问题。都用定向轮肯定不能转向；去过超市的都知道，其实购物车的四万向轮虽然犄角旮旯都能钻，但是推直线就需要手带劲别着，十分不爽。汽车两个轱辘定向，两个轱辘转向是有他道理的。非标UFO大侠的轮子两个定向，两个万向，属于内行。我就直接山寨过来了。高低问题，虽然整车越低越好，轱辘小了，通过性就差了。车间地上有个坑，有个过线盒，小轱辘可能就掉里头或者卡住，大轱辘直接无视。量了量工作场所的一些沟槛，一般不超过30mm。我“顺”过来的那俩轱辘直径90，按照以前做各种移动机器人的经验看，没问题，就他们了！
操作力问题。负重20kg，自重10+kg的时候，按照限定尺寸做出来，在最低点，水平驱动的螺母最大受力达150kg。好多大侠都画了很漂亮的手轮。最大的手轮直径，和C6140的横向进刀轮相仿，最小的也和纵向进刀手轮差不多。哈哈，真宗“搞机”出生。不过用T=FI/2πη，最低时用“纵向进刀手轮”还是很费力的。所以手轮得大，大了就不经济了，哥们最后决定用摇把儿。
操作舒适问题。这里面哥们考虑了两个问题，操作姿势和操作次数。操作姿势的问题，其实“非标UFO”大侠那个万向联轴器的使用，和手轮的斜放，就是为了方便操作的。在哥们最终提交的两个方案上，我都把摇把的高度定在自己“略弯腰，刚好便于使劲儿”的高度。说实话，这个没查资料，属于“我感觉”，哈哈。操作次数的问题，是这次最遗憾的地方。不涉及根本原理变化的机械结构，都是”省力不省功，省距离不省功“的。这次两个作品都是，想省力，就得多摇几下；想少摇几下，就得先练成虎背熊腰再来。市面上的小车，用的是液压，我没玩过。不知道要脚踩几下可以升到最高点。甭管怎样，胳膊拧不过大腿，人家肯定操作力和操作次数更容易妥协。我不想山寨这个，两者妥协不了。彭老说，那是经典，不容易被突破的。我认为，社会是进步的，经典总要被突破的，突破经典的那个人要是我，也挺好……不过这次却是没法突破。我还画了一个链传动，靠齿条捏合锁死的第三套方案。方案的优点是只要摇四圈半就可以让那个双剪刀结构升到最高。收车的时候，手松锁块或者脚踩锁块，都可以迅速降到底。但问题是，安全性差。如果高处操作的时候链条断了，剪刀架里面有人会怎样？要解决这问题就得加阻尼，阻尼这玩意也有不靠谱的时候。最后就没传上去。
安全性问题。上面提到过了，砸下来会不会剪着人。记得公司给我的培训当中，避免安全问题的方法有多种，最理想的是结构不会造成伤害，次之是隔离，最次是贴个警告。按照国外的一些安全规范，我的设计方案有个地方是无法满足防止夹脚这个问题的。实际制作可能可以用橡胶片竖着做提醒，当脚被橡胶片碰到，表示你快被夹脚了。不过那两次画图实在太累了，偷懒了，没画上去。不过最低级别的防护，警告贴标我还是加了，也是所谓的细节啊，有爱吧，哈哈。
可靠性问题。没时间考虑太多，一般认为，其他地方都不是什么关键零部件，加强点就OK了。比如彭老提示的，那刚度可能不足。焊个筋板就行了。仔细想想，这车最值钱也最容易废的地方，就是丝杠螺母。对水平驱动单剪刀架而言，在最低点受力最不利。自然状态受到来自上面重力余切倍数的推力，何况这时候通常是装货。对于每天干粗活的师傅，他们累了的时候可能不会轻拿轻放，一个20kg的东东敦上去，刚性接触可以产生数倍甚至更多的动载荷，这就不说了，而且要被剪刀架放大。虽然我看“三益”样本说那螺母可以承受6800N的推力，但就这冲击下，怕是谁也不敢保证。不考虑这个问题，做出来的产品即便在好用，可能的评价就是“这玩意挺好用，就是容易坏”所以哥们设计了一个“底托”，用Φ63的不锈钢管焊一个圆柱，上面固定上橡胶垫。Φ63的管属于标准装潢用管，价格便宜量又足，我们一直都用。来吧，上面的冲击，粗管上可是带了套儿的！
维护性问题。这个问题也没有考虑太多。但就这方面的设计理念来说，哥们尽量避免了使用螺母。螺母是个圆溜溜的家伙，容易掉到庞大而复杂的机器里，找都找不着。操作最方便的情况也就是使用套筒扳子的时候。要不然用活口扳子或者定口扳子，60度60度地拧，是很不爽的事情。对我这样的懒人，就懒得一下拧过去才前进了0.35mm的那种感觉。装配的时候，很多大公司的产品对螺栓预紧力矩是有要求的，重要的，都标在图纸上强调。现在很多螺栓或者螺钉都可以用电动力矩改锥去拧。搂一下按钮，效率提高，力矩可靠，一致性好。在两个方案中，有些可能受力的地方，焊接加厚条，就是为了攻丝得到有效螺纹数，要不然，直接画螺母上去就行了。其实对剪刀架，不过是装配工艺性，还是维护性，都需要有个方便把结构提起来的装置。元旦前想过，没记下来，忘了添加了。
导向与过定位问题。以这个问题结束吧。这俩问题曾经相当长的时间内都困扰过我。要想导向好，各处自由度都得约束好；有时候约束过了，就成了过定位。过定位处理不好，就是“别着”，就是内耗，最终就是机械效率低，磨损甚至别坏。比如这次的轮子，如何限制轮子轴向的窜动。我没有想到好办法。我见过有用U轮走V槽来限制轴向窜动的。但焊接结构下，变形是难免的，误差造成的磨损只能设法控制在允许范围内，没有永久有效的办法。另外就是螺母的问题。彭老说过螺母直接以开孔攻丝是问题。我在上面镶嵌了螺母，螺母的固定还是有讲究的。几个螺栓的用法，算是所谓的技术手段。螺母在里面只提供和承受轴向力，要能径向窜动，从而避免因为不可能理论上“严格平行”造成的过定位式“别着”。“别着”造成的功率损耗是巨大的，有时机械效率都不足50%。
机械设计不像有些人想像的那么高大上。追求简单，实现相同功能的情况下，越简单越好。如果谁质疑“简单”，那这哥们的机械设计应该还没有入门。追求完美，鬼子的walkman只有15mm厚，磁带就10多mm厚了，能做出来，就因为鬼子追求这个。我导师从日本归来曾要求我们做到8个最：策略最优，制作最快，产品最精，调试最早，改造最多，心态最好，调研最透，指挥最稳。用在做工程上，我觉得挺好的。 | 
发表于 2014-1-3 18:47:52
