周轉(zhuǎn)箱也稱為物流箱，在物流運(yùn)輸、配送、儲存、流通等環(huán)節(jié)應(yīng)用廣泛。在物流管理越來越被廣大企業(yè)重視的今天，周轉(zhuǎn)箱幫助完成物流容器的通用化、一體化管理，是生產(chǎn)及流通企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化物流管理的必備品。由于塑膠具有無毒、無味、防潮、耐腐蝕、重量輕、耐用、可堆疊、外觀華麗、顏色豐富等特點(diǎn)，因而中空板周轉(zhuǎn)箱占有整個(gè)周轉(zhuǎn)箱市場的絕大部分份額。由于在使用過程中經(jīng)常需要人工搬運(yùn)，故而各類周轉(zhuǎn)箱上都設(shè)有方便人工搬運(yùn)的端手位置。采用人工搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，箱體的重量、外形尺寸以及搬運(yùn)方式必須適合人工作業(yè)。

　　中空板成型后適用于電子，包裝，機(jī)械，輕工，郵政，食品，醫(yī)藥，農(nóng)藥，家電，廣告，裝潢，文化用品，光磁技術(shù)、生物工程，醫(yī)藥衛(wèi)生等各種行業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)中空板制品。

　　1 提出問題

　　觀察各種中空板周轉(zhuǎn)箱的端手位置，幾乎無一例外的將端手位置開在箱體對稱中心線的兩側(cè)靠上沿位置，見圖1。A為端手位置與上緣間距離，一般情況下A=25~50 mm，端手孔的尺寸一般為 90 mm（長）×30mm（寬）。對于單個(gè)搬運(yùn)的周轉(zhuǎn)箱，這種設(shè)計(jì)是有其合理性的。因?yàn)槲锲返闹匦呐c箱體的中心基本重合，而且單個(gè)箱體的高度一般不超過340 mm，把箱子從地面抬到腰部，工人只需彎腰、屈膝、伸臂，便可將箱子抬起到腰部以下膝蓋以上位置，此時(shí)手臂處于伸直狀態(tài)，而箱子穩(wěn)定地懸吊在手指上，整體受力較為合理。但在搬著箱子行走過程中，箱體碰腿，行走不便，若提高箱體手臂則呈彎曲狀態(tài)，易疲勞。此種情況對于體積較大的瓶裝酒、飲料中空板周轉(zhuǎn)箱尤為明顯，因此，周轉(zhuǎn)箱端手位置的確定應(yīng)滿足人機(jī)工程學(xué)要求，提高使用的舒適性。

　　2 使用過程分析

　　2.1 箱體的位移特點(diǎn)

　　分析中空板周轉(zhuǎn)箱在使用過程中的位置變化，可簡單分成2個(gè)部分：即上下移動和水平移動。根據(jù)使用場合的不同，每一個(gè)部分又可以分解為幾個(gè)不同的動作，見圖2。在實(shí)際使用中，箱體的位置變化就是由以上分解動作的疊加、組合來完成的。

　　1）上下移動。塑膠中空板用現(xiàn)代化工HDPE和HDPP材料，是一種重量輕（空心結(jié)構(gòu)）、無毒、無污染、防水、防震、抗老化、耐腐蝕、顏色豐富的新型材料，相比于紙板結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，中空板具有防潮、抗腐蝕、更輕便等優(yōu)勢來代替紙板。

　　拿起：即將箱子由地面（或托板）搬起至腰部位置，這是一個(gè)由蹲姿到立姿的過程，在這一過程中端手位于周轉(zhuǎn)箱的上部時(shí)，肢體移動距離較短，比較方便、省力，有關(guān)研究結(jié)論也證明了這一點(diǎn)。

　　放下：即將箱子由腰部位置放至地面（或托板），與拿起相反，是一個(gè)由立姿到蹲姿的過程，同樣端手位于箱體上部時(shí)比較方便、省力。

　　2）水平移動。

　　推拉定位：即將箱子放至指定地點(diǎn)后的精確定位（在某些使用過程中該動作被省略），以橫向擺動為主，端手位靠上比較方便操作。

　　攜帶：即將周轉(zhuǎn)箱拿起后由一地搬至另一地方，這是周轉(zhuǎn)箱搬運(yùn)過程中體力消耗較大的環(huán)節(jié)。在此主要分析在此過程中端手位置的確定。

　　2.2 端手位置受力分析

　　箱體端手位置的確定跟箱子的高度、重量和搬運(yùn)方式有關(guān)，針對這些特點(diǎn)，討論端手位置的確定。中空板在國內(nèi)主要應(yīng)用在工廠產(chǎn)品的包裝周轉(zhuǎn)，其中有普通PP中空板，抗靜電PP中空板（表面阻抗范圍在10的9-11次方Ω之間），防靜電PP中空板（表面阻抗范圍在10的6-9次方Ω之間）、導(dǎo)電中空板（表面阻抗范圍在10的3-6方Ω之間），經(jīng)過一系列后工序可成型防靜電中空板周轉(zhuǎn)箱、防靜電中空板刀卡、導(dǎo)電中空板周轉(zhuǎn)箱、導(dǎo)電中空板刀卡。

　　在攜帶過程中，由于通常情況下單人可攜帶包裝較重不超過30 kg，當(dāng)單個(gè)箱子重量在30 kg以上時(shí)，通常安排兩人抬起行走，此時(shí)端手位于箱體上部，比較方便。中空板刀卡廣泛應(yīng)用于電子，包裝，機(jī)械，輕工，郵政，食品，醫(yī)藥，農(nóng)藥，家電，廣告，裝潢，文化用品，光磁技術(shù)、生物工程醫(yī)藥衛(wèi)生等各種行業(yè)領(lǐng)域。

　　當(dāng)單個(gè)箱子重量在20~30 kg時(shí)，如端手位置在箱體上部（圖1）時(shí)，由于箱體較重，搬運(yùn)時(shí)兩臂拉直會因箱體擋住兩腿而影響走動，降低運(yùn)輸效率。要想不影響走路，手臂必須彎曲，使箱體位置提高。此時(shí)，在重力作用下加速搬運(yùn)人手臂疲勞，影響工作效率。如將端手位置放在箱體下部，見圖3，由于端手位以下箱體高度很小（B=30~50 mm），因而對腿部移動的影響很小，可有效提高搬運(yùn)效率。

　　當(dāng)單個(gè)箱體重量小于20 kg時(shí)，為了提高搬運(yùn)效率，經(jīng)常將數(shù)個(gè)周轉(zhuǎn)箱疊起搬運(yùn)。疊起高度小于500mm時(shí)，可置于搬運(yùn)者胸前；高度大于500 mm時(shí)，由于視線和操作靈活性的影響，通常置于背后。一般情況下，在實(shí)際工作中進(jìn)行此類操作時(shí)，搬運(yùn)工以雙手置于較下面箱子的端手部位，采用背運(yùn)的方式較為常見。搬運(yùn)過程中手臂在提供向上的力的同時(shí)，利用端手位置與靠近身體的箱子邊緣形成的力矩將疊放的箱體靠在背上。在此過程中，手腕部始終處于撓側(cè)偏（箱體在體前時(shí)，形成尺側(cè)偏）狀態(tài)，極易產(chǎn)生腕部酸痛，引起疲勞。如長時(shí)間這樣操作，會引起腕道綜合癥、腱鞘炎等癥狀。同時(shí)，由于疊放的箱體較高，重心相應(yīng)提高，行走過程中穩(wěn)定性較差，因此，兩手臂需從側(cè)面夾持住箱體以維持整體平衡。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)，這種既用力又要加以控制的作業(yè)方式，比較容易引起作業(yè)者的疲勞，給整個(gè)搬運(yùn)過程帶來不利影響。

　　3 端手位置的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

　　滿足人機(jī)工程學(xué)要求的端手位置設(shè)計(jì)見圖4，將端手位置設(shè)在箱體的下方，搬運(yùn)時(shí)，由于端手位置下方的箱體長度較小，兩臂伸直也不會妨礙兩腿走路。

　　但此時(shí)由于箱體的重心位于端手位之上，造成箱體穩(wěn)定性較差，因此將端手位置偏置，使向上的搬運(yùn)力臂大于向下的重力臂，達(dá)到省力的目的，同時(shí)又形成順時(shí)針力矩，是箱體靠在搬運(yùn)者身體上，以獲得穩(wěn)定性。另外，這種順時(shí)針力矩所造成的箱體傾斜，會使箱體上部緊靠搬運(yùn)者身體，而下端產(chǎn)生少許偏移力，減輕箱體對兩腿走路的影響，可提高搬運(yùn)效率。結(jié)合上文分析中提到的搬運(yùn)過程手腕部的受力情況，為使手腕在工作過程中免受側(cè)偏之苦，此處調(diào)整端手孔位置的角度，使手臂與端手位置垂直，以保持手腕處于順直狀態(tài)，腕關(guān)節(jié)放松，以減輕疲勞。

　　分析箱體搬運(yùn)過程中的受力關(guān)系見圖5，手臂、箱體、后背形成了一個(gè)直角三角形。根據(jù)《GB/T 10000-1988中國成年人人體尺寸》有關(guān)數(shù)據(jù)，AB為上臂長、前臂長與手掌長之和，根據(jù)周轉(zhuǎn)箱產(chǎn)品的功能分類屬于Ⅲ型產(chǎn)品，依平均尺寸設(shè)計(jì)采用第50百分位人體尺寸，考慮功能修正后得：AB=698 mm，偏置的端手位置距箱體側(cè)壁的長度BC=180 mm。搬運(yùn)過程中手臂與端手位置垂直，即AB⊥BD，根據(jù)幾何關(guān)系，見圖6，∠CBA=∠DBE=15°；即端手位置與水平面的夾角α=15°。

　　考慮到中空板周轉(zhuǎn)箱的通用性要求，在實(shí)際使用過程中，每個(gè)箱子可同時(shí)設(shè)置上、下2個(gè)端手位置，見圖7，以方便使用。中空板周轉(zhuǎn)箱為注塑產(chǎn)品，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，如此改進(jìn)設(shè)計(jì)除模具復(fù)雜程度略有增加外，箱體成本變化不大。

　　4 結(jié)語

　　中空板周轉(zhuǎn)箱端手位置的合理選擇，應(yīng)根據(jù)箱子的高度、重量和搬運(yùn)方式等特點(diǎn)，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)要求來綜合分析，簡單地設(shè)定在一個(gè)位置是不合理的。綜合使用情況，在箱子上設(shè)計(jì)2個(gè)端手位置，不但使用方便，減輕疲勞，而且增強(qiáng)了操作的舒適性，提高工作效率。