劉加勇，李 輝

(1.機械工業(yè)教育發(fā)展中心，北京 100083；2.開封大學 機械與汽車工程學院，河南 開封 475004)

隨著我國社會經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，房車旅居逐漸成為人們一種新的生活方式，它是在戶外最能增進家庭成員之間感情的度假方式之一。然而，就在這短短的十幾年時間里，房車的發(fā)展卻面臨著諸多問題，比如，現(xiàn)在房車還屬于高端產(chǎn)品，少則幾十萬，多則幾百萬甚至上千萬，一般的平民百姓想要過上房車旅居的生活尚需時日；現(xiàn)有多數(shù)房車追求豪華型，多采用體積大、柔軟的家具，占用了車內(nèi)很大一部分空間，使房車的內(nèi)部空間有限，實用效果不理想，給旅行過程中的人們帶來諸多不便；在房車設計中使用的尺寸、物件擺設方位無法接近理想的人機設計，不能把房車的有限空間充分利用起來，如單純整體增加房車的面積，那么在制造過程中，必定會增加原材料和輔助材料，浪費了資源與能源，加大了成本，造成房車售價過高，使其經(jīng)濟效益下降；現(xiàn)有房車的減振效果不理想，降低了房車的平穩(wěn)性，尤其在面對復雜路況時，降低了其通過性[1-3]。為了解決上述問題，本文研究設計了一款多功能房車。

1 多功能房車的設計

本文設計的多功能房車(見圖1)結構簡單，使用方便，可有效節(jié)省車內(nèi)占地空間，并可擴大房車多功能。多功能房車的設計圖如圖2所示。

圖1 多功能房車實物圖

圖2 多功能房車的結構示意圖

1.1 生活艙的設計

1.1.1 生活艙頂部的設計

生活艙的頂部設有中空的艙棚，艙棚包括前艙板和2個側艙板，其中一個側艙板和生活艙的頂部通過合頁連接，側艙板的側面和前艙板之間通過卡扣固定連接，側艙板的寬度等于伸縮板的徑向延伸長度。艙棚的底部開設有進口，進口對應樓梯。艙棚內(nèi)通過伸縮桿連接遮陽棚架，根據(jù)需要對車棚進行伸縮作業(yè)，這樣既能滿足車的限高要求，又能在使用時進行提升，滿足人們多方位觀賞風景的需要。遮陽棚架呈△形，兩側分別設有太陽能電池板，通過兩側的太陽能電池板形成倒V字型遮陽篷，使用時處于一定角度，使灰塵雜物順著遮陽篷表面滑下，避免其進入房車內(nèi)部，同時遮陽篷又是太陽能電池板，可以滿足房車內(nèi)部的供電需求，一物兩用，節(jié)約又環(huán)保[4]。

1.1.2 生活艙內(nèi)部的設計

生活艙的設計既要滿足人們的基本需求，又要保證旅行的舒適度[5]。通過樓梯將生活艙分為臥室與客廳兩部分，便于滿足人們的不同需求。在使用時互不干涉，保證區(qū)域的整潔度。生活艙的內(nèi)部設樓梯(見圖3)，貼靠車內(nèi)壁，通過隔板將樓梯的側面分隔成多個用于存儲的隔板間，隔板間用于存儲物品。在現(xiàn)有物件的基礎上進行結構的改變，既不影響其作為樓梯的功能進行攀登使用，又節(jié)約房車內(nèi)部的占地空間，保證了房車內(nèi)部的整潔，同時方便了房車內(nèi)部空間的整理。

圖3 樓梯的側面結構示意圖

臥室部分設有拼裝折疊床和折疊書桌，根據(jù)需要進行折疊、展開，減少了占地空間，保證了房車內(nèi)部的美觀度。拼裝折疊床由2個以上的折疊沙發(fā)對接，可根據(jù)需要進行位置的移動，方便人們的使用。折疊書桌包括桌面板和轉動連接于桌面板上的桌腿，桌面板的后端鉸接至車內(nèi)壁，前端和車內(nèi)壁通過卡扣固定連接；桌腿和支撐桿均呈上小下大的階梯圓柱形，其豎截面呈⊥形，下部面積大于上部面積，在減小質量的同時增加其與地面的接觸面積，提高其使用的穩(wěn)固性。圖4為折疊書桌和車內(nèi)壁連接的結構示意圖。2個桌腿分別轉動連接于桌面板同一平面的兩側，桌腿的長度小于桌面板的長度，活動連接為桌面板的兩側分別設有U形座，桌腿的小徑段夾固于U形座內(nèi)，桌腿的小徑段和U形座通過銷軸轉動聯(lián)接。U形座位于桌面板的前端，桌面板的前端為和車內(nèi)壁鉸接的桌面板端的相對端。圖5為折疊書桌使用狀態(tài)的結構示意圖。另外，臥室部分還設有衣柜和電視機柜，電視機柜內(nèi)放置電視機。

圖4 折疊書桌和車內(nèi)壁連接的結構示意圖

圖5 折疊書桌使用狀態(tài)的結構示意圖

客廳部分設有餐桌、餐椅、廚具、冰箱和壁櫥。壁櫥固定在車內(nèi)壁上，壁櫥和樓梯處于同一車內(nèi)壁。壁櫥位于樓梯的右側，折疊書桌位于樓梯的左側。

1.1.3 生活艙下部的設計

生活艙的下部抽插式連接有伸縮板。抽插式連接為生活艙的下部開設有便于伸縮板徑向往返運動的伸縮槽，伸縮槽內(nèi)的兩側壁上分別設有帶齒輪的電動機，伸縮板的兩端分別固定連接有齒條，通過電動機帶動伸縮板做徑向往返運動，根據(jù)需要增大或減小房車內(nèi)部的空間、面積，靈活性高，實用性好。

1.1.4 生活艙門的設計

延伸折疊結構的生活艙門包括側壁艙門和加長艙門。加長艙門可隨合頁轉動和側壁艙門形成90°的夾角。2個加長艙門內(nèi)分別設有推拉門，2個加長艙門和推拉門的長度之和等于生活艙的長度。側壁艙門的寬度和加長艙門的厚度之和等于伸縮板的徑向延伸長度。2個推拉門之間通過磁鐵相互吸附連接。

1.2 衛(wèi)生艙的設計

衛(wèi)生艙頂部設有蓄水箱，蓄水箱通過管道為生活艙和衛(wèi)生艙進行供水作業(yè)。衛(wèi)生艙由2個中空方形的殼體組成。衛(wèi)生艙和生活艙為轉動連接，衛(wèi)生艙的下端伸縮式連接有支撐桿，支撐桿呈上小下大的階梯圓柱形，其豎截面呈⊥形，支撐桿的延伸長度等于衛(wèi)生艙的下底面距地面的距離。衛(wèi)生艙和生活艙之間通過合頁連接，蓄水箱連接衛(wèi)生艙。

1.3 距離傳感器的設計

生活艙的側面設有延伸折疊結構的生活艙門，底盤通過可調式懸架系統(tǒng)連接車橋，車橋的兩端分別設有車輪，靠近車輪的底盤處均設有距離傳感器。本設計中的距離傳感器為2個，分別固定在靠近前車輪和后車輪的底盤處，距前車輪、后車輪的縱向距離均為10 cm。

1.4 可調式懸架系統(tǒng)的設計

底盤和車橋之間加設可調式懸架系統(tǒng)，包括空氣彈簧、減振器、導向機構和車身高度控制系統(tǒng)，通過合頁連接的2個部件之間在固定時通過卡扣進行連接。圖6為底盤、車橋、可調式懸架系統(tǒng)三者連接的結構示意圖。通過自動改變懸掛的軟硬來適應不同路面的行駛需求，在高速行駛時懸掛變硬，以提高車身穩(wěn)定性；長時間低速行駛時懸掛變軟，來提高減振舒適性。通過改變懸掛的高低而降低或升高底盤離地間隙，以增加高速車身穩(wěn)定性或復雜路況的通過性，提升房車的減振效果。

圖6 底盤、車橋、可調式懸架系統(tǒng)三者連接的結構示意圖

2 多功能房車的工作過程

房車在路上行駛時，距離傳感器實時進行底盤距地面距離信號的監(jiān)測，按距離傳感器的輸出信號，行車計算機判斷出車身高度變化，繼而控制空氣壓縮機和排氣閥門，使可調式懸架系統(tǒng)中的空氣彈簧自動壓縮或伸長，從而降低或升高底盤離地間隙。當需要擴大房車空間時，通過伸縮桿使遮陽棚架自艙棚內(nèi)升起，延伸房車高度，人們可從樓梯上去二層觀賞風景。伸縮板沿生活艙下部的伸縮槽進行徑向運動，通過電動機上的齒輪帶動齒條運動，繼而帶動伸縮板自伸縮槽內(nèi)伸出，延長生活艙的底面長度。轉動側壁艙門和與側壁艙門通過合頁連接的加長艙門，側壁艙門展開和生活艙的側壁處于同一水平面，加長艙門隨合頁轉動和側壁艙門形成90°的夾角，2個加長艙門上的推拉門自加長艙門中拉出進行對接并通過磁鐵相互吸附進行固定，將艙棚上的側艙板放下，覆蓋在側壁艙門、推拉門和加長艙門的上部，使其形成一個密閉的空間，達到加長房車內(nèi)部空間的效果。

值得說明的是，當人們想觀看電視時，將由3個折疊沙發(fā)對接而成的拼裝折疊床分離，轉動其中一個沙發(fā)面對電視擺放，將沙發(fā)的兩端面從水平狀態(tài)折疊成豎直狀態(tài)，即可坐下觀賞電視。當需要使用折疊書桌時，打開卡扣，將桌面板自車內(nèi)壁上放下，使其和車內(nèi)壁呈90°放置，轉動桌腿，使桌腿和桌面板處于垂直狀態(tài)，桌腿的大徑段和車內(nèi)地板接觸完成折疊書桌的支撐作業(yè)，即可使用折疊書桌進行作業(yè)。拼裝折疊床和折疊書桌使用完畢后，采用和展開時相反的步驟進行折疊收納即可。

3 結語

由于現(xiàn)在房車屬于高端消費產(chǎn)品，內(nèi)飾講求豪華氣派，可是中型房車的長度是一定的，在有限的空間里就顯得很狹小，感覺不舒服，并且豪華型的價位使得一般家庭很難支付起，所以本文設計了一般大眾能消費起的，室內(nèi)空間合理優(yōu)化且有很大空間的房車。對房車內(nèi)部空間在環(huán)保材料、功能結構和色彩搭配等方面加以優(yōu)化整合設計，可以讓使用者在有限的空間中得到最大化的享受，并降低生產(chǎn)成本。