一种无线遥控侧方停车液压辅助装置的研发

2015-11-18汪功明姚道如

机床与液压 2015年16期

汪功明，姚道如

(安徽职业技术学院汽车工程系，安徽合肥 230011)

随着国民经济的飞速增长，城市中汽车的保有量逐年增加，特别是一些拥有两辆以上汽车的家庭非常普遍，而寸土寸金的大城市，很少有足够的空间供人们停车。随着车辆数量的急剧增长，城市停车问题日益突出。在繁忙的街道、在拥挤的小区，一方面停车位数量紧张、供不应求，另一方面因停车不规范而导致紧邻的停车位不能正常停靠车辆，从而造成了停车资源的浪费，甚至会因空间狭小而导致在车辆进出车位时和紧邻的车辆发生刮蹭现象。研发一种侧方停车液压辅助装置，采用无线遥控手段操作，可以有序、规范、安全、快捷地完成侧方停车，亦能缓解部分停车压力。

1 无线遥控侧方停车液压辅助装置研发的关键问题

研发此装置，着重要解决两个技术问题：(1)驱动方式问题。可调式机座采用何种驱动方式，以保证在有限的空间进行侧方停车时，能够自动、平稳移出并停在车辆正前方，当车辆驶上机座后，又能随着机座整体直接、安全进入指定停车位并锁紧? (2)操控手段问题。采取哪一种无线操纵方式更利于驾驶员在车内独立完成所有的停车动作，而且不影响其他同类停车辅助装置的工作状态?

2 无线遥控侧方停车液压辅助装置的设计方案

针对上述问题，研发了一种无线电遥控、液压驱动的侧方停车辅助装置。该停车辅助装置由无线电遥控、液压驱动、可调式机座等三大主体部分组成，见图1。液压驱动系统包括油箱、液压泵、节流阀、三位四通电磁换向阀、双向液压锁、伸缩缸等主要元件组成;可调式机座由4 块专用底板以螺栓连接而成;无线遥控系统采用无线电遥控技术，主要由一对带地址、数据编码功能的无线遥控模块PT2262/PT2272无线遥控发射、接收芯片组成。

图1 无线遥控侧方停车液压辅助装置结构组成图

3 无线遥控侧方停车液压辅助装置的工作原理

无线电遥控器发射器外壳设置的4 个按钮分别标记为“启动”、“移出”、“移入”、“停机”，见图2。将汽车驶入侧方停车指定位置，驾驶员按下无线遥控器“启动”按钮，电气系统工作，电动机启动，液压泵2 开始运转。见图3，按下遥控器“移出”按钮，三位四通电磁阀5 右侧电磁铁通电，压力油经节流阀4、三位四通电磁阀5、双向液压锁6 进入伸缩缸7，活塞杆顶出，推动可调式机座8 沿导轨9 伸出到位后，将车子驶上机座;再按下遥控器“移入”按钮，三位四通电磁阀5 左侧电磁铁通电，电磁阀换成左位，在压力油的作用下，伸缩缸的活塞杆缩回缸内，拉动底座沿导轨回到起始位置，车辆即落在了指定的停车位上;按下遥控器“停机”按钮，三位四通电磁阀断电，电动机停机，双向液压锁将机座锁紧，保证车辆在其他外力下不会移动位置。出车的遥控操作程序与停车入库时完全相同，先后按下“启动”、“移出”按钮，液压系统工作，三位四通电磁阀通电，将机座推出，车辆即顺利驶出，然后依次按下遥控器“移入”、“停机”按钮，机座回到停车位后，全套停车辅助装置保持停机锁紧状态。

图2 无线电遥控器按钮设置外观图

图3 无线遥控侧方停车液压辅助装置工作原理图

4 主要机械部件的结构设计及选型

4.1 液压系统关键元件的选型

4.1.1 伸缩缸的选型与主要参数设计

伸缩缸全称伸缩式套筒液压缸，由多个活塞式液压缸套装而成，前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒。伸出时可以获得很长的工作行程，缩回时保持很小的结构尺寸［1］。无线遥控侧方停车液压辅助装置的液压缸既要有足够的伸缩长度，又要考虑占用空间较小，故选用两级套装的伸缩缸。

小型汽车空载质量m 通常超过1 000 kg，大型客车空载质量m 不低于10 000 kg，此系统中考虑承载质量mmax为20 000 kg，系统工作压力7 MPa，设计为中压系统。由于以滚轮支撑机座动作，滚轮在导轨里面的移动采用边界摩擦类型，边界摩擦因数f 取0.1［2］，故机座载车进出移动时，液压系统承受的外部载荷F 按照F=f·mmax·g 设计，取2 ×104N。活塞式液压缸的主要技术参数是缸体内径D 和活塞杆直径d。一级活塞缸的缸体D1内径取160 mm，一级活塞缸的活塞杆是中空的，杆外径d1取100 mm，杆内径D2取63 mm;二级活塞杆是实心杆件，杆径d2取22 mm［3］。

4.1.2 液压泵选型

此装置选用了中压系统，综合考虑压力脉动及噪声小等因素，选用YB-B113B-L 单级叶片泵。其排量113.0 mL/r，额定压力7 MPa，输入功率16.15 kW［3］。

4.2 可调式机座的结构设计

设计4 块专用底板以螺栓连接组成可调式机座主体，见图4、图5。为便于组装及整体外形尺寸调节，专用底板设计成L 型板件，两端开设U 型槽，可根据前后车轴、左右车轮的中心距调试螺栓最准确的紧固位置，最终获得合理的机座整体外形尺寸以适应不同的车型使用。

图4 专用底板图

图5 可调式机座主体结构图

5 无线遥控技术方案的选用

5.1 无线电遥控技术方案的选定

无线遥控技术有超声波遥控、红外线遥控技术和无线电遥控技术等［4］。红外遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76～1.5 μm，考虑到红外遥控有方向性、不能有阻挡、距离一般不超过7 m，故不利于驾驶员在车内操控停车辅助装置。无线电遥控器是利用无线电信号对一定距离的机构进行控制的遥控设备，可以发出指令以驱动相应的机械设备完成各种操作，无方向性、可以不“面对面”控制、距离远，具有穿透控制能力，常用的载波频率为国家规定的开放频段315 MHz 或者433 MHz，在工业控制以及无线智能家居领域得到应用广泛，故此装置选用无线电遥控作为操控手段。