一種側(cè)擴(kuò)展電視轉(zhuǎn)播車車體的結(jié)構(gòu)設(shè)計

馮永業(yè)

鄭州紅宇專用汽車有限責(zé)任公司　 河南鄭州　 451450

一種側(cè)擴(kuò)展電視轉(zhuǎn)播車車體的結(jié)構(gòu)設(shè)計

馮永業(yè)

鄭州紅宇專用汽車有限責(zé)任公司 河南鄭州 451450

介紹了一種采用側(cè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的電視轉(zhuǎn)播車車體的設(shè)計思路，主要圍繞整車結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)拉擴(kuò)展傳動機(jī)構(gòu)形式、滑道結(jié)構(gòu)、側(cè)拉廂體電動一鍵控制系統(tǒng)、側(cè)拉廂體密封結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的設(shè)計方法進(jìn)行闡述，以滿足電視轉(zhuǎn)播車輛的使用要求。

電視轉(zhuǎn)播車 側(cè)拉廂體 齒輪齒條傳動系統(tǒng) 側(cè)拉滑道機(jī)構(gòu)

1　前言

普通艙/廂體（如圖1）的寬度因受標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的限制不能大于2.5 m，故車輛不能滿足對大型指揮、通訊、醫(yī)療等辦公場所的空間需求。而擴(kuò)展艙體（車輛）能夠?qū)麅?nèi)有限的空間進(jìn)行擴(kuò)展，可有效解決車廂內(nèi)設(shè)施布局不足的問題和滿足操作空間的要求，以達(dá)到專用車輛的特殊需求。擴(kuò)展艙體（車輛）系統(tǒng)（如圖2）的研究為特種車輛在空間擴(kuò)展上提供了一項較好的技術(shù)運用。

本項目主要研發(fā)的是一種側(cè)拉（擴(kuò)展）廂體。側(cè)拉廂體的驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)用于側(cè)拉廂體的擴(kuò)展和收攏，同時承受運輸時側(cè)拉廂體的側(cè)向負(fù)荷，并需要保證運輸時擴(kuò)展側(cè)拉廂體鎖止可靠及運輸安全。側(cè)拉廂體周邊設(shè)計有密封裝置，保證密封、隔音性能良好，在側(cè)拉廂體完全打開或閉合時均無滲水問題。

圖1　普通艙（廂）體

圖2　擴(kuò)展艙體（車輛）

2　整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

該車主要由二類汽車底盤、直掛廂體、側(cè)拉（擴(kuò)展）廂體、駐車平衡支撐系統(tǒng)、齒輪齒條傳動系統(tǒng)、側(cè)拉滑道機(jī)構(gòu)、側(cè)拉廂體電動一鍵控系統(tǒng)、側(cè)拉廂體密封結(jié)構(gòu)裝置、側(cè)拉平臺與抽拉折疊梯、空調(diào)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成部分（如圖3）。

圖3　車體外形圖

2.1側(cè)拉（擴(kuò)展）傳動機(jī)構(gòu)

擴(kuò)展廂的核心是側(cè)拉廂體的驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)（如圖4）。它用于側(cè)拉廂體的擴(kuò)展和收攏，同時承受運輸時側(cè)拉廂體的側(cè)向負(fù)荷，保證運輸時擴(kuò)展側(cè)拉廂體鎖止可靠及運輸安全。驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)的好壞直接關(guān)系到擴(kuò)展艙的靈活程度及可靠性。項目前期對采用什么樣的方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計有著充分的比較與論證，最終選用來自直流減速電動機(jī)作為擴(kuò)展廂的動力。直流減速電動機(jī)由直流電動機(jī)與PX行星減速器構(gòu)成，通過蝸輪蝸桿減速，齒輪齒條副帶動擴(kuò)展廂伸縮。該機(jī)構(gòu)自鎖能力好，無需特殊保養(yǎng)，在電器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也可應(yīng)急手動驅(qū)動。直流減速電動機(jī)通過電機(jī)的初級減速能把電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)降低至350 r/min后，再傳送到下一級蝸輪蝸桿減速機(jī)，經(jīng)第二級減速后，擴(kuò)展廂齒輪齒條副傳動的輸入轉(zhuǎn)速為7 r/min。齒輪齒條副的齒輪節(jié)圓直徑選用80 mm，齒條齒距10 mm；經(jīng)計算，車廂擴(kuò)展900 mm，運行時間約為30 s，實際電動時間≤30 s；單邊額定承載可達(dá)2 t，手搖力≤10 kg。

圖4　擴(kuò)展方案示意圖

2.2滑道機(jī)構(gòu)

滑道機(jī)構(gòu)用于左右側(cè)艙的擴(kuò)展和收攏，每邊側(cè)艙各有一套?；罊C(jī)構(gòu)由定軌、動軌和滑輪組組成，滑輪組由定軌與廂體底架副梁連接裝配，動軌與活動艙底部連接。動軌沿著滑輪組運動，側(cè)拉廂體的滑道機(jī)構(gòu)采用12#槽鋼做動軌，雙密封軸承滾輪結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向和承載結(jié)構(gòu)良好。

2.3側(cè)拉廂體電動一鍵控系統(tǒng)

側(cè)拉（擴(kuò)展）系統(tǒng)選擇合適的控制策略（主從控制、互為主從控制）以及選擇合適的控制方法，可極大提高同步精度、方便操作及使用。配置線控和面板控制分為兩種，運動控制裝置設(shè)置了機(jī)械和電報互鎖控制裝置，能夠根據(jù)側(cè)拉廂體的運動位置而準(zhǔn)確互鎖，以便使側(cè)拉廂體處于完全拉出或收攏的位置。

為確保側(cè)拉廂體控制方式的可行性和可靠性，專門進(jìn)行了模擬電路試驗，以進(jìn)一步驗證電動控一鍵系統(tǒng)運動位置是否能準(zhǔn)確互鎖和執(zhí)行的可靠性，從而對控制電路進(jìn)一步驗證和分析。同時，增加測試點控電路，分析、對比點控電路和自控電路的可行性方案和分析結(jié)論。

經(jīng)反復(fù)模擬測試，自控電路能夠滿足側(cè)拉廂體電動一鍵控系統(tǒng)，同時增加了模擬點控電路。盡管點控電路也能滿足使用要求，但是不如自控操作方便。同時，自控電路也設(shè)有應(yīng)急停止按鍵，能夠充分解決自控應(yīng)急處置。模擬驗證其初步設(shè)計方案可行，能夠達(dá)到設(shè)計使用要求，故樣車側(cè)拉廂體控制方式采用電動一鍵控系統(tǒng)。

2.4側(cè)拉廂體密封結(jié)構(gòu)

為滿足側(cè)拉廂體擴(kuò)展系統(tǒng)在溫度變化、風(fēng)雨、砂塵、日曬及煙霧等惡劣自然環(huán)境下能夠正常工作，側(cè)拉廂體密封結(jié)構(gòu)在設(shè)計上選用的是一種新型側(cè)拉口專用型材，臺階式結(jié)構(gòu)，新型的氣囊式密封條與固定封條表面密封嚴(yán)實，并在固定廂板和側(cè)拉廂板之間的銜接處形成階梯狀的密封結(jié)構(gòu)，從而提高密封效果，起到了良好的防雨、防風(fēng)作用，整體強(qiáng)度高，極大地延長了車廂的使用壽命。側(cè)拉廂體設(shè)計安裝有展開和閉合密封措施（如圖5），系統(tǒng)集成前，在經(jīng)廂體裝配調(diào)整行駛實驗后，又在專業(yè)的淋雨實驗室內(nèi)進(jìn)行淋雨實驗。淋雨實驗的降雨強(qiáng)度為7～9 mm/min。噴射方向與鉛垂成45o，降雨時間不少于60 min。經(jīng)實驗驗證，廂體和側(cè)拉廂的密封性能良好。

2.5側(cè)拉平臺與抽拉折疊梯

在音頻區(qū)右側(cè)單開門下方設(shè)有抽拉平臺（圖2中的紅色線圈所示），平臺滑動機(jī)構(gòu)為8#槽鋼和帶軸承的滾輪組成，行車時收納至車廂下部，駐車時可將其拉出。平臺內(nèi)含不銹鋼折疊抽拉工作梯，以方便工作人員出入。在平臺上面裝有可折疊不銹鋼防護(hù)欄，平臺和抽拉折疊梯表面均貼覆3 mm厚的花紋鋁板，做防滑處理，在車廂外部裝有拉手及安全標(biāo)識。

特種車輛通常都在側(cè)面或擴(kuò)展部位配備有抽拉的工作平臺，抽拉平臺周圍若無防護(hù)設(shè)施，便會對車輛上的工作人員存在著一定的安全隱患。技術(shù)解決方案是提供一種可倒伏的扶手裝置，在車輛擴(kuò)展平臺部位提供一個可靠防護(hù)屏障，扶手通過底座和固定銷能夠直立和倒伏。

特種車在其側(cè)面基本上開有工作門。為便于工作人員進(jìn)入車體，一般都需要在工作門位置加裝一個梯臺。故此設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、使用簡便和安全可靠的手動滑動抽拉梯臺。

圖5　側(cè)拉廂體密封結(jié)構(gòu)示意圖

2.6空調(diào)系統(tǒng)

在廂體后部安裝有室外機(jī)，工作區(qū)和設(shè)備分開，并可根據(jù)分區(qū)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

a. 出風(fēng)方式：所有工作區(qū)域采用浸淋式出風(fēng)方式，經(jīng)送風(fēng)道并通過沖孔頂板令冷風(fēng)均勻分散地吹到車內(nèi)空間，使工作人員感受到?jīng)鏊珱]有受冷風(fēng)直吹的感覺。

b. 強(qiáng)制出風(fēng)風(fēng)道：為了解決機(jī)柜（發(fā)熱量大的設(shè)備）的冷卻問題，在機(jī)柜上面設(shè)有專門的強(qiáng)制出風(fēng)孔，使設(shè)備機(jī)柜正面強(qiáng)制地吸收冷風(fēng)而帶走熱量，在達(dá)到冷卻目的同時，并不會造成工作人員過冷的感覺。

c. 冷熱交換：空調(diào)室內(nèi)機(jī)安裝在機(jī)架的上部，目的是將機(jī)架后部設(shè)備所散發(fā)的熱量全部吸回到空調(diào)機(jī)內(nèi)，轉(zhuǎn)換為冷風(fēng)，再經(jīng)過送風(fēng)道吸收到設(shè)備架前，經(jīng)過空氣的流動形成一個大的循環(huán)，使車內(nèi)工作人員和設(shè)備所產(chǎn)生的熱量通過空調(diào)的轉(zhuǎn)換達(dá)到一個平衡的溫度，保證有一個良好的工作環(huán)境（如圖6）?？照{(diào)室內(nèi)機(jī)的防積水和排水措施如圖7所示。室內(nèi)機(jī)的下面安裝鋁制防水托盤，室內(nèi)機(jī)和托盤分別有排水管將積水排出車外。

2.7駐車平衡支撐

轉(zhuǎn)播車安裝有自動調(diào)平液壓支撐腿和手動支撐腿，可以有效防止工作人員上下車時引起車的晃動，保證駐車時車內(nèi)設(shè)備和人員能在平穩(wěn)的環(huán)境中工作。另外，通信車在較長時間內(nèi)不使用時，用支撐腿支撐車體，可以減輕車身對輪胎的壓力，延長輪胎壽命。

自動調(diào)平液壓支撐腿以24 V直流電源為動力源，將支撐腿通過安裝支架固定在汽車大梁的合適位置，使用時支撐腿向下伸出觸地，將車身頂起，使車輛的大部分自重由支撐腿支撐，從而保持車體的平穩(wěn)，減輕車輛彈簧鋼板負(fù)載。使用完畢，支撐腳向上收起收藏，離地有足夠的高度，以保證有足夠的允許離去角，確保不影響行車及設(shè)備的安全。

圖6　機(jī)柜散熱模型示意圖

圖7　空調(diào)室內(nèi)機(jī)的防積水和防排水措施示意圖

2.8供配電系統(tǒng)

為了滿足現(xiàn)場電視轉(zhuǎn)播功能，提供良好的工作環(huán)境，保證用電設(shè)備的安全，在市電接入集中控制系統(tǒng)之前，增加隔離變壓器；為提高轉(zhuǎn)播設(shè)備的可靠性，配置在線式UPS保護(hù)。供電系統(tǒng)的設(shè)計符合GB 9378－88《配電系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》國家標(biāo)準(zhǔn)。整車配電系統(tǒng)由隔離變壓器、配電控制盤（配電盤）、UPS、直流電源、充電機(jī)、照明系統(tǒng)等組成。內(nèi)部電氣系統(tǒng)如圖8所示。

電源供給采用三相電和單相電互備。這樣在不具備三相電的場合，轉(zhuǎn)播車依然可以正常工作。

圖8　供配電氣系統(tǒng)圖

380V外部電源接入車內(nèi)首先經(jīng)過隔離變壓器隔離，從隔離變壓器輸出一路220 V進(jìn)入配電柜，然后再分三路供給設(shè)備和空調(diào)。其中兩路分別接入兩臺3 P空調(diào)，另一路接入穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓電源可以通過萬轉(zhuǎn)開關(guān)旁通，確保電路的暢通。穩(wěn)壓后再經(jīng)UPS進(jìn)入配電柜。此處UPS通過萬轉(zhuǎn)開關(guān)可以旁通，確保UPS故障時電路的暢通。通過配電柜后，將UPS電力送入到用電設(shè)備。

為了安全起見，整車電源的啟動設(shè)立一個啟動按鈕開關(guān)。在外電輸入正常的情況下按下啟動按鈕，交流接觸器吸合，電源才真正地送到了控制車內(nèi)各個部位的空氣開關(guān)。如果發(fā)生電源瞬間中斷現(xiàn)象，即電源突然中斷然后又通電的情況，交流接觸器會在電源中斷的瞬間自動斷開，啟動按鈕也恢復(fù)到斷開。電源再次接通時，由于啟動按鈕開路，交流接觸器不會吸合，這樣便可以避免瞬間電流過大而燒壞車內(nèi)設(shè)備情況的發(fā)生。

2.9廂體設(shè)計

廂體與大梁緊固采用的是高強(qiáng)度騎馬螺栓將廂體與大梁連接，中間墊橡膠減震墊，起到減振、防移動作的作用。車廂制造工藝采用鋼骨架、鋁蒙皮制造工藝。四角立柱采用高強(qiáng)度專用鋁型材護(hù)板，圓弧過渡，美觀大方。廂板制作采用意大利進(jìn)口熱壓機(jī)壓制成型的正壓粘接一次成型技術(shù)。

3　結(jié)語

側(cè)擴(kuò)展（電視轉(zhuǎn)播車）經(jīng)用戶應(yīng)用結(jié)果表明，完全能滿足廂體擴(kuò)展內(nèi)部空間要求，機(jī)構(gòu)運行穩(wěn)定，操控簡便，擴(kuò)展廂體展開和閉合結(jié)構(gòu)符合密封性能的要求，擴(kuò)展傳動機(jī)構(gòu)系統(tǒng)（側(cè)拉廂），經(jīng)過質(zhì)量檢測結(jié)果和用戶應(yīng)用，達(dá)到了軍用方艙的標(biāo)準(zhǔn)要求，完全能滿足各類功能性方艙的需要。也可為需要擴(kuò)展的方艙或?qū)Ｓ密囕v如電視轉(zhuǎn)播車、房車、通訊車、野外會議車、指揮車、監(jiān)控車和其他特種設(shè)備車輛等提供參考。

Structure Design of A Lateral Spread OB Van Body

FENG Yong-ye

A structure of TV OB van body design with lateral spread was Introduced, the vehicle structure design, side pull expansion transmission mechanism, a slideway structure, the side pull box body electric button control system, side pull car body sealing structure, air conditioning system and for distribution system design methods are presented in this paper, meeting the users' requirements for TV OB Van.

TV OB van; side pull car body; rack and pinion drive system; side pull slide mechanism

馮永業(yè)，男，1978年生，工程師，現(xiàn)從事專用車設(shè)計工作。

U469.6.03

C

1004-0226(2016)07-0103-04

2016-04-13