运输和提升——用途及常用设备
“人往高处走,水向低处流”,说得就是涉及人因工程的空间安排和物理规律中的动能、势能转化。在工业工程中,为了提高人机工效,或者是控制的可靠性,利用重力做功经常成为一个可靠且巧妙的设计。那么,在利用重力之前,集中把一定的重量举高提升也就成为必要的过程。
这个自由索降示意图,是狙击手在丛林中发展出的一种撤退战术。在转移阵地时可以利用自由索降,快速地从一个地点转移到另外一个地点,以避免被敌方发现时受到炮火的轰炸,甚至可以通过多种方式的串联和提前预设来规划逃脱路线(此处仅用于举例,对具体的环境、速度等不做深入讨论)。
事实上,这个环节已经和工业中应用的倍速链或者缆索吊装系统的模式基本一致了:设计专门的举升段(爬高),专门的自由降落段用于控制速度、行程等,既简单有可靠。当然,真实的工业应用要复杂的多,会有刹车、位置开关等一些辅助装置来保证应用的可靠性,其应用的部分只是对于整个流程里的能量需求和能力供应做合理的安排,并从运动和机构动力学来实现设计要求。
此外,比如大型轴流式涡轮机械设备的装配,为了避免装配过程中重力对装配精度的影响,不能采用水平装配而只能采用垂直装配。那么在人机工学的要求下,也就只能采用围栏装配架或者井式自动升降装配台,很显然后者人机工效更好。当然,在必要的情况下,也可以采用组合方式。
其中,还有其他的一些巧妙的设计和应用,比如倾卸装置,重心自动配平装置,按重量等级分段进行弹性配重装置等,都会极大的提高人机工效和作业效率。因为人工手提重量,在不做功的情况下还保持肌肉紧张,是最差的工况。而且人的肌肉强度有限难以持久,且负荷越接近极限工况越难以保持精度和灵活度。而精度和灵活性才是人在工业工程中和各种工具互动的最核心价值。如图所示的“蜘蛛车”就是一个巧妙的设计:折叠收纳后尺寸小、安全度高(举升人比其他重物在设计规范中要求也更高)、工作范围宽等,比传统的一人开车另一人操作更具优势。
除了前述的低频次举升和提升来解决必要性问题之外,随着城市化的进程,单位面积土地的使用成本和租金越来越高,立体仓储、高架库、特种工业电梯等高频次应用也越来越多。其他的配套系统有各种叉、夹、托等专用工具,以及适合于举升作业的传动工具比如C型导轨、组合轴承、重载链条、电动葫芦等。
除了举升之外,水平移动尤其是自动导引车技术近年来在各种自动化工厂中快速普及,且其本身具有的工作能力和特性也在不断升级之中。除了单个机台的工作能力提升外,大型工厂需要用到多个AGV组成服务网络时,其灵活组网的相关控制、通讯和管理监控技术也在快速发展之中。
这次就说到这里,希望对你有所帮助 …