計(jì)京寶 李海軍 陳紅

1.重慶凱瑞特種車有限公司 重慶 401122

2.中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司 重慶 400039

1 前言

隨著軍事裝備的現(xiàn)代化發(fā)展，以及部隊(duì)對(duì)軍事裝備功能要求的不斷提高，需要開(kāi)發(fā)一種既能夠保障物資運(yùn)輸，又能夠兼有召開(kāi)臨時(shí)作戰(zhàn)會(huì)議功能的軍事裝備，以解決目前軍用裝備運(yùn)輸車使用功能單一的問(wèn)題；其次，最大化地開(kāi)發(fā)單車性能，實(shí)現(xiàn)一車具有多功能性，也有利于合理地降低軍事裝備的使用成本。

2 布局與結(jié)構(gòu)

2.1 整車功能及組成

野外辦公物資車是集辦公物資運(yùn)輸和召開(kāi)臨時(shí)作戰(zhàn)會(huì)議功能于一體的特種用途軍車。方艙內(nèi)部攜帶野外作戰(zhàn)軍用帳篷、折疊座椅、折疊桌、作戰(zhàn)辦公箱、戰(zhàn)備作業(yè)箱、攝像機(jī)組件、投影儀組件、傳真復(fù)印機(jī)等辦公物資。該車后部過(guò)道區(qū)留有會(huì)議座位空間，可供10人召開(kāi)臨時(shí)作戰(zhàn)會(huì)議。

該野外辦公物資車由EQ1118GA二類汽車底盤、5 m大板方艙、副車架、5 kW獨(dú)立發(fā)電機(jī)機(jī)組、折疊式可收放滑梯、吊柜、移動(dòng)滑軌托盤裝置、單柱旋轉(zhuǎn)升降吊臂裝置、32〃液晶顯示器、可翻轉(zhuǎn)會(huì)議平臺(tái)、折疊作戰(zhàn)地圖平臺(tái)、傳真復(fù)印機(jī)、消防滅火器等組成。

2.2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在野外辦公物資車的設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用了計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)技術(shù)完成整車布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和虛擬裝配，結(jié)合仿真運(yùn)動(dòng)演示，使得在設(shè)計(jì)初期就可以掌控整車布局并及時(shí)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，避免了結(jié)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)件之間發(fā)生干涉。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為整車布局設(shè)計(jì)和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)步驟。

2.2.1 整車布局設(shè)計(jì)

由于野外辦公物資車方艙內(nèi)所攜帶辦公物資數(shù)量較大、品種較多、規(guī)格不一，故其自身辦公物資、輔助裝備的安裝布置較為復(fù)雜；同時(shí)，又因?yàn)橐笤诜脚搩?nèi)能兼有召開(kāi)臨時(shí)作戰(zhàn)會(huì)議的功能，因此，需壓縮物資、裝備的占用空間，預(yù)留出相應(yīng)的會(huì)議座位空間。整車布局的設(shè)計(jì)合理與否，直接關(guān)系到該車的使用功能能否最終實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)對(duì)野外辦公物資車所裝辦公物資的合理梳理，進(jìn)行如下布局分配：首先在方艙內(nèi)頂端左右兩側(cè)設(shè)計(jì)安裝吊柜，將較小的辦公物資，如戰(zhàn)備作業(yè)箱、攝像機(jī)組件、投影儀組件等依次放在吊柜內(nèi)，按要求對(duì)放在吊柜內(nèi)物資進(jìn)行捆綁固定；液晶顯示器掛在方艙前內(nèi)壁中部適當(dāng)?shù)母叨?，為避免在車輛行駛過(guò)程中較大的沖擊振動(dòng)而使其功能損壞，對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的減振安裝設(shè)計(jì)?？紤]到野外作戰(zhàn)軍用帳篷體積大、質(zhì)量重(約有250 kg)，為便于移動(dòng)取放，將其放置在方艙內(nèi)前左端的移動(dòng)滑軌托盤裝置上。為使整車質(zhì)心位置布置合理，將折疊座椅、折疊桌布置在方艙內(nèi)前右端，在帳篷和折疊座椅、折疊桌中間留有會(huì)議專用辦公箱存放區(qū)。緊鄰方艙前布置區(qū)過(guò)道左側(cè)是單柱旋轉(zhuǎn)升降吊臂裝置，過(guò)道右側(cè)布置了傳真復(fù)印機(jī)。單人用作戰(zhàn)辦公箱整齊地分列于方艙后部過(guò)道兩側(cè)，在作戰(zhàn)辦公箱上部，安裝有可翻轉(zhuǎn)會(huì)議平臺(tái)(圖中紫色部分)，為召開(kāi)臨時(shí)作戰(zhàn)會(huì)議時(shí)使用。經(jīng)過(guò)上述布置后，過(guò)道留有面積約為3.6 m2，作為會(huì)議人員座位區(qū)，滿足設(shè)計(jì)功能要求。野外辦公物資車作戰(zhàn)會(huì)議功能示意圖如圖1(a)和圖1(b)所示。

野外辦公物資車的方艙左后部地板下安裝有5 kW獨(dú)立發(fā)電機(jī)組，為野外辦公提供動(dòng)力系統(tǒng)保障；方艙后中部地板下縱向安裝有折疊式可收放滑梯，其上設(shè)有滑道，為單人作戰(zhàn)辦公箱等較重物資進(jìn)出方艙使用。

2.2.2 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

野外辦公物資車的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)大板方艙艙門的結(jié)構(gòu)及展開(kāi)方式、單人作戰(zhàn)辦公箱的移動(dòng)和固定方式、野外作戰(zhàn)軍用帳篷的移動(dòng)和升降裝置等3部分設(shè)計(jì)。

2.2.2.1 大板方艙艙門結(jié)構(gòu)及展開(kāi)方式

方艙采用軍用方艙通用形式，方艙長(zhǎng)度為5 m。方艙左右兩側(cè)艙門采用上下對(duì)開(kāi)結(jié)構(gòu)形式，在上翻艙門上設(shè)計(jì)有活動(dòng)窗口，既有利于光線射入，又利于通風(fēng)；后艙門采用對(duì)開(kāi)門形式，具有較大的開(kāi)門空間，便于單人作戰(zhàn)辦公箱從后門進(jìn)出。

目前，采用上下對(duì)開(kāi)艙門的軍用方艙中，其上翻艙門支撐方式通常采用氣彈簧支撐，下翻艙門(打開(kāi)后)采用拉鏈方式固定。但此種結(jié)構(gòu)形式在使用過(guò)程中存在一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)整車高度較高，展開(kāi)的上翻艙門最低邊緣距地面的高度大于2.2 m時(shí)，站在地面上的人員無(wú)法直接將上翻艙門回?cái)n關(guān)閉，此時(shí)人員必須進(jìn)入方艙內(nèi)部，從內(nèi)側(cè)方能將上翻艙門關(guān)閉，增加了使用上的不便。

為解決上述問(wèn)題，本車方艙兩側(cè)艙門支撐采用較新穎的機(jī)械式聯(lián)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，此聯(lián)動(dòng)支撐是由連接上下艙門的支撐桿和三角轉(zhuǎn)臂組成的連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。此機(jī)械式聯(lián)動(dòng)支撐工作原理是：當(dāng)人員打開(kāi)下翻艙門時(shí)，與下翻艙門連接的下支撐桿拉動(dòng)三角轉(zhuǎn)臂繞固定點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)，由于連桿機(jī)構(gòu)的三角轉(zhuǎn)臂作用，此時(shí)與三角轉(zhuǎn)臂相連接的上支撐桿同時(shí)推動(dòng)上翻艙門打開(kāi)，最終達(dá)到如圖2所示虛線位置的展開(kāi)狀態(tài)；同理，在關(guān)閉下翻艙門的同時(shí)，由于連桿機(jī)構(gòu)的作用，上翻艙門亦同時(shí)關(guān)閉。如此結(jié)構(gòu)方式，既能夠一次將上、下翻艙門關(guān)閉，又能夠很好地解決部分車型由于方艙艙門過(guò)高，站在地面的人由于夠不到上翻艙門，無(wú)法直接關(guān)閉下翻艙門的問(wèn)題。

2.2.2.2 作戰(zhàn)辦公箱移動(dòng)和固定功能設(shè)計(jì)

由于作戰(zhàn)辦公箱為單兵配置，其體積較大，質(zhì)量約為50 kg，設(shè)計(jì)要求為單人提取時(shí)，移動(dòng)便捷；固定時(shí)，牢固可靠，因此經(jīng)過(guò)分析比較，最終采用固定框與捆綁帶結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。依據(jù)作戰(zhàn)辦公箱底部尺寸設(shè)計(jì)了用角鐵型材圍成的矩型固定框，避免了車輛行駛過(guò)程中，作戰(zhàn)辦公箱會(huì)向左右、前后方向移動(dòng)。在固定框的角鐵兩端采用耐磨尼龍滾輪的結(jié)構(gòu)方式，如圖3所示。耐磨尼龍滾輪的設(shè)計(jì)，使提取移動(dòng)非常方便，同時(shí)也避免了在提取作戰(zhàn)辦公箱過(guò)程中，金屬框體對(duì)箱體表面的刮傷。為防止在車輛行駛過(guò)程中，作戰(zhàn)辦公箱由于顛簸上下竄動(dòng)，使用捆綁帶將其固定，捆綁帶由棘輪收放機(jī)構(gòu)、綁帶、固定掛鉤組成，捆綁帶兩端通過(guò)掛鉤固定在固定框上，棘輪收放機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、便捷，緊固可靠。

由于作戰(zhàn)辦公箱較重，如直接從側(cè)面提取，則比較費(fèi)力，不太方便，因此設(shè)計(jì)將方艙后部艙門作為作戰(zhàn)辦公箱提取的進(jìn)出口。為了便于單人能夠提取，在緊挨方艙地板的后中部縱向安裝了折疊式可收放滑梯。此滑梯由踏板、滑輪軌道、連接板、轉(zhuǎn)軸、滾輪等組成，其平面上部，單邊設(shè)置為作戰(zhàn)辦公箱移動(dòng)的軌道，另一邊為人員上下的踏步梯，其整體長(zhǎng)度為3.4 m，抽出并擺放好后，與水平地面夾角約為20°，便于人員上下。提取作戰(zhàn)辦公箱時(shí)，首先將折疊式可收放滑梯的固定銷松開(kāi)，將滑梯從方艙后部全部抽出(滑梯通過(guò)后端連接板與底架連接)，抽出端依靠自重繞連接板端部轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)、下落，直至將抽出末端抵到平整地面上，此時(shí)滑梯自然展開(kāi)，人員可拖動(dòng)作戰(zhàn)辦公箱沿滑梯上下，如圖4、5所示。

2.2.2.3 野外作戰(zhàn)軍用帳篷的移動(dòng)和升降功能設(shè)計(jì)

野外作戰(zhàn)軍用帳篷的移動(dòng)和升降功能設(shè)計(jì)也是本車難點(diǎn)。首先，由于其自重較重，體積較大，在保證可供召開(kāi)臨時(shí)作戰(zhàn)會(huì)議使用空間的前提下，其可供布置的空間較為狹小，移動(dòng)空間也小；其次，在野外宿營(yíng)使用時(shí)，沒(méi)有其它地面輔助提升設(shè)備配套作業(yè)，導(dǎo)致其移動(dòng)和裝車較為困難。

考慮到上述因素，對(duì)本車野外作戰(zhàn)軍用帳篷的移動(dòng)和升降功能方案的實(shí)現(xiàn)，提出的設(shè)計(jì)思路為：移得出，降得下，升得上，進(jìn)得去。針對(duì)上述設(shè)計(jì)思路的要求，最終采用車載移動(dòng)滑軌托盤裝置和單柱旋轉(zhuǎn)升降吊臂裝置結(jié)合使用的方式，在方艙內(nèi)部前左端，野外作戰(zhàn)軍用帳篷存放位置，設(shè)計(jì)安裝了移動(dòng)滑軌托盤裝置，移動(dòng)滑軌托盤裝置由托盤、滑軌、鎖緊固定機(jī)構(gòu)組成。需存放時(shí)，將野外作戰(zhàn)軍用帳篷捆扎在移動(dòng)滑軌托盤裝置上，此時(shí)，需鎖緊移動(dòng)滑軌托盤。在緊挨移動(dòng)滑軌托盤裝置后側(cè)，安裝了由旋轉(zhuǎn)立柱、釣臂、吊鉤及連接鋼絲、棘輪機(jī)構(gòu)組成的單柱旋轉(zhuǎn)升降吊臂裝置。

在野外宿營(yíng)，需要將野外作戰(zhàn)軍用帳篷取下時(shí)，其操作程序?yàn)椋菏紫葘㈡i緊固定機(jī)構(gòu)松開(kāi)，拖動(dòng)移動(dòng)滑軌托盤至最大位置，然后將單柱旋轉(zhuǎn)升降吊臂的釣臂、釣鉤旋轉(zhuǎn)到野外作戰(zhàn)軍用帳篷上部合適的位置，如圖6(a)所示；松動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)，將吊鉤掛在野外作戰(zhàn)軍用帳篷扎帶上，收緊棘輪機(jī)構(gòu)，將野外作戰(zhàn)軍用帳篷吊起，直至脫離托盤，接著將托盤退回到起始位置，如圖6(b)所示；再緩慢松動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)裝置，直至將野外作戰(zhàn)軍用帳篷降到地面為止，如圖6(c)所示。反之，按其逆操作過(guò)程，可對(duì)野外作戰(zhàn)軍用帳篷進(jìn)行裝車作業(yè)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在野外辦公物資車的設(shè)計(jì)上，既考慮保持原有運(yùn)輸功能要求，又考慮到作為召開(kāi)臨時(shí)會(huì)議功能的布置需求，合理地將運(yùn)輸與辦公兩種功能布置在有限的空間之內(nèi)；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，力求按人機(jī)工程學(xué)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其達(dá)到了設(shè)計(jì)布置合理，功能簡(jiǎn)單、實(shí)用的目的。