便攜式移車(chē)裝置設(shè)計(jì)與研制

馬超，蓋泳伶，張答鋒，梁騫

（1.中國(guó)人民解放軍63602部隊(duì)；2.中國(guó)人民解放軍63600部隊(duì)，甘肅 酒泉 732750）

近年來(lái)，隨著居民生活質(zhì)量的提高，車(chē)輛靈活機(jī)動(dòng)的遂行保障需求增多，在進(jìn)行運(yùn)輸保障時(shí)的實(shí)現(xiàn)狹窄路段車(chē)輛的180°掉頭、故障車(chē)輛占用行駛車(chē)道的緊急挪動(dòng)是面臨的新問(wèn)題。隨著私家車(chē)逐年增長(zhǎng)，道路已不能滿(mǎn)足需求，尤其存在一些違章亂停阻礙交通、消防通道被車(chē)輛占用等問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的機(jī)動(dòng)、快速移動(dòng)，通過(guò)研究分析，設(shè)計(jì)一種便攜裝置，作用于輪胎上，能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛的快速移動(dòng)。

1 設(shè)計(jì)的必要性分析

隨著居民區(qū)商業(yè)區(qū)車(chē)輛的增加，停車(chē)位置已不能滿(mǎn)足需求，違章亂停阻礙交通、消防通道被車(chē)輛占用等問(wèn)題隨之而來(lái)，故障車(chē)輛占用行駛車(chē)道也是面臨的新問(wèn)題，靠傳統(tǒng)清障車(chē)或者牽引實(shí)現(xiàn)車(chē)輛挪動(dòng)，占用空間大，機(jī)動(dòng)性和靈活性都不高。隨著部隊(duì)訓(xùn)練實(shí)戰(zhàn)化發(fā)展，在外訓(xùn)練時(shí)提出新的訓(xùn)練科目，實(shí)現(xiàn)狹窄路段車(chē)輛的180°掉頭，需要將車(chē)支起，通過(guò)外力使車(chē)輛實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)一種便攜式、小巧型移車(chē)工具，改變單純靠人力推、車(chē)輛牽引等方式，很有必要。

1.1 車(chē)輛移動(dòng)的傳統(tǒng)方法

對(duì)違章車(chē)輛、故障車(chē)輛快速挪動(dòng)，通常采用如下方法：

（1）單獨(dú)的小型乘坐車(chē)，主要借助清障車(chē)，實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，集中停放的乘坐車(chē)目前沒(méi)有工具實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。

（2）單獨(dú)的大車(chē)車(chē)輛，主要立足車(chē)輛牽引，實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。集中存放的目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。

（3）對(duì)于停泊未解除制動(dòng)的車(chē)輛，只能拖車(chē)，對(duì)輪胎有一定損傷。

1.2 傳統(tǒng)移動(dòng)方法的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的移動(dòng)方法，主要借助清障車(chē)或者其他車(chē)輛牽引實(shí)現(xiàn)，對(duì)場(chǎng)地要求空間大，移動(dòng)的方式不夠靈活，同時(shí)，在移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)造成車(chē)輛輪胎的磨損。傳統(tǒng)的方法不適用于集中存放的車(chē)輛，不能解決車(chē)輛180°掉頭的問(wèn)題。

2 技術(shù)分析與設(shè)計(jì)

便攜式移車(chē)裝置，主要由一個(gè)帶有四個(gè)萬(wàn)向輪的金屬框架和液壓裝置組成。通過(guò)設(shè)計(jì)一種方形框架，框架兩側(cè)設(shè)計(jì)圓滾桶，與輪胎胎面接觸，用于抬升輪胎。方形框架另一側(cè)與胎面?zhèn)让嫫叫?，安裝液壓裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)收縮能力，作用于兩側(cè)的框架，實(shí)現(xiàn)相向位移，向內(nèi)合并，使輪胎離開(kāi)地面懸空，對(duì)每個(gè)車(chē)輪安裝該裝置，使車(chē)整體懸空，通過(guò)人力推動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛各個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。該裝置主要適用于公路或水泥路，不適合土路或軟路。該裝置主要通過(guò)機(jī)械加工的方式得以實(shí)現(xiàn)。

為了安全、便攜、快速、靈活機(jī)動(dòng)地實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的移動(dòng)，設(shè)計(jì)的移車(chē)裝置必須具備以下功能。

（1）為了實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)靈活功能，任意位置移動(dòng)的要求，設(shè)計(jì)選用一種能夠具備360°旋轉(zhuǎn)的腳輪。此次主要實(shí)踐和應(yīng)用的車(chē)型是解放CA1122J型柴油運(yùn)輸車(chē)、指揮車(chē)和乘坐車(chē)等車(chē)型，考慮到承受重量必須符合所移動(dòng)車(chē)輛的重量，采用一種工業(yè)超重型萬(wàn)向腳輪，且單個(gè)萬(wàn)向輪承重能力必須達(dá)到1t以上。

（2）為了實(shí)現(xiàn)駕駛員不在場(chǎng)的情況下，規(guī)范車(chē)輛停放秩序，緊急挪動(dòng)故障車(chē)輛，清除堵塞道路車(chē)輛功能，設(shè)計(jì)一種不解除汽車(chē)制動(dòng)，不進(jìn)駕駛室發(fā)動(dòng)車(chē)輛，卻能使汽車(chē)離開(kāi)原來(lái)位置。為滿(mǎn)足以上條件，設(shè)計(jì)通過(guò)一種支架，支撐在輪胎上，在支架上安裝4個(gè)萬(wàn)向輪，通過(guò)千斤頂支起車(chē)輛，將帶有萬(wàn)向輪的支架支到輪胎下方。

（3）為了適應(yīng)各種車(chē)型功能，設(shè)計(jì)的單個(gè)支架承重能力必須達(dá)到2t以上，四個(gè)支架總承重量達(dá)到8t。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證，50×50mm的方鋼重量輕，承重力強(qiáng)，能滿(mǎn)足支架所需要求；萬(wàn)向輪為達(dá)到承重要求，采用6寸PU韓式聚氨酯鐵心腳輪，承重量為單輪1t/四輪3t。

（4）為了實(shí)現(xiàn)便攜、快速功能，設(shè)計(jì)一種U型支架，其中一端安裝收縮橫梁，利用一個(gè)液壓收縮缸，且液壓收縮缸的收縮力達(dá)到3t，將帶萬(wàn)向輪的U型支架支撐到輪胎下方，液壓缸收縮拱起輪胎。為減少輪胎與支架的摩擦，在接觸輪胎的支架上設(shè)計(jì)安裝滾筒。

（5）為了實(shí)現(xiàn)安全功能，每個(gè)承重單車(chē)設(shè)計(jì)有保險(xiǎn)銷(xiāo)，有效防止移車(chē)過(guò)程中車(chē)輛滑脫。

所設(shè)計(jì)的該移車(chē)器由兩名操作人員，可在2min內(nèi)完成一輛車(chē)的起重移動(dòng)工作，真正達(dá)到便攜、快速、安全靈活機(jī)動(dòng)的要求。

3 結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)分析

便攜式移車(chē)裝置結(jié)構(gòu)主要由承重萬(wàn)向輪、伸縮臂、滾筒、液壓收縮氣、踏板、安全插銷(xiāo)等組成,具體見(jiàn)圖1。

圖1 便攜式移車(chē)裝置結(jié)構(gòu)圖

（1）萬(wàn)向輪的主要作用是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的萬(wàn)向移動(dòng)，但由于汽車(chē)的質(zhì)量不同，對(duì)萬(wàn)向輪承重壓力要求比較高。其他大型載重車(chē)，如斯太爾、牽引車(chē)、平板車(chē)等，單個(gè)萬(wàn)向輪承載1t重量，改裝共安裝4個(gè)萬(wàn)向輪，可承載4t重量。

（2）伸縮臂的主要作用是直接與輪胎接觸，通過(guò)收縮缸的拉力使?jié)L軸之間的距離縮短，從而擠抬車(chē)輪離開(kāi)地面，承受所頂起輪胎的全部重量。由于輪胎在離開(kāi)地面時(shí)，需要承受較大的壓力和重力，因此，對(duì)收縮崗的承載能力有更高的要求。

（3）滾筒的作用是伸縮臂收縮時(shí)減少與輪胎的摩擦，從而提高收縮效率,保護(hù)輪胎臺(tái)面。

（4）液壓收縮缸的主要作用是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，通過(guò)液壓動(dòng)力，收縮伸縮臂，為頂起懸空輪胎提供動(dòng)力，該液壓缸最大液壓收縮力為2t。

（5）踏板的主要作用是控制液壓缸，便于施加外力，達(dá)到收縮的目的。踏板上面增加滾花花紋，增加摩擦力，便于施加外力。

3.2 力學(xué)分析

對(duì)裝置進(jìn)行力學(xué)分析時(shí)，以解放車(chē)CA1122J為模型，輪胎型號(hào)為900-20，輪胎直徑為101.9cm，根據(jù)裝置結(jié)構(gòu)，建立力學(xué)模型，對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析。

根據(jù)裝置在抬升輪胎時(shí)的基本結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化為如圖2的力學(xué)模型，解放車(chē)900-20輪胎的半徑x1,x2,… ,xnlOB=50.9cm，lOC=38.9cm，裝置離地高度為lCD=lBE=12cm，根據(jù)勾股定理得出

圖2 力學(xué)簡(jiǎn)圖

其中，兩滾輪對(duì)輪胎的作用力FAO=FBO，與地面夾角為a,車(chē)輛自身的重力為G，為根據(jù)平面交匯力系平衡條件的。

可以看出，隨著接觸點(diǎn)AB的距離縮短，a角度逐漸增大，對(duì)輪胎的作用力FAO=FBO逐漸減小，故接觸點(diǎn)的作用最大為剛開(kāi)始接觸時(shí)，解放車(chē)前橋2725kg，后橋2785kg，單側(cè)輪胎最大重量G=1392.5kg，帶入上述公式計(jì)算得到裝置承受的最大力量為

最大水平分力

根據(jù)合力原理，液壓缸最大水平拉力

Fmax=2FBC=2×5753N=11506N

該裝置設(shè)計(jì)指標(biāo)為承載為4噸，液壓缸最大液壓收縮力為2t，故設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求。

4 便攜式移車(chē)裝置的特點(diǎn)和使用方法

（1）主要特點(diǎn)。便攜式移車(chē)裝置只接觸輪胎不接觸汽車(chē)的車(chē)身和底盤(pán)，移車(chē)更安全。便攜式移車(chē)裝置配有萬(wàn)向腳輪可使汽車(chē)任意方向移動(dòng)，移車(chē)更方便。移車(chē)只需1～2min內(nèi)即可移車(chē)，移動(dòng)更快速。純液壓原理設(shè)計(jì)，輕松、省力、快捷、安全移車(chē)，安全可靠易維修。

（2）使用方法。使用時(shí)拔出安全銷(xiāo)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)液壓閥門(mén)1圈使液壓收縮器卸壓，用力展開(kāi)移車(chē)器，將移車(chē)器從車(chē)輪胎外推進(jìn)，順時(shí)針擰緊液壓閥門(mén)，踏動(dòng)踏板逐步“擠壓”滾筒之間的車(chē)輛輪胎，使?jié)L筒之間距離縮短，從而擠抬車(chē)輪離開(kāi)地面，4個(gè)車(chē)輪抬離地面插好安全插銷(xiāo)后，即可推移車(chē)輛；汽車(chē)移到指定地點(diǎn)后，拔出安全插銷(xiāo)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)液壓閥門(mén)一圈使液壓收縮期卸壓車(chē)輪自動(dòng)放下，取走移車(chē)器。

5 結(jié)語(yǔ)

便攜式移車(chē)裝置設(shè)計(jì)功能實(shí)用性強(qiáng)，操作使用方便，工作性能穩(wěn)定，有效解決了車(chē)輛快速移動(dòng)的難題，尤其是針對(duì)集中停放的車(chē)輛，操作輕便靈活，安全性高、省時(shí)省力，解決了以往挪車(chē)效率較低的難題，實(shí)現(xiàn)了在遂行任務(wù)、開(kāi)辟應(yīng)急通道時(shí)車(chē)輛的快速移動(dòng)，具有較高的推廣使用價(jià)值。