“步步為營”——美國專用汽車踏步和爬梯設計初探

鄭州宇通客車股份有限公司 倪元

專用汽車的“專”不僅指具有特殊功能的專用裝置，還包括滿足及配合特殊功能的特殊結構。踏步和爬梯是專用汽車上不可或缺的結構之一，其設計的好與壞，會影響車輛使用的安全性和舒適性。研發人員應格外注意踏步和爬梯的設計，弄清其中蘊含的各種“講究”。

踏步和爬梯的分類

踏步和爬梯的分類方式較多，可以按照攀登角度、攀登軌跡、攀登級數、攀登寬度、固定方式、使用部位、功能作用、材質和上下方向等進行劃分，具體分類見表1。

表1 專用汽車上的“踏步和爬梯”的分類

踏步和爬梯的設計原則

踏步和爬梯的設計是有很多“講究”的，比如踩踏面積的大小、攀登的角度、踩踏部位的防滑和防凍措施、踏步間距等設計是否合理，都將決定著專用汽車的使用效果，影響著乘員上下的便利性、舒適性和安全性。

踏步和爬梯的踩踏面積大小直接影響踩踏的舒適性和安全性，踩踏面積太小，踩踏不舒服，腳掌壓力太大，且容易發生綁腿和踏空現象，因此，踏步和爬梯的踩踏面積應盡可能大些；踏步和爬梯的寬度也不容忽視，如為了縮短旅客登機時間，機場擺渡車的踏步與乘客門寬度相當，乘客可以方便上下，甚至可以同時上下兩人；踏步和爬梯的攀登角度設計要合理，角度過大容易因羈絆導致踏空事故，角度過小需要占用較大的空間；踏步與爬梯設計時還應考慮踩踏部位的防滑和防凍措施，對于使用環境溫度較低的地區，特別是雨雪較多的使用環境，應考慮增加相應的防滑和防凍措施，如增加踩踏表面粗糙度（如采用花紋板，沖壓結構等），將踏步隱藏在車身蒙皮內，減少踩踏表面濕滑物集聚，增加踏步加熱裝置等；踏步間距設計應合理，針對不同的人群，設計大小適宜的踏步間距，如兒童校車與中小學校車的踏步間距應小于普通公交車的踏步間距；當踏步級數較多，攀登較高時，應增加相應的扶手，防止上下時踏空摔傷；對于經常夜間使用的車輛，還需要增加相應的踏步照明燈；為了便于攀登，一般踏步和爬梯的下端離地間隙較小，如果是固定安裝，會影響車輛的通過性，所以，踏步設計時應不影響車輛的通過性；對于需要雙腳同時踩踏的踏步和爬梯，踩踏寬度應大于雙腳的寬度（一般可以將踩踏寬度設計成與肩同寬），否則，容易發生羈絆現象。

盡管踏步與爬梯的功能相同，但使用的部位和結構卻有所差異，若踏步的級數較少，踩踏面積較大，攀登角度較小，通常可以雙向上下；若爬梯的級數較多，踩踏面積較小，攀登角度較大，通常只能單向上下；踏步往往需要附加扶手，而爬梯的部分結構多兼有扶手的作用。

典型專用汽車踏步和爬梯結構

專用汽車上的各種踏步和爬梯在車輛功能和結構上都起著極其重要的作用。美國專用汽車研發人員在進行踏步和爬梯設計時，充分考慮了各種專用汽車的使用環境、最終用戶的操作習慣以及安全、舒適性等方面的因素，將其作用發揮到了極致。下面通過美國一些典型專用汽車踏步和爬梯設計及應用案例來介紹踏步和爬梯設計中的各種“講究”。

1. 垃圾車

美國垃圾車多采用低入口、折疊門/推拉門駕駛室（如圖1）。這種駕駛室一般只有一級或兩級踏步，正常駕駛一側（左側）為兩級踏步，而短途行駛一側（右側）只有一級踏步，駕駛員兼環衛工人可以在短途行駛中站立在踏步上駕駛，而不需要繞到左側駕駛，這樣可以提高裝載效率，降低環衛工人的疲勞程度。

為了方便環衛工人爬到垃圾車垃圾箱頂部查看異常裝填情況或便于日常養護和維修，一般在垃圾箱適當位置設計有爬梯。前裝和側裝垃圾車一般在垃圾箱兩側（左側或右側）設計有爬梯。垃圾箱箱體的高度較高時，在爬梯上方還設計有扶手。為了方便攀登，爬梯的離地高度需盡量小些，但這樣的設計會影響車輛的通過性。一般在設計時，可利用車輛的其他固有結構充當部分爬梯（如圖2）。該爬梯剛好處在車輪附近，可以利用車輪作為一級踏步。但這種借用結構也有不足之處，即沒有一定的防滑措施，不夠安全。一般可以將爬梯設計成部分固定方式，即爬梯的上半部分為固定式，下半部分為活動式。常見的活動部分有伸縮（如圖3）和翻轉（如圖4）兩種結構。在需要使用時，將下半部分爬梯放下來，以便獲得可以方便攀登的高度，而正常行駛時將下半部分爬梯收起，滿足車輛正常行駛時的通過性要求。

2. 郵政速遞車

美國的郵政速遞車駕駛室結構較為特殊，如司機門和副司機門多為推拉門，司機座椅為固定座椅，副司機座椅為折疊座椅（或者無副司機座椅），地板上沒有任何障礙，踏步為樓梯形式，司機兼投遞員可以方便地在車內活動行走及上下車（如圖5）。此類車輛的駕駛室與車廂之間相互連通，收發信件時，司機可以從駕駛位置直接進入到車廂內取出郵件，并從副司機位置下車（美國為左舵），不必從馬路中央繞到車尾。這種巧妙的結構設計可以方便司機兼郵遞員下車投遞郵件和上車取件、駕駛（面向和背對兩種方向），不僅降低了發生交通事故的可能性，減少人員投入，還提高了投遞速度。

3. 消防車

（1）駕駛室踏步

踏步外露是有很多危害的，如容易在踏步上殘留冰雪、泥漿等濕滑物。美國的定制底盤消防車大多將踏步遮蔽在車門內（如圖6），以保持踏步干爽，不打滑，從而提高消防隊員上下車的安全性。

消防車是經常會在夜間光線不足的環境下作業的，因此，消防車踏步及周邊區域的照明顯得格外重要。一般在踏步立面及踏步上方加裝踏步照明燈，這種光束照射方向不會影響消防隊員的視覺，減少因目眩視線不佳發生踏空羈絆事故（如圖7）。

美國的定制底盤消防車駕駛室內多為三排座椅設計，樓梯式踏步（如圖8～10），且在門板內側安裝有扶手。圖8中的踏步一級踏步踩踏面積最大，二級踏步向左縮進，踩踏面積僅為一級踏步的一半左右，三級踏步即為駕駛室地板。圖9中的踏步為水平翻轉式踏步，與車門的開關（動作）相一致，踏步向外翻轉后，形成三級樓梯式踏步。圖10中的踏步仍然為樓梯式踏步，二級踏步向內縮進，其缺陷是在駕駛室地板上留下了凹坑，為了填補地板上的凹坑，在駕駛室內門板上增加了一部分地板，在駕駛室門關閉后，剛好形成完整的地板。這三種特殊形式的踏步結構，能夠滿足消防隊員打開車門后直接面向車外扶著扶手下車，而不是像國內的消防車那樣消防隊員面向車內下車。這種下車方式用時少，可以提高滅火救援效率。

（2）操作臺踏步

配有泵浦操作面板的消防車，如泵浦消防車和云梯消防車，為了防止在操作時發生觸電危險，一般在泵浦操作區域設計有伸縮踏步。這種伸縮踏步在非工作狀態時隱藏在車身內，工作時可以向外拉出（如圖11），消防隊員可站立在干爽的踏步上進行操作。

（3）器材箱踏步

美國消防車攜帶的設備、工具較多，有些器材放置位置較高，需要爬到車頂操作和取放。一般在泵浦操作區、車尾等位置設計有踏步或爬梯。踏步和爬梯有完全固定、部分固定和完全活動三種結構。救援消防車（如圖12和圖13）一般在車尾安裝踏步或爬梯，泵浦消防車一般在泵浦操作域和車尾安裝踏步或爬梯（如圖14） 。圖14中的踏步有兩種布置形式，一是上下垂直布置的，二是左右錯開布置的。左右錯開布置的踏步更方便攀登，不會因羈絆而踏空（從上到下左右腳踩踏的順序為：左→右→左→右）。因此，在空間允許的情況下，踏步踩踏面積較小且僅可容下單腳踩踏時，應盡量左右錯開布置，提高上下的方便性和安全性。

實際應用中，可以將踏步與其他功能集成在一起，既可以簡化結構、降低成本，還可以提高操作便捷性。典型的應用是將非步入式重型救援車的踏步與上啟式器材箱門集成在一起（如圖15和16），其結構特點是將踏步和扶手結構集成到器材箱門板上，在需要取放器材箱內的設備及工具時，器材箱門/踏步在氣支撐（氣彈簧）作用下向上開啟，而需要登上車頂時，只要保持器材箱門/踏步處于關閉狀態即可。這種樓梯式踏步，上下自如，消防隊員可以手持工具方便上下。

救援消防車和裝備運輸消防車等器材箱較多車型，消防隊員無法站在地面取放器材，因此，此類車型一般在器材箱底部加裝翻轉踏步。在取放離地高度較高的器材時，將翻轉踏步向外翻轉（如圖17），消防隊員站立在向外翻開的踏步上取放器材，可以減少肌肉拉傷，降低勞動強度。

（4）云梯平臺踏步

云梯消防車的云梯安裝位置較高，一般在云梯平臺轉盤處安裝踏步（如圖18和19），方便消防隊員上下云梯，將被困人員輸送到地面。圖18中的踏步為固定式踏步，為方便攀登，踏步設計成樓梯形式，攀登角度較小；圖19中的踏步為分體翻轉式踏步，踏步主體部分的四級臺階為一個整體，主體底部又增加了一級翻轉踏步，這樣可以減小一級踏步的離地高度，提高攀登的方便性和安全性，還可以保證車輛正常行駛時的通過性。

（5）云梯踏步

為了方便消防隊員在黑夜光線不足的環境中上下云梯，安全將獲救人員輸送到地面，云梯消防車的云梯內側多加裝有云梯踏步照明燈（如圖20）。這種云梯踏步照明燈多為藍色和橙色，藍色照明效果更好，不會對消防隊員產生目眩影響。云梯橫檔也進行了相應的防滑處理，如增加了橡膠防滑護套等。為了方便、安全上下云梯，云梯的攀登角度越小越好，一般最大攀登角度為85°。