吳皖龍 李親豪 李忠心 賴世騰 劉婉玉

摘要：隨著航空事業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，民用直升機(jī)的數(shù)量逐年增多，然而由于直升機(jī)對(duì)于?？康攸c(diǎn)和位置有較高的要求，城市可用于?？恐鄙龣C(jī)的可用空間較少等，針對(duì)此問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種位于樓層頂部的可升降停機(jī)庫(kù)，不僅保證了樓體的整體性和美觀性，而且解決了直升機(jī)的停靠問(wèn)題。

關(guān)鍵字：直升機(jī)?？?可升降停機(jī)庫(kù);高層建筑

引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在人員密集的城市中心擁有越來(lái)越多的高層、超高層建筑、擁擠的城市交通，都使得城市密度逐漸攀升。直升飛機(jī)作為20世紀(jì)航空技術(shù)極具特色的創(chuàng)造之一，極大地?cái)U(kuò)展了飛行器的應(yīng)用范圍。直升機(jī)是典型的軍民兩用產(chǎn)品，可以廣泛的應(yīng)用在運(yùn)輸、巡邏、旅游、救護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。然而，直升機(jī)停機(jī)場(chǎng)所則因數(shù)量和場(chǎng)地的問(wèn)題，在直升機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用上產(chǎn)生了一定的困擾。

本文設(shè)計(jì)的這種民用直升機(jī)可升降停機(jī)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)直升飛機(jī)從樓頂進(jìn)入轎廂后的整體升降。整個(gè)升降機(jī)構(gòu)可以做到升降同步平穩(wěn)，且停放好后，保持穩(wěn)定的位置，保證轎廂整體不會(huì)發(fā)生下沉。依靠此種方法不僅解決了直升機(jī)的升降問(wèn)題，而且可以充分利用高層建筑，起到節(jié)省空間的作用。

1.設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)思路

該直升機(jī)科升降停機(jī)整體設(shè)計(jì)是由轎廂頂部蓋板、轎廂上框架、轎廂臺(tái)面框架、轎廂底部框架、升降液壓缸、導(dǎo)軌、長(zhǎng)短方向平衡桿、防下沉裝置所構(gòu)成。整體模型如圖1所示。轎廂的各層框架保證了整個(gè)轎廂的堅(jiān)固性。直升機(jī)升降平臺(tái)運(yùn)動(dòng)主要依靠升降運(yùn)動(dòng)裝置和防下沉裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)穩(wěn)健運(yùn)行。升降運(yùn)動(dòng)的過(guò)程主要是轎廂通過(guò)四根升降液壓缸直頂升降，同時(shí)通過(guò)壓輪沿導(dǎo)軌行走。在轎廂長(zhǎng)短兩個(gè)方向設(shè)置四根平衡桿，并與導(dǎo)軌上安裝的鏈輪鏈軌機(jī)構(gòu)連接，迫使四根液壓缸的升降實(shí)現(xiàn)機(jī)械同步，從而保證轎廂平穩(wěn)同步升降。由于直升機(jī)的質(zhì)量較大，防下沉裝置的設(shè)計(jì)必不可少。當(dāng)轎廂下降到預(yù)定行程后，防下沉裝置中的液壓缸伸出，落在導(dǎo)軌的橫梁上，支撐起整個(gè)轎廂，保證了轎廂的平穩(wěn)性，防止液壓缸因泄漏產(chǎn)生的下沉現(xiàn)象。升降運(yùn)動(dòng)與防下沉裝置的完美配合，可以保證載有直升機(jī)的轎廂能夠穩(wěn)健的進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

1.2工作流程

在直升機(jī)到達(dá)停機(jī)庫(kù)所在的樓頂區(qū)域準(zhǔn)備停機(jī)入庫(kù)時(shí)，可升降停機(jī)庫(kù)的液壓缸防下沉裝置收回，轎廂準(zhǔn)備上升。平衡桿與鏈輪鏈軌機(jī)構(gòu)連接，迫使升降實(shí)現(xiàn)機(jī)械同步。當(dāng)轎廂臺(tái)面框架與直升機(jī)所在平面銜接后，直升機(jī)進(jìn)入轎廂，轎廂開(kāi)始降落。當(dāng)轎廂下降到預(yù)定行程后，液壓缸伸出，保證了轎廂的平穩(wěn)性。此時(shí)，轎廂頂部蓋板與樓頂平面無(wú)縫銜接。由此過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)直升機(jī)平穩(wěn)地出庫(kù)、入庫(kù)。升降平臺(tái)局部結(jié)構(gòu)圖如圖2、圖3所示。

直升機(jī)升降平臺(tái)采用四根液壓缸直頂式頂升轎廂平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)5.6m升降行程。在轎廂臺(tái)面下方設(shè)置了長(zhǎng)短四根平衡桿，鏈條鏈輪與位于導(dǎo)軌處的垂直方向鏈軌相連，液壓缸頂升轎廂的同時(shí)，鏈輪帶動(dòng)整個(gè)轎廂沿鏈軌強(qiáng)迫同步動(dòng)作，以保證轎廂平臺(tái)升降同步和平穩(wěn)。防下沉裝置中的液壓缸在轎廂下降到預(yù)定行程后及時(shí)伸出，支撐在導(dǎo)軌的橫梁上，承擔(dān)起整個(gè)轎廂的重量，防止轎廂因升降液壓缸泄漏產(chǎn)生的下沉現(xiàn)象。

1.3外觀造型

由于該設(shè)計(jì)是位于高層建筑之上，出于美觀的考慮，在設(shè)計(jì)方面盡可能的保證升降平臺(tái)的外觀與樓頂保持協(xié)調(diào)。所以對(duì)于設(shè)計(jì)外觀的美觀性，轎廂頂部蓋板縱向和橫向高度均為拱形，整體蓋板設(shè)計(jì)為曲面造型。對(duì)于轎廂底部框架我們采取了斜拉造型，與四根軌道相連。轎廂底部框架與臺(tái)面框架整體建模后，四周再統(tǒng)一用板封閉起來(lái)。對(duì)轎廂底部和頂部的美化不僅可以保障證轎廂的穩(wěn)健運(yùn)行，也可使該裝置與樓頂融為一體，保證建筑物初始的美觀程度。

3.設(shè)計(jì)總結(jié)

本設(shè)計(jì)運(yùn)用Pro/E軟件構(gòu)建了直升機(jī)升降平臺(tái)的三維模型，由于模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，交錯(cuò)連接眾多，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，檢查到出現(xiàn)的干涉情況，針對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)和尺寸加以修正。在設(shè)計(jì)方面，采用四根液壓缸直頂式頂升轎廂平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)5.6m升降行程，通過(guò)在轎廂臺(tái)面下方設(shè)置長(zhǎng)短四根平衡桿，通過(guò)鏈條鏈輪與位于導(dǎo)軌處的垂直方向鏈軌相連，液壓缸頂升轎廂的同時(shí)，鏈輪帶動(dòng)整個(gè)轎廂沿鏈軌強(qiáng)迫同步動(dòng)作，以保證轎廂平臺(tái)升降同步和平穩(wěn)。防下沉裝置中的液壓缸在轎廂下降到預(yù)定行程后及時(shí)伸出，支撐在導(dǎo)軌的橫梁上，承擔(dān)起整個(gè)轎廂的重量，防止轎廂因升降液壓缸泄漏產(chǎn)生的下沉現(xiàn)象。在建模及渲染方面，由于用戶對(duì)升降平臺(tái)模型外觀有較高要求，對(duì)平臺(tái)整體的美觀、流暢、線條美提出要求，因此在設(shè)計(jì)中加以考慮;通過(guò)三維建模檢測(cè)模型的干涉情況，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)渲染，并制作動(dòng)作仿真過(guò)程，查看平臺(tái)工作效果。

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