劉謙　趙世英　王宗瀚　黃澄　張哲欣

【摘 要】為了滿足2017阿斯塔納世博會上合絲路（北京）新媒體空間模型展館出入口對門的特殊需求，研發(fā)設(shè)計了弧形自動雙開側(cè)滑門。應(yīng)用SolidWorks三維計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定以及整體建模。與傳統(tǒng)的滑軌門、合頁門、平口門相比較，自動雙開側(cè)滑門具有自動控制，外觀優(yōu)美，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】阿斯塔納世博會；側(cè)滑門；SolidWorks

由北京印刷學(xué)院設(shè)計、組織并策劃的2017阿斯塔納世博會上合合作組織館-上合絲路（北京）新媒體空間項目，經(jīng)過世博會3個月的運(yùn)營，圓滿完成世博會上合館各項主題活動，上合絲路（北京）新媒體空間的模型展館永久落戶在北京印刷學(xué)院。為了完善上合館北京新媒體空間模型展館出入口的細(xì)節(jié)設(shè)計，本項目研發(fā)并設(shè)計了這款弧形側(cè)滑門。柔美的弧線外觀，使得雙開弧形自動門氣派豪華、外觀獨(dú)特。與傳統(tǒng)的側(cè)滑門相比，本設(shè)計更注重實(shí)現(xiàn)門與展館內(nèi)外幕布的高契合度，保證幕墻的安裝與多媒體演示效果的展示需求。自動雙開弧形門通過控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動開合，經(jīng)過參數(shù)調(diào)整也適用于其它高中端公眾場所的出入口系統(tǒng)。

1 自動雙開側(cè)滑門的工作參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計總體構(gòu)造的階段，通過調(diào)研和檢索同類型自動門、弧形門和側(cè)滑門等相關(guān)資料，結(jié)合機(jī)械運(yùn)作特點(diǎn)進(jìn)行研討和分析，選出合理設(shè)計方案；用SolidWorks軟件進(jìn)行傳動系統(tǒng)設(shè)計，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、各部件組成零件的詳細(xì)設(shè)計；傳動件及結(jié)構(gòu)零件受力分析；利用SolidWorks實(shí)體建模軟件完成自動雙開側(cè)滑門的三維實(shí)體模型虛擬展示和裝配模擬；裝配過程分析，整機(jī)立體三維模型。自動雙開側(cè)滑門的單柵門寬度為1570mm、高度為2600mm，雙柵閉合總寬度3140mm；門面呈弧形，閉合時能與墻壁組合成一個完整的圓弧表面。自動雙開側(cè)滑門工作原理是由傳感器感應(yīng)人的經(jīng)過，轉(zhuǎn)換成電信號并傳遞信號到動力系統(tǒng)中的控制門的電動機(jī)，控制連桿機(jī)構(gòu)擺動，從而控制門在滑道內(nèi)的開合動作。

新媒體空間模型展館正門效果圖如圖1所示，雙開滑動門自動開合機(jī)構(gòu)簡圖如圖2所示：主體部分主要由連桿結(jié)構(gòu)、環(huán)形壁面、滑動面、門結(jié)構(gòu)、門下部滑動穩(wěn)固減摩擦結(jié)構(gòu)等組成，環(huán)形墻壁與地面滑道部分固定不動，驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，帶動連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動，帶動門沿地面滑道進(jìn)行開合運(yùn)動。選擇地面滑道使門結(jié)構(gòu)能夠沿固定的滑道軌跡運(yùn)動，使門打開時不影響建筑其他結(jié)構(gòu)正常工作，門閉合時能與環(huán)形墻壁完美結(jié)合，組成一個圓環(huán)，滿足美觀，實(shí)用等要求。選用連桿結(jié)構(gòu)的目的是把驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓾M足特殊運(yùn)動軌跡要求的空間復(fù)雜運(yùn)動。采用門下部滑動穩(wěn)固減摩擦結(jié)構(gòu)，有效減小門在滑道滑動所受摩擦力的影響，同時滿足門的穩(wěn)固要求。為了預(yù)防自動雙開側(cè)滑門在工作中出現(xiàn)的突發(fā)停機(jī)狀況，我們選擇在門內(nèi)部安裝把手裝置，在系統(tǒng)停止運(yùn)行的情況下可由人手動操作門的開合。為了滿足自動雙開側(cè)滑動門的可靠性和正常運(yùn)行，簡化結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)門重量的減少和生產(chǎn)效率的提高。門結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)鋁合金材料和壓鑄熱處理防腐的制作工藝，以及定位銷，隼的鏈接工藝，門把手采用螺釘鏈接固定。

圖1 新媒體空間模型展館正門效果圖

圖2 自動雙開滑動門自動開合機(jī)構(gòu)簡圖（俯視圖）

2 側(cè)滑門結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計方案

自動雙開弧形門的驅(qū)動系統(tǒng)是整個結(jié)構(gòu)運(yùn)作的關(guān)鍵，為整個系統(tǒng)提供動力，采用電機(jī)驅(qū)動，能夠保證驅(qū)動的穩(wěn)定性，采用連桿機(jī)構(gòu)，滿足將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成復(fù)雜的空間運(yùn)動。連桿機(jī)構(gòu)材料采用45號中碳鋼，鏈接方式采用軸，銅套，墊圈，定位銷鏈接，保證連桿的受力強(qiáng)度，和穩(wěn)定性。

一般滑道為直線型，只能滿足直線運(yùn)動，八字型滑道巧妙結(jié)合連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)空間復(fù)雜運(yùn)動，地面滑道部分采用八字型設(shè)計，確保門的前支柱（下轉(zhuǎn)第46頁）（上接第11頁）先沿八字型上部滑道到達(dá)指定位置的同時，后支柱同樣沿八字型上部滑道到達(dá)八字型下部滑道岔口位置，而后進(jìn)入岔口滑道到達(dá)指定位置，滿足門與環(huán)形墻壁的完美貼合。

一般滑軌大多采用滾輪式，兩根軌道，一個滑輪，承重能力較差，反彈功能基本為零[1]。本設(shè)計門下部減摩擦穩(wěn)固結(jié)構(gòu)采用鋼珠式滑軌結(jié)構(gòu)，采用線性排列的鋼珠組，具有緩沖關(guān)閉和按壓反彈開啟功能，承重力強(qiáng)。當(dāng)門在八字型滑道中滑動時，能有效減小摩擦所帶來的影響，并起到使門穩(wěn)固的作用，底部鋼珠對門起到支撐作用。門內(nèi)側(cè)安裝門把手，確保在發(fā)生特殊情況時可以人工進(jìn)行門的開合動作。通常能門把手多會破環(huán)門外觀的和諧性，尤其是弧形門的把手，此門門把手采用隱藏式結(jié)構(gòu)以及螺釘固定方法，確保不影響門的平滑美觀[2]。

3 結(jié)束語

本弧型側(cè)滑自動門既能合理空間布局，又安全可靠，能夠很好地服務(wù)于2017哈薩克斯坦阿斯塔納世博會上海合作組織新媒體空間展館模型在我校的落地項目，也可應(yīng)用于其它高中端公眾場所的出入口系統(tǒng)。弧形自動門外形和諧優(yōu)美，在簡單的開閉之間，讓人體驗到弧形門散發(fā)出的輕盈之感、和諧之美。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周福榮，施華灘.滑動門上走輪臂與上導(dǎo)軌干涉問題研究[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展，2015（3）：24-26.

[2]劉艷榮，譚鐵仁.屏蔽門系統(tǒng)滑動門手動解鎖裝置的改進(jìn)設(shè)計[J].城市軌道交通研究，2015（4）：71-74.endprint