马来西亚动车司机室操作台的模块化流线型设计

周绍文，张怀奎

（资阳南车电气有限公司，四川 资阳 641301）

0 引言

机车操作台是司机操作机车牵引行车和停车的工作平台。司机操作手柄、按钮、转换开关等装置，通过观察仪表数据、信号显示及电台了解前方区间通行状况，发出机车控制指令，控制机车的运行与制动。在公司出口马来西亚的动车设计中，要求集中布局各功能模块，达到操作调试方便；仪器仪表布置美观，便于观察；布线规范，易于检修和维护。在短时间内完成设计具有一定的难度。

1 构架结构设计

构架是操作台安装的定位框架，也是各种零部件和转换开关装配的定位框架，根据各功能部件模块化装配理念，保持整体的均衡与协调。国内机车操作台一般采用整体设计，造成安装工序提前，安装劳动强度大，操作空间小，环境光线较差。此次构架采用组合式设计，由正司机操作台骨架和副司机操作台骨架组装而成，通过紧固件联接为一体，这样便于布局安装及调整，拆分后吊装上车使用垫片、压板、紧固件将正、副操作台骨架的底架装配的前、后横梁固定在车体上，减轻了工人的装配强度，也不影响前期司机室的防锈、减振和减噪施工工作。焊接工艺性好，焊接后对构架整体磷化后，喷铁红醇酸底漆做防锈处理。各安装门开启和转动灵活，方便组装和拆卸，并确保各阀类和电气类操作零部件、制冷机、风笛喇叭的模块化组装、调试、维修。构架内布置走线用的扎线杆统一，强电、弱电分层走线，控制电路和监控电路进入不同的走线槽及端子排，并做好监控电路的屏蔽工作，防止振动和相关因素对监控信号的干扰；风控管路集中布局，管路走向集中布局，同时预留端子排、照明灯等设施的安装位置。座椅与脚踏空间的高度和到各操作件之间的横向距离，参考马来西亚人的站和坐的常规相关参数，进行人机工程学测算后设计，可根据司机的身高调节座椅的高度及角度，最大限度地满足操作舒适度，让身居其中的操作者操作省力，感觉心情畅快。设计的构架示意图如图1 所示。

图1 构架设计整体示意图

2 面板组成设计

面板组成通过Pro/E 三维建模进行参数化曲面造型设计，立体层次感强，造型美观圆滑。采用无毒、无污染的新型高分子材料，符合绿色环保工程要求，增加阻尼防止振动、减轻材料重量进行流线型外观造型和单元整合设计。仪器仪表的安装面设计成凹面，且与垂直面保持最佳的倾角，避免角度过大，由于光线照射影响操作者观察，角度过小造成操作者低头过久产生疲劳。同时由于主司机室操作位置设计的向中移动，使得主司机拥有宽广角的视野，利于行车观察。由于正司机担任牵引运行和制动的主要任务，大部分零部件需要集中布局在正司机的操作范围内，。副司机起监督和辅助行车职责。因此需要根据正、副司机的岗位操作要求设置零部件的具体安装位置。故障显示屏、微机显示屏及风表、机车速度表等可视可读仪器仪表布置在正司机左、右侧前方，便于司机读取和分析处理。按钮、扳键及司控器等操纵元件布置在台面上。副司机辅助操作紧急放风阀、警示鸣笛、撒砂脚踏及相关按钮和转换开关。台面为中灰色，周围为淡黄灰色。颜色协调柔和，司机驾驶不易疲劳。面板支架采用钢结构，面板检修孔盖板材料应用新型材料玻璃钢，减震、减重性好，并且不易锈蚀；为保证面板强度可靠、组装牢固、防震动松动，面板内嵌镀锌钢板，面板上电器安装框要求加不小于4 mm 厚的钢板，以便攻丝后安装该类组件；面板与面板支架采用粘接和铆接的方式联接；通过安装锁，将检修孔盖板锁紧在面板上，开锁即可取下检修孔盖板，方便检修右前窗刮雨器。上面的文件夹便于正、副司机用作行车记录。面板组成下面布置走线用的扎线杆，确保线路绑扎可靠；通过管卡板定位管路，使管路横平竖直、走向美观、连接可靠。

3 仪器仪表安装板等组件设计

仪器仪表安装板等组件包括安装板组件、风表模块板组件、电表模块板组件、蜂鸣器安装板组件等，结构均为薄板钢结构，采用有定位条和安装螺栓定位，外表面均喷塑（黑色亚光与仪器仪表颜色匹配）。采用对应的单元模块化设计。前3 种模块具有通用的安装尺寸和和定位安装板，设计时只需根据各模块化设计任务要求的功能结构，确定产品的型谱和相关参数后，考虑仪器仪表安装与检修，同时根据操作习惯和相关标准对各模块进行多次组合，达到最佳的布局装配方案。在面板组成上设计相应的开口及安装尺寸，为以后通过计算机管理系统建立模块打下了坚实的基础。安装时先以定位条定位减少运行振动，安装孔为沉孔，通过半沉头螺钉与面板联接保持面板安装平整，便于清扫；电源附件安装组件由绝缘安装板、电源附件和紧固件组成，绝缘安装板为3 240 层压玻璃布板，通过紧固件与操作台构架联接。设计的蜂鸣器安装板组件如图2 所示。其中为保证质量，对图1 中的正操作台骨架1 采用了喷环氧树脂后再做黑色烤漆处理。

图2 蜂鸣器安装板组件

4 操作台的总体设计

通过面板组成的流线型造型、构架模块化装配等设计理念，各组件使用紧固件联接，便于装拆和检修。拆下安装板组件和侧窗检修封板后，即可检修左侧窗，操作台右侧无零部件影响右侧窗的检修；拆下风表模块板组件即可检修左前窗刮雨器；制动阀安装盖板打开后可以检修空气制动系统零部件。制动闸安装面板为活动面板，便于对制动阀进行安装、调试、检修。打开垂直安装的卡门和锁门，便于检修其它设施，门后贴减震胶条。各种转换开关布置在中门上，符合司机操作习惯。同时根据销售合同，所有的铭牌和标示均采用英文标注。设计后的机车操作台如图3 所示。

图3 操纵台组装示意图

5 结语

此操作台设计期间经过产品造型、可靠性、结构工艺性评价后，通过技术经济分析、人机工程评价，流线型的外形达到宽广角的观察范围，模块化的布局满足分类安装。从试验数据和装车运用考核，满足了机车调试、维护和使用要求，从国内机车设计发展方向来看，流线型设计、模块化组装是机车设计的发展方向，也是我们吸收国内外先进的设计理念和追求的目标。

［1］关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计［M］.3 版.北京：机械工业出版社，2009.