尽在掌握

保时捷工程集团为林德物料搬运公司设计了一款用于前移式叉车的新型多功能操纵杆。这一解决方案高度创新,且完美兼顾多功能和人体工程学的设计。

无论是在建材市场或批发市场的一排排货架之间,亦或是在大型物流公司或食品公司仓库内,你都可能看到它们的身影:前移式叉车。在仓库中,这种叉车主要负责补充货料。因为这种叉车独到的设计,它们可以在狭窄空间内操作,同时能将大型货物搬进或搬出远高于十米的货架。紧凑小巧,功能强大,这就是前移式叉车。与前卸式堆垛车不同,前移式叉车操作员的座椅位置甚至可以与行进方向成直角。加上带有门架的紧凑设计,这种叉车甚至可以在大约三米窄的过道上自由穿行,工作自如。

举个例子,前移式叉车可能需要完成的一项任务,就是将托盘从货架上层转移到下层。到达货架位置后,操作员就可以操作门架向上伸展,然后操作货叉沿着货物臂向前移动到他所需要的托盘处。货叉还可以前后倾斜或侧向移动,保证能快速安全地完成托盘的装卸。同时为了提高工作的效率与安全系数,叉车的设计还需要保证操作员能看到货物,而不是需要将更多的注意力转移到前移式叉车的操纵上。

轻松操纵,无需挪手

针对这一要求,林德物料搬运公司(Linde Material Handling,简称 MH)将改善车辆的人体工程学确立为一个需持续发展的目标。这一目标聚焦在林德R10 至 R25 系列前移式叉车上。林德引入一个全新的操作单元来控制这些叉车的门架功能。而货物搬运专家保时捷工程集团作为合作伙伴,也参与了此次新型多功能操纵杆 (Multifunctional Lever,MFL)的设计。“我们想开发一种操作设计,将所有液压功能都结合在一个操纵杆上。”法比安·谢勒(Fabian Scherer)说道,他在林德 MH 担任前移式叉车产品经理。

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在以前,叉车主要有两个或四个单独的操纵杆设计,取决于操作员更偏向哪种设计。谢勒解补充说:“即使操作员对操纵杆已经很熟悉了,但在装货时,还是得一次次地挪手去操纵。”这既耗费时间,也迫使操作员可能需要短暂地将目光从货物转移到操纵杆上。这正是全新的 MFL 重点希望改变的地方。为此,设计人员提出了这样的想法:只要操作员手腕和手指稍微用力,就可以方便快捷地操纵包括驾驶、推动和提升等在内的所有功能,不再需要频繁地将手放上去又放下来。这能让操作更加直观,也能大大提高效率。

目前市场上已经出现了单杆控制设计。这种操纵杆更像是一种游戏手柄,操作员手握手柄,完成操控。通过操纵杆的前移或侧移,可以控制货叉的上升和下降或者前移或侧移。其他的功能,比如货叉的倾斜,也可以通过操纵杆上的按钮或滑块来实现。林德 MH 也希望采纳这一操纵杆的基本原理,但更希望在此基础上进一步改进。“我们想要一个解决方案,让操作员可以将手放松地放在操纵杆上,而不需要抓着操纵杆。这样就不那么累人。”谢勒的同事、公司前移式叉车研发工程师迈克尔·皮里茨(Michael Pieritz)说,“我们的目标是尽可能地完善人体工程学设计。”

“冷库和手套是一个极端情况,另一个极端情况是就是女性的手通常会更加娇小。” 保时捷工程公司设计师史蒂芬·斯塔克

同时,这一全新解决方案,需要尽可能降低将已有设计理念向新设计理念的转换难度。“就控制元件的位置安排而言,业内其实已经形成了一种不成文的标准。”皮里茨解释道。这正是林德 MH 的研发人员首先对现有操作设计进行全面分析的原因。他们还用 3D 打印机制作了第一个原型,展示了控制元件的基本位置安排。这一原型操纵杆看起来更像是一个电脑鼠标。操作员的手可以舒适自然地放置在操纵杆上面,并且可以顺利无阻地移动到操纵杆的四面。操纵杆整体可以来回推动,以上升或下降门架。向左或向右移动,可以控制门架进给的方向。

手可以自然放置

货叉的倾斜和侧向运动可通过两个滑块由食指和中指进行控制。在单踏板叉车中,拇指则可以用来控制喇叭,并实现车辆的前进和后退。

林德 MH 向弗劳恩霍夫工业工程研究所(Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaf und Organisation,简称 IAO)展示了这一原型设计。工程研究所的专家们在经过研究之后,建议将多功能操纵杆的手托倾斜约 40 度,这更符合手部的自然位置。而这一设计在市场上也将是独一无二的。

“驾驶员们都非常满意,对操作的灵敏性赞不绝口。” 林德物料搬运公司前移式叉车产品经理法比安·谢勒

这个原型接下来就交给了曼努埃尔·艾德特(Manuel Aydt)和史蒂芬·斯塔克(Stefan Stark)。这两位设计师已在保时捷工程集团工作多年,此次受命负责设计这一多功能操纵杆。他们的任务是将新的操作理念与林德前移式叉车的设计进行融合,同时实现较高的人体工程学要求。其中就包括以前因为可用空间有限而设计为 30 度的倾斜度。另外,多功能操纵杆还应该适合所有手型,即使在困难条件下也应该可靠发挥作用。“手托上的开关必须能保证操作的绝对安全。”艾德特在回忆当时的设计时说:“即使操作员在冷库中戴着手套驾驶,他的手也不能有从手托上滑落的可能。”他的同事斯塔克补充说道:“冷库和手套是一个极端情况,另一个极端情况是就是女性的手,通常会更加娇小。”

“侧肋”与“小翼”的设计,更符合人体工程学

两位设计师提出的两个想法,完美解决了这一设计任务。他们在食指和中指之间的位置上增加了“侧肋”设计,有助于手在多功能操纵杆上的定位。它能确保手始终处于正确位置,即使操作员戴着厚厚的手套,或者无论手部大小如何,都不会有问题。其次,设计师们在多功能操纵杆的右侧增加了一个“小翼”设计。这个“小翼”可防止手因操纵杆的倾斜而滑落。加上这个小设计,整个多功能操纵杆看起来就有点像一条鳐鱼。“我们甚至起了把这个操纵杆命名为鳐鱼的想法。”皮里茨说。此外,这一操纵杆沿用了林德叉车的其他部件,这些部件的设计也是由保时捷工程集团负责的,其中包括一个“鲨鱼鳍”设计,这是属于操纵杆侧面的设计要素。

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通过手绘、电脑上的 3D 设计和 3D 打印机的原型打印,设计师们一步步做出了最终的产品。在整个过程中,林德 MH 也反复地在车辆上直接测试保时捷的原型设计。“测试的目的,首先是就是要找准合适的尺寸,以便在叉车驾驶室可用的空间内轻松操纵多功能操纵杆。”艾德特回忆说。测试的第二阶段,就是对已经包含各个功能控制元件的原型设计进行测试。

经过半年时间,多功能操纵杆的设计终于完成,可以进行批量生产。“拿到最终产品时,我们非常满意。”斯塔克说。他的同事艾德特补充道:“有了侧肋和小翼,我们的设计就能在同行业的竞争中脱颖而出。”另一个结果也让设计师们感到满意:“在我们的创造性设计工作结束之后,这一多功能操纵杆的设计能够顺利直接投产,这真的非常棒。”艾德特评价道。凭借他们的专业知识与经验,设计师们成功地在这一操纵杆上实现了设计与功能的完美结合。

“在我们的创造性设计工作结束之后,这一多功能操纵杆的设计能够直接投产,这真的非常棒。” 保时捷工程公司设计师曼努埃尔·艾德特

林德 MH 对合作的结果非常满意。“我们与保时捷工程集团合作已有 40 年。”产品经理谢勒说。“我们非常理解各自的工作方式。

操作员们也十分满意

林德随后进行了各种测试,包括在客户和经销商处也进行了测试,接下来就是投入批量生产。2020 年底,带有全新多功能操纵杆的前移式叉车投入市场。谢勒说:“驾驶员们都非常满意,对操作的灵敏性赞口不绝。这种来自客户的好评,就是对我们所有人的最大认可。

40 年合作历史

林德物料搬运公司和保时捷工程公司已合作超过 40 年历史,主要在林德地面运输工具领域内展开合作。第一个合作项目是林德 H30 柴油平衡重式叉车(BR 351):这个设计项目的旨在让这款叉车的特殊功能和构造,在外观上更为显眼。此后,“形式服从功能”这一格言得以运用到其他许多车辆开发当中,并斩获多项大奖:自双方展开合作以来,其设计作品已经荣获超过 25 个设计奖项。“当保时捷工程公司在 40 年前开始参与林德叉车的设计时,它们看起来与现在大相径庭。40 年间,既有逐步的演变,也有重大的调整。”保时捷工程集团销售经理沃尔夫冈·鲁伯(Wolfgang Rüber)说,“2001 年的 39X 系列是对风格的一次重新定义,是一场真正的设计革命,至今仍有重大影响。但我们也特意考虑到林德物料搬运公司的传统,以突出其专业品牌形象。这一点与我们在保时捷汽车的设计中完全一致。”

Forklift, 2022, Porsche AG
创新:39X 叉车的特点是带有高架倾斜气缸的承重式车顶。

综述

迄今为止,林德物料搬运公司的前移式叉车主要是用两个或四个单独的操纵杆完成操作的。该公司现与保时捷工程集团一起开发了一个全新的多功能操纵杆,这样,所有功能只需一只手就能轻松掌握。驾驶员再也不必反复挪手,且视线再也不需要离开货物。

版权信息

本文初刊于《保时捷工程杂志》 2022 年第 1 期。

作者:Jost Burger

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