轎車自動(dòng)升降輔助裝置的研究與實(shí)施

曾茂燕，思常紅

（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州545006）

1 研究背景

隨著汽車普及率的增加，中國(guó)家庭人均汽車數(shù)量越來越高。隨之而來的就是停車難的問題，雖然政府想了不少辦法，但是因?yàn)橐郧暗氖姓?guī)劃上沒有考慮到停車問題，所以一些區(qū)域還是一位難求，通常在市中心和一些老舊城區(qū)停車難的問題格外突出，特別在節(jié)假日，因停車位少而出現(xiàn)的亂停亂放的行為給城市的交通造成了很大的影響。這些亂停放又無法及時(shí)開走的車輛影響了道路的通行能力，同時(shí)也困擾了交警和城管[1]。因此，本文設(shè)計(jì)了一種轎車自動(dòng)升降輔助裝置，該裝置底部設(shè)計(jì)有多個(gè)萬向輪支撐，當(dāng)千斤頂把汽車頂起的時(shí)候，可以通過人工或者輔助運(yùn)載工具進(jìn)行挪動(dòng)，起到挪車、規(guī)范管理和車輛整齊擺放的目的[2]。

2 升降輔助裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

轎車自動(dòng)升降輔助裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由支撐座1，支撐桿一2，端面固定軸3，內(nèi)螺紋擋圈4，雙向絲桿5（左旋螺紋51，右旋螺紋52），支撐桿二6，萬向輪7，支撐板一8，轉(zhuǎn)向固定扣9，支撐桿底座10，聯(lián)軸轉(zhuǎn)接桿11，1轉(zhuǎn)接頭12，連接桿一 13，連接桿二14，支撐板二15，同步輸出機(jī)構(gòu)16，連接螺釘一17，固定螺栓18，限位開關(guān)19，限位擋板一20，限位擋板二21，電源22，大扭矩正反轉(zhuǎn)手電鉆23，連接螺釘二24，大錐齒輪25，底部端蓋固定螺釘26，底部軸承端蓋27，頂部封蓋28，底座29，側(cè)面軸承端蓋30，小錐齒輪31等31個(gè)主要部分組成。

圖1 轎車自動(dòng)升降輔助裝置的結(jié)構(gòu)圖

升降機(jī)構(gòu)：支撐座1是連接汽車底部的支撐點(diǎn)，中間的卡槽能起到限位作用，防止支撐座1左右移動(dòng)。支撐桿一2的一端與支撐座1活動(dòng)連接，另外一端與端面固定軸3活動(dòng)連接，起到固定支撐作用。內(nèi)螺紋擋圈4采用螺釘固定在端面固定軸3側(cè)面，并與雙向絲桿5螺紋連接；支撐桿二6的一端與端面固定軸3活動(dòng)連接，另一端與支撐桿底座10活動(dòng)連接；支撐桿底座10放置在支撐板一8上端面，采用轉(zhuǎn)向固定扣9活動(dòng)卡位。支撐板一8四個(gè)端面都安裝有萬向輪7，并采用螺栓固定。

主體連接機(jī)構(gòu)：支撐板一8和支撐板二15之間采用（連接桿一13和連接桿二14組成的）伸縮桿連接，并用活動(dòng)卡口固定，連接桿一13和連接桿二14之間的伸長(zhǎng)和縮短采用固定螺釘18固定。支撐板二15上放置有同步輸出機(jī)構(gòu)16，底部安裝有四個(gè)萬向輪7，并采用螺栓固定。

同步輸出機(jī)構(gòu)16（如圖2）：底座29下端是圓形，上端部分是六邊形，六邊形的每個(gè)邊長(zhǎng)部分都安裝有一個(gè)小錐齒輪31；小錐齒輪31中間軸上安裝有軸承，用側(cè)面軸承端蓋30限制軸向移動(dòng)。底座29下端安裝有大錐齒輪25，與小錐齒輪31相嚙合，大錐齒輪25下端安裝有軸承，采用底部軸承端蓋27軸向固定；底座29的頂部采用頂部封蓋28密封，采用四顆連接螺釘一17固定。

圖2 同步輸出機(jī)構(gòu)圖

控制部分：電源22一端連接限位開關(guān)19，另外一端連接大扭矩正反轉(zhuǎn)手電鉆23，限位開關(guān)19在沒有任何干擾情況下處于閉合通電狀態(tài)；大扭矩正反轉(zhuǎn)手電鉆23接通電源后，可通過手動(dòng)按鈕控制電機(jī)啟停和正反轉(zhuǎn)；當(dāng)大扭矩正反轉(zhuǎn)手電鉆23啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，與之連接的聯(lián)軸轉(zhuǎn)接桿11傳遞到轉(zhuǎn)接頭12并帶動(dòng)小錐齒輪31旋轉(zhuǎn)，小錐齒輪31旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)與之嚙合的大錐齒輪25旋轉(zhuǎn)。同時(shí)帶動(dòng)其余小錐齒輪31同步旋轉(zhuǎn)。各小錐齒輪31旋轉(zhuǎn)后將通過聯(lián)軸轉(zhuǎn)接桿11與升降機(jī)構(gòu)的雙向絲桿5一端轉(zhuǎn)接頭12同步旋轉(zhuǎn)；通過控制大扭矩正反轉(zhuǎn)手電鉆23的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng)。

3 轎車自動(dòng)升降輔助裝置的安裝與使用

如圖3、圖4所示，將轎車自動(dòng)升降輔助裝置放入汽車底部，然后調(diào)節(jié)（連接桿一13和連接桿二14組成的）伸縮桿長(zhǎng)度，使升降機(jī)構(gòu)位于汽車底盤四個(gè)千斤頂支撐點(diǎn)位置，通常汽車的支撐點(diǎn)位于車門下邊的裙邊上，支撐座1的凹槽對(duì)準(zhǔn)裙邊位置；接通電源22，操作者拿好大扭矩正反手電鉆23開啟主軸正轉(zhuǎn)，并傳遞到聯(lián)軸轉(zhuǎn)接桿11帶動(dòng)小錐齒輪31正轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)大錐齒輪25轉(zhuǎn)動(dòng)；大錐齒輪25同時(shí)帶動(dòng)所有小錐齒輪31同步轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。通過四個(gè)小錐齒輪31與四個(gè)雙向絲桿5上的轉(zhuǎn)接頭12連接，并同步轉(zhuǎn)動(dòng)；這時(shí)由于雙向絲桿5兩端是左旋螺紋51盒右旋螺紋52組成，因此雙向絲桿5旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，兩端的內(nèi)螺紋擋圈4帶動(dòng)端面固定軸3向中間靠攏如圖5（a）（b）所示，同時(shí)支撐桿2和支撐桿6相應(yīng)的向中間移動(dòng)，同時(shí)支撐座1不斷向上移動(dòng)，如圖5（c）所示，當(dāng)支撐座1上升到一定高度的時(shí)候，限位開關(guān)19和限位擋板一20接觸，這時(shí)處于常閉狀態(tài)下的限位開關(guān)19斷開，同時(shí)與之相連接的調(diào)速器22電源斷開，限位開關(guān)19起到起到限位保護(hù)的作用[3]。

圖3 轎車升降后側(cè)視圖

圖4 轎車升降主視圖

圖5 升降機(jī)構(gòu)的限位開關(guān)示意圖

轎車自動(dòng)升降輔助裝置在使用完后，將大扭矩正反手電鉆23開啟主軸反轉(zhuǎn)，這時(shí)電機(jī)12反轉(zhuǎn)，聯(lián)軸轉(zhuǎn)接桿11輸入同步輸出機(jī)構(gòu)16，輸出后由聯(lián)軸轉(zhuǎn)接桿11和轉(zhuǎn)接頭12帶動(dòng)所有雙向絲桿5反轉(zhuǎn)，與雙向絲桿5連接的內(nèi)螺紋擋圈4向兩端移動(dòng)，同時(shí)端面固定軸3和支撐桿一2和支撐桿二6也向兩端展開，支撐座1向下移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到汽車輪子能順利著地時(shí)就可以了，也就是如圖5（a）所示狀態(tài)。當(dāng)由于操作者一直保持大扭矩正反手電鉆23主軸反轉(zhuǎn)持續(xù)工作，支撐座1下降到一定程度后，限位開關(guān)19與限位擋板二20接觸如圖5（b）所示，電源電路22斷開，起到限位保護(hù)作用。

4 應(yīng)用裝置優(yōu)點(diǎn)及效益分析

轎車自動(dòng)升降輔助裝置主要是將底部帶有輪子的升降千斤頂裝置對(duì)應(yīng)轎車支撐部位將整輛轎車平衡升起，與現(xiàn)有技術(shù)比較有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用斜齒輪同步輸出動(dòng)力，同步性一致，可完成同步升降。

（2）利用外部電機(jī)控制器或便攜式高扭矩手電鉆可控制正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)螺紋千斤頂?shù)纳仙c下降。

（3）雙向絲桿的螺距設(shè)計(jì)為1，可使用小扭矩承受大支撐力。

（4）單個(gè)自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)可單獨(dú)與大扭矩手電鉆連接，用于更換輪胎等簡(jiǎn)單操作，滿足日常的保養(yǎng)檢修要求。

（5）電動(dòng)控制千斤頂?shù)纳?，能有效緩解勞?dòng)強(qiáng)度。

（6）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，且造價(jià)低。