一种整体式垂直扩展方舱结构设计
方案。
2结构设计
整体式垂直扩展方舱是在原9m标准方舱的基础上，对方舱的后半部进行了扩展设计，采用垂直升降形式，利用四丝杠及电机进行传动，在设计过程中解决了扩展舱体的屏蔽、密封及行车锁定问题。运输时，可收拢为9m标准方舱，工作时方舱后部可进行升降扩展，行车及工作状态如图l、2所示。
2.1总体布局
整体式垂直扩展方舱采用某二类汽车底盘，主要由副车架、固定舱体、扩展舱体、附件等组成，其中固定舱体由前固定舱体和后固定舱体组成，中间无接缝，为整体式结构。
2.1.1外部布局
底盘左右侧和后侧设置围裙。底盘纵梁上设置副车架，副车架上从前至后依次安装固定舱体和扩展舱体。固定舱体前壁顶部安装1台空调机。前固定舱体及扩展舱内固定舱体左壁均设有出入门。外部布局如图3所示。
2.1.2内部布局
前固定舱体内部设有空调室内机、通信机柜、供配电系统等，扩展舱体内部设有舱体升降机构、通讯设备等。
2.2舱体扩展机构
为实现扩展舱体的升降动作、又不占用舱内主要设备安装空间，充分利用舱内周边空间设计了舱体升降机构。原理如图4所示。
升降机构主要由减速电机、转向箱、传动轴、联轴器、升降杆、手动摇把等组成，如图5所示。升降机构具备减速电机和手摇两种驱动方式，如图6、7所示。
2.2.1减速电机驱动
正常工作状态下，通过有线遥控器起动减速电机，带动两侧传动轴将扭矩传导到丝杠并带动升降杆实现上下移动，进而实现扩展舱体的升降。
2.2.2手动摇把驱动
当减速电机出现故障或在无电源的情况下需要升降活动舱体时，可在舱外用摇把扩展舱体。
为消除升降机构在安装时产生的误差对舱体升降的影响，将升降杆与扩展舱顶壁的连接处设计成铰接结构，并将连接形式设计成浮动连接结构，顶部连接结构如图8所示。
2.3扩展舱体屏蔽结构
扩展舱体扩展工作状态时，扩展舱与后固定舱的缝隙是主要电磁波穿过处，故将此处设计成迷宫式结构。将与扩展舱和固定舱连接的型材进行导电氧化处理，接触面砂出金属本体，保证接触面有较好的导电性。同时，在扩展舱下部角件槽内安装屏蔽条，保证舱体具备良好的屏蔽性能，屏蔽密封结构如图9所示。
2.4舱体密封结构
2.4.1扩展舱体密封结构
后固定舱侧壁上端面周圈安装卡槽式型材，内嵌密封条；在对应该密封条的扩展舱顶壁周圈安装不锈钢板。舱体闭合时，密封条与不锈钢板紧密接触，可以确保密封性，顶部闭合状态如图10所示。
扩展舱体下端面周圈安装卡槽式型材，内嵌密封条。舱体闭合时，密封条与后固定舱阶梯处包边紧密接触，保证舱体的完全密封，底部闭合状态如图11所示。
2.4.2前后固定舱体密封结构
前后固定舱体共用一个左右壁，中间无接缝，形成一个整体式舱体结构。为了保证与扩展舱体的密封性能，在前固定舱体与后固定舱之间安装了一个间壁，间壁与两固定舱的接触面均涂密封胶，保证密封性能，同时，在间壁的上端面浇铸流平剂，增加密封性能，又提高了接触面的平面度，前后固定舱体密封结构如图12所示。
2.5扩展舱体间隙调整结构
扩展舱体在升降过程中，为使舱体能够平稳升降，减少噪声，同时避免在水平方向产生较大的位移，需进行间隙调整和设计导向限位装置，舱体间隙调整结构如图13所示。 设计时，在扩展舱体各侧壁内侧设置8块导向滑板，在对应的后固定舱体侧壁外侧设置8个限位调整装置。舱体在升降过程中，通过限位调整装置和导向滑板对活动舱体进行限位和导向。限位调整装置主要由固定套、滑动板和调整支杆组成，调整支杆为自锁式螺纹结构，通过调整支杆的伸缩带动滑动板沿固定套伸缩，以调整滑动板与导向滑板的间隙，保证扩展舱体和后固定舱体间在均匀缝隙下升降。
2.6行车锁定装置
车辆在行驶过程中，为防止扩展舱体上下移动造成舱体的损坏，需对扩展舱体进行收拢后的锁定，主要采用两种方式：一是升降机构的丝杠采用梯形螺纹形式，可在扩展舱体收拢后实现自锁；二是在扩展舱体下部周边设置厢式车扳手，该扳手可通过螺纹调节锁紧力矩，保证舱体行车安全，如图14所示。
2.7传动载荷计算
由于扩展舱体升降所需扭转力矩不同，故下面分别对其进行计算。
经计算可知，所选用的减速电机输出扭矩为81 Nm，输出转速为88 rad/s，额定功率为750W。
电动升或降扩展舱体单程用时48.3 s，手动升或降扩展舱体单程用时6.3 min，手摇力上升是7.5 kg，下降是1.4 kg，可见该电机能够满足升降装置使用需要和人机工程要求。3结语
整体式垂直扩展方舱的成功研制，打破了常规扩展方舱设计思想，拓展了扩展方舱应用领域，满足了通信指挥、野外宿营、舞台展示、赛事保障等设备及人员的防护和运输要求。通过对扩展升降方舱介绍，希望能够在同类产品选型、设计和使用时，提供有效的借鉴和支持。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册第五版[M]北京：化学工业出版社，2009
[2]QZA 104C-2010粘接铝骨架大板方舱通用设计规范[S]
[3] GJB 2225.6-1994地面电子对抗设备通用规范[S]
[4] GB/T1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值[S]
收稿日期：2014-11-13
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