楊文斌，徐博銘，吳 迪

（商務大道168號同濟大學浙江學院，浙江 嘉興 314000）

空中餐廳結構設計＊

楊文斌，徐博銘，吳 迪

（商務大道168號同濟大學浙江學院，浙江 嘉興 314000）

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科技進步的日新月異，人們的生活水平不斷提高，誕生了一批房車熱，但乘客很難在劇烈行進或非水平泊車的房車內(nèi)進餐，由于慣性的存在，餐具會在房車劇烈行進或非水平泊車的情況下滾落碰撞，進餐者也會隨著車身的運動而晃動。研發(fā)設計出了一款既能解決餐具滾落碰撞發(fā)出噪聲，又能保證乘客舒適性的一體化餐桌，利用液壓油泵供油系統(tǒng)進行驅(qū)動，并采用主體半剛性阻尼避震器進行減震。餐桌配有伸縮及升降系統(tǒng)，結構精巧，提高了空間利用率，座椅配有起亞緩沖及調(diào)整系統(tǒng)，提升了舒適度。

空中餐廳；液壓系統(tǒng)；半剛性阻尼避震器；升降系統(tǒng)

目前，市場上的房車解決廚具不穩(wěn)定問題的方法是將廚具固定在抽屜內(nèi)，限制了便利性，而人員晃動問題則無法解決，所以，如果能夠研發(fā)設計出一款既能消除噪聲，又能保證乘客舒適性的一體化餐桌，則它將會把房車提升到另一個境界，使乘客在房車行進過程中舒適、愜意地進餐、娛樂，同時使餐具能夠保持穩(wěn)定，進而營造一種安靜、舒適、愜意的車內(nèi)環(huán)境，滿足人們追求完美的要求，激發(fā)人們的欲望，有廣闊的市場前景?？罩胁蛷d效果圖如圖1所示。

1 主體液壓系統(tǒng)的設計

主體液壓系統(tǒng)采用6液壓桿設計，能夠通過不同的伸縮組合模擬出各種角度和位移，從而平衡慣性，避免晃動和滾落，使餐具緊貼桌面，乘客能平穩(wěn)乘坐。液壓桿與底座和桌面的連接采用萬向節(jié)，從而滿足自由度的要求，避免剛性擠壓和扭轉(zhuǎn)，延長液壓油缸和液壓桿的使用壽命。液壓結構如圖2所示。萬向節(jié)的結構和作用與人體四肢上的關節(jié)類似，它允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內(nèi)變化。

圖1 空中餐廳效果圖

圖2 液壓結構

2 液壓油泵供油系統(tǒng)

液壓油泵供油系統(tǒng)的工作方式為電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動齒輪油泵，將郵箱內(nèi)的油液供給每一根液壓桿，液壓桿電磁閥根據(jù)信號實時調(diào)節(jié)開閉，從而調(diào)整進油和排油，各個液壓桿通過伸縮組合調(diào)整出能夠抵消晃動慣性的桌面角度和位移。液壓油泵供油系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 液壓油泵供油系統(tǒng)

3 主體半剛性阻尼避震器

基于機器在實際工作中可能遇到的運動和受力情況，為了能更加牢固地固定底面，主體底面固定采用三點固定，即3個支腳固定，同時，為了避免底面與車廂地板形成剛性連接，進而使系統(tǒng)震動，影響系統(tǒng)壽命，需要采用半剛性阻尼避震連接支腳和主體底板。避震結構如圖4所示。

圖4 避震結構

主體半剛性阻尼避震采用多環(huán)式貼合設計，能夠在實際受力過程中很好地平均分配所受的力，從而避免了應力集中以及由應力集中而帶來的結構部件損壞。

4 主題座椅伸縮及升降系統(tǒng)

座椅伸縮及升降系統(tǒng)采用隱藏式氣壓桿，空間利用率高，能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)座椅的伸縮和升降，并且可以有效地起到減振和緩沖作用，可靠度高。

座椅伸縮及升降系統(tǒng)結構精巧、便于加工，在非工作狀態(tài)能夠?qū)⒆吻擅畹厥湛s在主體內(nèi)部，不占用外部空間，極大地提高了空間利用率，同時，具有高效、可靠的特點。座椅伸縮及升降系統(tǒng)如圖5所示。

該裝置安裝在主體的上桌板，在伸縮和升降工作過程中不會與液壓缸和液壓桿形成任何干涉。

5 座椅氣壓緩沖及調(diào)整系統(tǒng)

座椅背部采用11根可獨立調(diào)節(jié)的氣壓緩沖裝置，能夠根據(jù)預設自動組合出背部形狀，也可以根據(jù)乘坐者的背部特征單獨調(diào)節(jié)每根氣壓桿的支撐力度和伸長長度，從而能夠緊貼乘坐者的背部，提供完美的乘坐體驗和舒適感。座椅背部及底部氣壓緩沖裝置示意圖如圖6所示。

圖5 座椅伸縮及升降系統(tǒng)

圖6 座椅背部及底部氣壓緩沖裝置示意圖

坐墊支撐采用14根氣壓桿，能夠根據(jù)乘坐者的臀部自動調(diào)節(jié)壓力和伸長量，從而為乘坐者提供舒適的貼合感。座椅座墊可伸長或者縮短，通過兩根氣壓桿調(diào)節(jié)，可以適應乘坐者的腿部長度。座椅坐墊伸長裝置示意圖如圖7所示。

6 總結與展望

本文將液壓系統(tǒng)運用到了房車餐桌上，有效避免了因車輛行進而引發(fā)的晃動，即運用液壓系統(tǒng)的各個液壓桿的組合調(diào)整桌面角度和位移，抵消慣性。液壓桿與底座、桌板的連接處采用萬向節(jié)，避免剛性扭轉(zhuǎn)。底座與車廂地板之間采用阻尼避震，減少震動傳遞，保證壽命，座椅采用全氣壓系統(tǒng)，清潔環(huán)保，易于調(diào)整，符合人體工程學。

在產(chǎn)品本身方面，目前市場上還沒有能有效消除房車行進過程中的不穩(wěn)定因素的產(chǎn)品，所以，預計該產(chǎn)品在將來的市場中能夠占據(jù)較大的市場份額，綜上所述，空中餐廳符合科技潮流，具有廣闊的市場。

［1］程耀東，李培玉.機械振動學（線性系統(tǒng)）［M］.杭州：浙江大學出版社，1998.

［2］濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計［M］.北京：高等教育出版社，2013.

U462.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.037

楊文斌（1989—），男，助教，香港理工大學碩士研究生，研究方向為車輛工程/機械設計。

〔編輯：張思楠〕

浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目“應用型大學《機械基礎實驗》創(chuàng)新教學的探索與研究”（編號：kg2015614）