一种新型客车检测装置的设计及关键部件的有限元分析

陈静思　董铁生　谢李傲　程诗凝　解为新　林景凡

摘 要：现有长途客车的物品储藏处存在诸多问题，如行李摆放的不合理导致储藏室空间的利用率低;还有由于行李箱等物品摆放的先后顺序不同，造成乘客在下车时取行李箱的不便，从而耽误了大家的时间;并且在一些相对落后的城乡地区道路建设还有待完善，这就导致了行李易受客车在路程中意外颠簸而损坏，对人们的行李安全构成潜在威胁，这可能会导致与客车公司不必要的民事纠纷，不利于和谐社会的建设。对此设计了基于长途客车的存储检测装置。新型客车存储检测装置的主要操作系统是无线电感应系统，初步设计舱内分上下两层，并通过客车仪表盘的按钮控制舱内对应滑板，对物品进行有序分层存放。左右的不对称设计让行李箱和货物与小包裹分开存放，避免人们货物之间相互挤压。行李舱内装有监控摄像探头，连接到车内司机控制附近以及外部大屏幕，方便客车司机管理与乘客下车时快速找到且拿取行李。本装置将存储检测装置和智能助寻系统以及操控系统有机的结合起来，配合有限元进行具体受力分析，进一步增强装置的安全性和实用性，能够更大限度地满足客车公司的便利性与使用者的需求。

关键词：智能化 有限元 无线操作 机械自锁 监控检测 人性化

1 引言

近年来，随着科技的发展，出行方式明显得到可多选择的改善，但仍存在一些相对不发达地区的乘客主动与被动的选择长途客车的出行方式。客车属于一个公共环境，公共环境就不能避免诸多问题，例如部分客车车厢内显得拥挤凌乱，过道很是狭窄，行李舱内还有很多空间没有被利用起来。在客车行驶过程中，不可避免出现行李因随意乱放导致磕碰等行李损坏。客车行李舱空间大而无序，行李堆成一团，乘客下车时往往不能及时找到行李，影响行车体验。针对以上问题，我们研究了一款新型客车存储检测装置，可以合理有效的充分利用行李舱内空间，分类存放使得乘客行李箱拿取方便，也无形中给客运公司带来了便利。无线控制及监控设备都大大增加了行李安全与乘客的行车体验，完美契合了现代交通的理念。

2 设计理念概述

本创新设计的设计理念是对目前客车的行李舱进行改进，扩大行李存储空间。通过无线控制系统控制滑板进出，实现自动化存储行李。对行李舱进行分层，分类存放行李，为乘客提高便捷性，提升行车体验。

2.1 研究目的：

（1）合理规范存放行李，使客车可使用的空间最大化。

（2）使行李舱内行李状态可视化，提供乘客行李具体位置，方便乘客下车时快速寻找。

（3）对行李分类存放，一目了然，可使行李的安全性更高。

（4）安检系统更加保障了乘客的人身安全。

3 系统结构图及工作流程设计

3.1 系统结构示意图

3.2 工作流程设计：

此新型客车检测装置由滑板、滑板挡板、控制系统、固定装置、制动系统、滑轮、按钮、警报灯灯装置、监控探头、隔板等组成。

（1）无线控制方面：当乘客上车时，可根据车内提示选择符合行李箱大小的滑板，按照滑板标号控制按钮使行李舱内对应滑板滑出，整个操作快捷有序。无线控制系统使本设备更加方便快捷、节省时间，也可以通过无线遥控器进行操作，司机可以在车下更直观地进行操作，从而更快速地选择出放置行李箱的位置。

（2）分类存放方面：行李舱设计为上下两层楼梯式组合滑板，嵌套装置，可以调节行李舱隔板间的高度，从而达到更广泛的适应不同规格的行李的目的。上下两层分别摆放大小规格不同的行李箱，舱内两侧可放置手拎包等小件杂物。分类存放更加充分的利用空间资源。同时，也方便乘客下车时拿取。

（3）加强防护方面：行李舱内，为防止行李在运输过程中撞碰而产生磨损损坏，我们在滑板两侧增加了泡沫隔板，减小碰撞时产生的冲击，有效地保护行李安全。此外，在滑板与隔板的交接处设置了固定装置，即采用安全绳索与小滑板来卡紧行李，防止其来回窜动，起到了对行李保护的功效。

（4）监测装置：行李舱内的监控摄像头连接车内大屏幕，乘客下车时可根据监控有效快捷地找到自己的行李。

4 客车存储结构有限元分析

采用SOLIDWORKS的Simulation模块对客车存储结构进行有限元分析，分析内容包括：应变分析，应力分析，位移分析。

（1）应力分析

图3是滑板的应力分布云图，此板的材料为合金钢，合金刚最大屈服力为6.204 e+02 MPa，此版所受应力最大部位在板角处，最大应力为5.061 e+02 MPa，此板最大应力比材料屈服力小，所以合格。

（2）应变分析

图4是滑板的应变分布云图，此板的最大应变在板角处，数值为1.758e-03，由此可知，此板的最大应变数值很小，所以此板的最大变形量很小，符合要求。

（3）位移分析

图5是滑板的位移分布云图，此板的最大位移为2.559e-01mm，位移最大处位于板的中前部位，由图可知，此板的位移量很小，可以满足預定要求。

5 结束语

（1）本装置完美解决了现有的行李舱结构简单不利于行李的规范性存放，导致空间浪费，甚至空间不够等现象。本装置通过合理规范地存放行李，完美分配空间的同时设置了智能监控装置，提高人们的乘车体验。

（2）新型客车存储检测装置结构简单，制作成本较低，实用性强，解决了传统行李舱的效率低、成本高带来的种种困扰并进一步改善。

（3）本装置的智能存储设计配合有限元分析，使得产品设计更为完善。

综上所述，本装置是结合无线控制，分类存放，加强防固于一体的智能存储装置。本装置最大可能地实现了我们初始的便捷实用、新颖创新的创造理念，符合未来智能的生活理念，符合大众的需求，具有广阔的市场前景。

基金项目：齐齐哈尔大学2021大学生创新创业训练计划项目（202110232375）。

参考文献：

[1]陈文弟.客车制造工艺技术[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2]林宁.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，1999.

[3]李学光.扭力轴加载有限元分析与寿命计算[D].长春：长春理工大学，2008.