一種無線遙控側方停車液壓輔助裝置的研發

汪功明，姚道如

(安徽職業技術學院汽車工程系，安徽合肥 230011)

隨著國民經濟的飛速增長，城市中汽車的保有量逐年增加，特別是一些擁有兩輛以上汽車的家庭非常普遍，而寸土寸金的大城市，很少有足夠的空間供人們停車。隨著車輛數量的急劇增長，城市停車問題日益突出。在繁忙的街道、在擁擠的小區，一方面停車位數量緊張、供不應求，另一方面因停車不規范而導致緊鄰的停車位不能正常停靠車輛，從而造成了停車資源的浪費，甚至會因空間狹小而導致在車輛進出車位時和緊鄰的車輛發生刮蹭現象。研發一種側方停車液壓輔助裝置，采用無線遙控手段操作，可以有序、規范、安全、快捷地完成側方停車，亦能緩解部分停車壓力。

1 無線遙控側方停車液壓輔助裝置研發的關鍵問題

研發此裝置，著重要解決兩個技術問題：(1)驅動方式問題。可調式機座采用何種驅動方式，以保證在有限的空間進行側方停車時，能夠自動、平穩移出并停在車輛正前方，當車輛駛上機座后，又能隨著機座整體直接、安全進入指定停車位并鎖緊? (2)操控手段問題。采取哪一種無線操縱方式更利于駕駛員在車內獨立完成所有的停車動作，而且不影響其他同類停車輔助裝置的工作狀態?

2 無線遙控側方停車液壓輔助裝置的設計方案

針對上述問題，研發了一種無線電遙控、液壓驅動的側方停車輔助裝置。該停車輔助裝置由無線電遙控、液壓驅動、可調式機座等三大主體部分組成，見圖1。液壓驅動系統包括油箱、液壓泵、節流閥、三位四通電磁換向閥、雙向液壓鎖、伸縮缸等主要元件組成;可調式機座由4 塊專用底板以螺栓連接而成;無線遙控系統采用無線電遙控技術，主要由一對帶地址、數據編碼功能的無線遙控模塊PT2262/PT2272無線遙控發射、接收芯片組成。

圖1 無線遙控側方停車液壓輔助裝置結構組成圖

3 無線遙控側方停車液壓輔助裝置的工作原理

無線電遙控器發射器外殼設置的4 個按鈕分別標記為“啟動”、“移出”、“移入”、“停機”，見圖2。將汽車駛入側方停車指定位置，駕駛員按下無線遙控器“啟動”按鈕，電氣系統工作，電動機啟動，液壓泵2 開始運轉。見圖3，按下遙控器“移出”按鈕，三位四通電磁閥5 右側電磁鐵通電，壓力油經節流閥4、三位四通電磁閥5、雙向液壓鎖6 進入伸縮缸7，活塞桿頂出，推動可調式機座8 沿導軌9 伸出到位后，將車子駛上機座;再按下遙控器“移入”按鈕，三位四通電磁閥5 左側電磁鐵通電，電磁閥換成左位，在壓力油的作用下，伸縮缸的活塞桿縮回缸內，拉動底座沿導軌回到起始位置，車輛即落在了指定的停車位上;按下遙控器“停機”按鈕，三位四通電磁閥斷電，電動機停機，雙向液壓鎖將機座鎖緊，保證車輛在其他外力下不會移動位置。出車的遙控操作程序與停車入庫時完全相同，先后按下“啟動”、“移出”按鈕，液壓系統工作，三位四通電磁閥通電，將機座推出，車輛即順利駛出，然后依次按下遙控器“移入”、“停機”按鈕，機座回到停車位后，全套停車輔助裝置保持停機鎖緊狀態。

圖2 無線電遙控器按鈕設置外觀圖

圖3 無線遙控側方停車液壓輔助裝置工作原理圖

4 主要機械部件的結構設計及選型

4.1 液壓系統關鍵元件的選型

4.1.1 伸縮缸的選型與主要參數設計

伸縮缸全稱伸縮式套筒液壓缸，由多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒。伸出時可以獲得很長的工作行程，縮回時保持很小的結構尺寸［1］。無線遙控側方停車液壓輔助裝置的液壓缸既要有足夠的伸縮長度，又要考慮占用空間較小，故選用兩級套裝的伸縮缸。

小型汽車空載質量m 通常超過1 000 kg，大型客車空載質量m 不低于10 000 kg，此系統中考慮承載質量mmax為20 000 kg，系統工作壓力7 MPa，設計為中壓系統。由于以滾輪支撐機座動作，滾輪在導軌里面的移動采用邊界摩擦類型，邊界摩擦因數f 取0.1［2］，故機座載車進出移動時，液壓系統承受的外部載荷F 按照F=f·mmax·g 設計，取2 ×104N。活塞式液壓缸的主要技術參數是缸體內徑D 和活塞桿直徑d。一級活塞缸的缸體D1內徑取160 mm，一級活塞缸的活塞桿是中空的，桿外徑d1取100 mm，桿內徑D2取63 mm;二級活塞桿是實心桿件，桿徑d2取22 mm［3］。

4.1.2 液壓泵選型

此裝置選用了中壓系統，綜合考慮壓力脈動及噪聲小等因素，選用YB-B113B-L 單級葉片泵。其排量113.0 mL/r，額 定 壓 力7 MPa，輸 入 功 率16.15 kW［3］。

4.2 可調式機座的結構設計

設計4 塊專用底板以螺栓連接組成可調式機座主體，見圖4、圖5。為便于組裝及整體外形尺寸調節，專用底板設計成L 型板件，兩端開設U 型槽，可根據前后車軸、左右車輪的中心距調試螺栓最準確的緊固位置，最終獲得合理的機座整體外形尺寸以適應不同的車型使用。

圖4 專用底板圖

圖5 可調式機座主體結構圖

5 無線遙控技術方案的選用

5.1 無線電遙控技術方案的選定

無線遙控技術有超聲波遙控、紅外線遙控技術和無線電遙控技術等［4］。紅外遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長為0.76～1.5 μm，考慮到紅外遙控有方向性、不能有阻擋、距離一般不超過7 m，故不利于駕駛員在車內操控停車輔助裝置。無線電遙控器是利用無線電信號對一定距離的機構進行控制的遙控設備，可以發出指令以驅動相應的機械設備完成各種操作，無方向性、可以不“面對面”控制、距離遠，具有穿透控制能力，常用的載波頻率為國家規定的開放頻段315 MHz 或者433 MHz，在工業控制以及無線智能家居領域得到應用廣泛，故此裝置選用無線電遙控作為操控手段。

5.2 無線電遙控系統發射與接收芯片的選用

PT2262/2272 是一對帶地址、數據編碼功能的無線遙控發射、接收芯片，發射端PT2262 和接收端PT2272 的地址編碼完全相同。為了保持每套停車輔助裝置的獨控性，避免干擾，選擇滾動編碼方式。用戶可以選擇各種編碼狀態，將PT2262 和PT2272 的1～8腳設置相同。

(1) 無線電遙控器的發射電路結構

此無線電遙控器發射部分由編碼芯片PT2262、315M 調制器、按鍵等部分組成，其電路結構見圖6。

圖6 無線電遙控器發射電路圖

(2) 無線電遙控器的接收電路結構

此無線電遙控器接收部分由解碼芯片PT2272 和無線信號接收電路構成，其電路結構見圖7。

圖7 無線電遙控器接收電路圖

6 結束語

無線遙控側方停車液壓輔助裝置由無線電遙控系統、液壓系統、可調式機座等三部分組成，結構簡單，操作方便，性能可靠，使狹小空間的側方停車操作變得安全、快捷，有助于緩解停車壓力，解決部分城市社區由停車引發的矛盾，服務社會，具有現實的研發和推廣價值。

［1］左健民.液壓與氣壓傳動［M］.2 版.北京：機械工業出版社，2010.

［2］濮良貴.機械設計［M］.5 版.北京：高等教育出版社，1990.

［3］成大先.機械設計手冊：第4 卷［M］.3 版.北京：化學工業出版社，1993.

［4］張玲莉.基于PT2262/2272 四路遙控接收發射模塊設計［J］.電子技術，2010(3) ：82 -84.

［5］李曉輝.四路無線遙控開關系統的設計與實現［J］.現代電子技術，2007(12) ：66 -68.