作品名稱:森林火災應急救援運輸車
學校名稱:廈門大學嘉庚學院
參賽隊伍:森林火災應急物資運輸車
參賽學生:王穎琪 張佳樂
指導老師:柳瑄
2022年8月21日重慶市多地由于持續的高溫干旱先后發生森林火災,其中北碚區大火在各地消防員和志愿者群眾的努力下在四天內將山火全部撲滅。森林火災不僅導致了嚴重的森林資源破壞,同時造成了重大經濟損失甚至人員傷亡,森林火災的精準防控受到廣泛重視。但在這四天的時間里,90%的志愿者的運輸車輛多為越野摩拖,在物資運輸過程中都有側翻,摔車的情況出現,這極大程度的威脅人員安全。由于人員密集的摩拖車運輸應急物資造成山下道路擁堵晝夜交替運輸,山路崎嶇蜿蜒使得志愿者不得不以人力傳送的方式運輸應急物資。且運輸物資上山一趟的時間大約在30分鐘左右,有志愿者日月運輸無休息,對身體造成極大傷害.物資集散處物資種類多樣,如若可以借助運輸車輛分類會極大程度的提高運輸志愿者的效率和所需物資的準確率。
二.總體說明。
設計解決森林火災現場山路崎嶇,摩托車運輸物資易翻車,運輸量少,運輸點分散無法往返行進等問題。雙人座,能夠有效提高物資搬運的效率也可以減少意外的發生。底部使用裝有懸掛系統的AT越野輪胎,使得運輸車在地形險惡的森林山地地形能夠越過較大的障礙物且不易被微小的沙石卡死,較窄的山道能夠側身行走解決道路窄車輛無法行駛的問題。物資種類多樣,大致可以分為輔助工具,滅火工具,藥品,食物和水。物資分類能最大程度的減少因為道路山崖磕碰搖晃帶來的損傷且在分配所需物資時提高效率所以使用了可以控制車廂物資排放空間的可移動隔板,增加防護性的同時最大程度上利用好車廂空間。
三.車體設計。
車廂擁有用雙層防護板,在暴雨天氣雨水或火災形成干燥灰飛容易進入車廂,車頂蓋的密封設計能最大程度的保護物資不受損。使用全地形越野車車架,增加整車結構的牢固性。越野車特有的懸掛系統能夠支撐在底盤的副梁上,起到支撐輪軸的作用。遇到有溝壑的路面時,每個車軸懸掛會自動找平,防止爆胎。新型轉矩套管式非獨立懸架系統作為某輕型全地域越野 車行走系統的重要總成部件之一采用大行程異徑變剛度螺旋 彈簧和大容量減振器使其具有比傳統越野車更大的剛度、阻尼和離地間隙從而保證車輛具有良好的行駛能力。以及應用懸架系統是由變剛度非線性螺旋彈簧、大容量減振器、轉矩套管、橫向穩定桿等關鍵部件組成的非獨立懸架適應了該車輛最大可能的側向扭轉并在車橋兩側大幅擺動時提供對傳動系統的保護。六輪使得車體擁有更好的防傾覆性,六輪的抗傾覆能力可用靜態穩定邊界法衡量。該方法是在重心投影法的基礎上,將穩定區域重新定義為車輛車輪與地面接觸點連接而成的凸多邊形水平投影區域,當車輛質心水平投影處于該 凸多邊形的水平投影區域內時,便判定車輛是穩定的,其適用于不平坦地面上車輛穩定性度量。當質量塊向前移動 距離大于一定值時,六輪車越障時不發生傾覆,為后續六輪車越障策略研究打下了基礎。運輸車箱外側增加了雙層防護。此外,為了優化卸貨過程,降低快遞人員的勞動 強度,提高工作效率,防止暴力運輸,創新設計了翻轉車蓋打開的方式。
四.車架結構。
使用全地形越野車車架,全地形越野車型運輸車通常都在崎嶇的山路行駛,期間會遇 到急加速、急制動、急轉彎等特殊行駛工況。面 臨復雜的行駛工況,全地形越野車的車架作為主要載體會受到包括發動機在內的各種力和力矩, 導致車架發生結構變形,影響車架使用壽命,甚至會對整車安全造成威脅。增加抗拉伸強度和屈服強度,擁有足夠的在受力時抵抗彈性變形的剛度。采用底盤電鍍、 涂覆工藝在底盤部件外表 形成保護膜來提高汽車底盤部件耐蝕性。通過高 效、合理、 低成本的連接技術,新型材料在底盤部件上的應用及纖維增強型復合材料的車身結構設計 進一步提升汽車底盤的防腐蝕性能。整車噴涂聚脲彈性體能夠延長車廂和車身的使用壽命。
五.駕駛室。
駕駛室為雙人座位,使用被動懸置系統其性能穩定可靠,又通過懸架耦聯原理有效抑制車輛底盤俯仰振動, 但已有文獻資料中, 鮮有運用懸置 耦聯理論降低載貨車駕駛室俯仰振動的報道.本文將懸架耦聯原理引入駕駛室懸置系統, 提出一種基于懸置縱向耦聯抑振效應的駕駛室懸置系統, 探明耦聯參數對駕駛員-座椅-駕駛室系統振動響應影響規律并提出基于駕駛室俯仰抑振的耦聯參數匹配方法, 以期實現對該系統俯仰振動的有效抑制。
六.性能功能。
功能零部件的結構剛度、強度、疲勞耐久性能是保證行車安全性、可靠性的重要指標。
變速箱是車傳動系統中至關重要的部件,主要由齒輪、軸及軸類零件等組成。變速箱主要是通過不同組合的齒輪改變發動機輸出的轉速和轉矩,其質量占整車 質量的 2% ~ 4%。為提高汽車的燃油經濟性,需要對汽 車的變速箱進行輕量化設計,而齒輪是變速箱的主要零件,所以變速箱的齒輪作為輕量化的重點。
車內裝有障礙物檢測系統,是環境感知特別是森林山地地形對于障礙物的及時檢測規避的重要系統。障礙物信息包括障礙物類別信息、位置信息和運動信息,車輛通過獲取的各個障礙 物信息結合局部路徑規劃來做出具體的避障行為從而確保 山間行車安全。
功能選擇和性能選擇提升研發設計效率,縮短研發周期,降低研發成 本,提升了產品的可靠耐久性能。