一種新型客車檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵部件的有限元分析

陳靜思　董鐵生　謝李傲　程詩凝　解為新　林景凡

摘 要：現(xiàn)有長(zhǎng)途客車的物品儲(chǔ)藏處存在諸多問題，如行李擺放的不合理導(dǎo)致儲(chǔ)藏室空間的利用率低;還有由于行李箱等物品擺放的先后順序不同，造成乘客在下車時(shí)取行李箱的不便，從而耽誤了大家的時(shí)間;并且在一些相對(duì)落后的城鄉(xiāng)地區(qū)道路建設(shè)還有待完善，這就導(dǎo)致了行李易受客車在路程中意外顛簸而損壞，對(duì)人們的行李安全構(gòu)成潛在威脅，這可能會(huì)導(dǎo)致與客車公司不必要的民事糾紛，不利于和諧社會(huì)的建設(shè)。對(duì)此設(shè)計(jì)了基于長(zhǎng)途客車的存儲(chǔ)檢測(cè)裝置。新型客車存儲(chǔ)檢測(cè)裝置的主要操作系統(tǒng)是無線電感應(yīng)系統(tǒng)，初步設(shè)計(jì)艙內(nèi)分上下兩層，并通過客車儀表盤的按鈕控制艙內(nèi)對(duì)應(yīng)滑板，對(duì)物品進(jìn)行有序分層存放。左右的不對(duì)稱設(shè)計(jì)讓行李箱和貨物與小包裹分開存放，避免人們貨物之間相互擠壓。行李艙內(nèi)裝有監(jiān)控?cái)z像探頭，連接到車內(nèi)司機(jī)控制附近以及外部大屏幕，方便客車司機(jī)管理與乘客下車時(shí)快速找到且拿取行李。本裝置將存儲(chǔ)檢測(cè)裝置和智能助尋系統(tǒng)以及操控系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，配合有限元進(jìn)行具體受力分析，進(jìn)一步增強(qiáng)裝置的安全性和實(shí)用性，能夠更大限度地滿足客車公司的便利性與使用者的需求。

關(guān)鍵詞：智能化 有限元 無線操作 機(jī)械自鎖 監(jiān)控檢測(cè) 人性化

1 引言

近年來，隨著科技的發(fā)展，出行方式明顯得到可多選擇的改善，但仍存在一些相對(duì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的乘客主動(dòng)與被動(dòng)的選擇長(zhǎng)途客車的出行方式。客車屬于一個(gè)公共環(huán)境，公共環(huán)境就不能避免諸多問題，例如部分客車車廂內(nèi)顯得擁擠凌亂，過道很是狹窄，行李艙內(nèi)還有很多空間沒有被利用起來。在客車行駛過程中，不可避免出現(xiàn)行李因隨意亂放導(dǎo)致磕碰等行李損壞?？蛙囆欣钆摽臻g大而無序，行李堆成一團(tuán)，乘客下車時(shí)往往不能及時(shí)找到行李，影響行車體驗(yàn)。針對(duì)以上問題，我們研究了一款新型客車存儲(chǔ)檢測(cè)裝置，可以合理有效的充分利用行李艙內(nèi)空間，分類存放使得乘客行李箱拿取方便，也無形中給客運(yùn)公司帶來了便利。無線控制及監(jiān)控設(shè)備都大大增加了行李安全與乘客的行車體驗(yàn)，完美契合了現(xiàn)代交通的理念。

2 設(shè)計(jì)理念概述

本創(chuàng)新設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念是對(duì)目前客車的行李艙進(jìn)行改進(jìn)，擴(kuò)大行李存儲(chǔ)空間。通過無線控制系統(tǒng)控制滑板進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化存儲(chǔ)行李。對(duì)行李艙進(jìn)行分層，分類存放行李，為乘客提高便捷性，提升行車體驗(yàn)。

2.1 研究目的：

（1）合理規(guī)范存放行李，使客車可使用的空間最大化。

（2）使行李艙內(nèi)行李狀態(tài)可視化，提供乘客行李具體位置，方便乘客下車時(shí)快速尋找。

（3）對(duì)行李分類存放，一目了然，可使行李的安全性更高。

（4）安檢系統(tǒng)更加保障了乘客的人身安全。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及工作流程設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 工作流程設(shè)計(jì)：

此新型客車檢測(cè)裝置由滑板、滑板擋板、控制系統(tǒng)、固定裝置、制動(dòng)系統(tǒng)、滑輪、按鈕、警報(bào)燈燈裝置、監(jiān)控探頭、隔板等組成。

（1）無線控制方面：當(dāng)乘客上車時(shí)，可根據(jù)車內(nèi)提示選擇符合行李箱大小的滑板，按照滑板標(biāo)號(hào)控制按鈕使行李艙內(nèi)對(duì)應(yīng)滑板滑出，整個(gè)操作快捷有序。無線控制系統(tǒng)使本設(shè)備更加方便快捷、節(jié)省時(shí)間，也可以通過無線遙控器進(jìn)行操作，司機(jī)可以在車下更直觀地進(jìn)行操作，從而更快速地選擇出放置行李箱的位置。

（2）分類存放方面：行李艙設(shè)計(jì)為上下兩層樓梯式組合滑板，嵌套裝置，可以調(diào)節(jié)行李艙隔板間的高度，從而達(dá)到更廣泛的適應(yīng)不同規(guī)格的行李的目的。上下兩層分別擺放大小規(guī)格不同的行李箱，艙內(nèi)兩側(cè)可放置手拎包等小件雜物。分類存放更加充分的利用空間資源。同時(shí)，也方便乘客下車時(shí)拿取。

（3）加強(qiáng)防護(hù)方面：行李艙內(nèi)，為防止行李在運(yùn)輸過程中撞碰而產(chǎn)生磨損損壞，我們?cè)诨鍍蓚?cè)增加了泡沫隔板，減小碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊，有效地保護(hù)行李安全。此外，在滑板與隔板的交接處設(shè)置了固定裝置，即采用安全繩索與小滑板來卡緊行李，防止其來回竄動(dòng)，起到了對(duì)行李保護(hù)的功效。

（4）監(jiān)測(cè)裝置：行李艙內(nèi)的監(jiān)控?cái)z像頭連接車內(nèi)大屏幕，乘客下車時(shí)可根據(jù)監(jiān)控有效快捷地找到自己的行李。

4 客車存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有限元分析

采用SOLIDWORKS的Simulation模塊對(duì)客車存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，分析內(nèi)容包括：應(yīng)變分析，應(yīng)力分析，位移分析。

（1）應(yīng)力分析

圖3是滑板的應(yīng)力分布云圖，此板的材料為合金鋼，合金剛最大屈服力為6.204 e+02 MPa，此版所受應(yīng)力最大部位在板角處，最大應(yīng)力為5.061 e+02 MPa，此板最大應(yīng)力比材料屈服力小，所以合格。

（2）應(yīng)變分析

圖4是滑板的應(yīng)變分布云圖，此板的最大應(yīng)變?cè)诎褰翘帲瑪?shù)值為1.758e-03，由此可知，此板的最大應(yīng)變數(shù)值很小，所以此板的最大變形量很小，符合要求。

（3）位移分析

圖5是滑板的位移分布云圖，此板的最大位移為2.559e-01mm，位移最大處位于板的中前部位，由圖可知，此板的位移量很小，可以滿足預(yù)定要求。

5 結(jié)束語

（1）本裝置完美解決了現(xiàn)有的行李艙結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不利于行李的規(guī)范性存放，導(dǎo)致空間浪費(fèi)，甚至空間不夠等現(xiàn)象。本裝置通過合理規(guī)范地存放行李，完美分配空間的同時(shí)設(shè)置了智能監(jiān)控裝置，提高人們的乘車體驗(yàn)。

（2）新型客車存儲(chǔ)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，解決了傳統(tǒng)行李艙的效率低、成本高帶來的種種困擾并進(jìn)一步改善。

（3）本裝置的智能存儲(chǔ)設(shè)計(jì)配合有限元分析，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)更為完善。

綜上所述，本裝置是結(jié)合無線控制，分類存放，加強(qiáng)防固于一體的智能存儲(chǔ)裝置。本裝置最大可能地實(shí)現(xiàn)了我們初始的便捷實(shí)用、新穎創(chuàng)新的創(chuàng)造理念，符合未來智能的生活理念，符合大眾的需求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

基金項(xiàng)目：齊齊哈爾大學(xué)2021大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202110232375）。

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