汽車救援用內(nèi)置遠程定位裝置設計與開發(fā)

龐成立

關鍵詞： 汽車 救援 遠程 定位 設計

中圖分類號： U492.434 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2024）01-0068-03

1 技術背景

汽車救援用內(nèi)置遠程定位裝置設計與開發(fā)屬于汽車救援技術領域范疇。汽車救援是指如果車主遇到故障，向?qū)I(yè)的汽車救援技術人員求助，他們會詢問并判斷汽車大概出現(xiàn)的問題，再趕往現(xiàn)場進行救助。因為在救援時需要進行定位，所以需要在車輛上安裝遠程定位裝置。通過廣泛的文獻研究，目前國內(nèi)外關于智能網(wǎng)聯(lián)車輛救援的相關技術研究已實現(xiàn)、系統(tǒng)化和智能化，但針對車輛內(nèi)置遠程定位裝置的安裝、拆卸、使用、維護這些環(huán)節(jié)不夠精細，或者說還有可挖掘的技術創(chuàng)新空間，而且正常的傳統(tǒng)導航定位系統(tǒng)可能會碰撞損壞或失效。針對此問題，在高端車企研發(fā)高級工程師人員的共同參與下，課題組研發(fā)設計了一種汽車救援用內(nèi)置遠程定位裝置。

其中，課題組成員通過大連圖書館實地查閱及網(wǎng)絡反復查閱、調(diào)閱相關文獻，為課題的確立和研究開展提供了設計控制方面相關的啟發(fā)。例如：姜楊、陳守陽等人［1］在《中國新通信》期刊上發(fā)表的一種基于北斗定位的緊急救援車輛路線保障系統(tǒng)；朱斐然［2］在《設計》期刊上發(fā)表的救援車輛的造型設計與功能探究；董魯波等人［3］在《工程機械》期刊上發(fā)表的H 形傳動技術在搶險救援車輛上的應用與研究；劉清河等人［4］在《中國應急救援》期刊上發(fā)表的搶險救援車技術現(xiàn)狀分析及展望；趙喆、趙志斌［5］在《汽車實用技術》期刊上發(fā)表基于車載智能通信終端的車輛救援服務；2019 年南京車來出行科技有限責任公司公開的專利“一種車載救援定位裝置”。這些汽車救援及車輛定位控制方向的文獻與專利均為課題的確立和開展提供了很好的借鑒。

2 研究意義

我國早已成為全球第一汽車生產(chǎn)銷售大國，汽車保有量連年增高，發(fā)展迅猛。隨之而來也出現(xiàn)了眾多無法避免的交通事故等問題，解決這些問題需要車輛的精確定位和及時救援。車輛定位裝置系統(tǒng)也早已成形而且非常發(fā)達和先進［4］。目前，世界主要實現(xiàn)車輛裝置定位的衛(wèi)星定位系統(tǒng)分別是中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、美國的GPS、俄羅斯的Glonass 和歐洲的Galileo。我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在技術方面當然是一流，然而在實際的車輛救援定位過程中，難免會遇到一些意想不到的情況，如車禍、各種自然災害等，造成車輛自帶的定位裝置極易受損。因此，設計開發(fā)一種車載應急救援的定位裝置［6］，尤其是設計一種便于搜救人員拆裝、維護的裝置［7］，成為了重要的研究課題。

立足本專業(yè)，注重與企業(yè)合作，充分體現(xiàn)優(yōu)勢和特色，研究設計具有推廣價值的科技產(chǎn)品。在確立該研究課題的過程中，鑒于早期網(wǎng)絡文獻的廣泛查詢確定本設計開發(fā)功能的獨創(chuàng)性。特別是伴隨區(qū)域興起的汽車制造裝配企業(yè)如火如荼，在課題組校外技術專家的輔助指導下，校企合作研發(fā)有創(chuàng)新、有內(nèi)涵、有價值的新技術、新工藝、新方法。希望以這個實際項目為切入點，提高老教師和帶動中青年教師的科研及教學能力，吸納專業(yè)學生輻射帶動整體研究創(chuàng)新能力，提高教師團隊的科研能力和實踐水平，尤其是讓青年教師的專業(yè)實踐能力與科研能力快速成長，將研究開發(fā)成果應用于《汽車電氣》《汽車車身與舒適系統(tǒng)》專業(yè)課程教學和學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上，使課題具有一定的研究意義和重要價值。

3 設計內(nèi)容

設計研究的重點和難點在于在已經(jīng)建立設計思路及總體結構框架情況下如何進行具體布局設計與功能的開發(fā)實現(xiàn)，并清楚、完整地描述本技術方案形成規(guī)范文稿。團隊校企要聯(lián)合繪制遠程定位裝置內(nèi)部具體結構部件示意圖，明確安裝殼內(nèi)部遠程定位器、固定板、連接板、固定塊、彈簧等具體零部件的裝配及配合關系，并詳細闡述工作運行機理和原理。與車企人員一起，對設計的整體工作流程圖與詳細的技術方案做進一步的研究、論證，最后由課題組負責人及校內(nèi)外專家確定成熟的設計方案，繪制各分項詳細的結構原理圖與運行流程圖。

設計開發(fā)的這種汽車救援用內(nèi)置遠程定位裝置包括安裝殼。安裝殼的正面設置有遠程定位器，遠程定位器背面的左右兩側(cè)分別固定連接有固定板和連接板。安裝殼內(nèi)腔的后側(cè)固定連接有固定塊，固定塊左側(cè)的底部固定連接有第一彈簧。第一彈簧的左側(cè)固定連接有豎板，豎板的左側(cè)設置有轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸的左側(cè)固定連接有斜板，固定塊左側(cè)的頂部固定連接有連接柱，斜板的左側(cè)固定連接有固定銷，安裝殼頂部的左側(cè)套設有限位柱，限位柱的表面設置有第二彈簧。斜板頂部的右側(cè)固定連接有空心柱，空心柱的內(nèi)腔活動連接有伸縮桿，伸縮桿的右側(cè)設置有斜塊，斜塊的左側(cè)開設有弧形槽，弧形槽的內(nèi)腔與伸縮桿滑動連接。斜塊的右側(cè)固定連接有限位銷，斜塊的頂部固定連接有豎柱。

同時固定板的內(nèi)腔開設有配合固定銷使用的通槽，連接板的內(nèi)腔開設有配合限位銷使用的通孔。豎板的左側(cè)通過軸承與轉(zhuǎn)軸活動連接，豎板內(nèi)腔的頂部與連接柱滑動連接。斜板的頂部開設有限位槽，且限位槽的內(nèi)腔與限位柱活動連接。安裝殼內(nèi)腔的頂部開設有滑槽，所述滑槽的內(nèi)腔滑動連接有伸縮柱，伸縮柱的底部與伸縮桿固定連接。安裝殼兩側(cè)的頂部和底部均固定連接有安裝板，且安裝板的內(nèi)腔開設有安裝孔。定位裝置整體結構設計示意圖如圖1 所示，定位裝置剖視結構示意圖如圖2 所示，斜塊側(cè)視結構示意圖如圖3 所示。

本設計裝置的部件均為通用標準件或本領域技術人員知曉的部件，其結構和原理都為本技術人員均可通過技術手冊得知或通過常規(guī)試驗方法獲知。

在本設計方案描述術語“上”“下”“內(nèi)”“外”“前端”“后端”“兩端”“一端”“另一端”等指示的方位或位置關系基于各附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本方案和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或以特定的方位構造和操作。此外，專業(yè)術語“第一”“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本設計的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”“設置有”“連接”等，應做廣義理解。例如：“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接或一體連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連或兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，應根據(jù)具體情況理解上述術語在本方案中的具體含義［6］。

4 具體實施及驗證

下面將結合本設計方案實施例中的附圖，對本設計實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本方案的一部分實施例，而不是全部的實施例。

（1）本設計方案在使用時向上拉動限位柱，當限位柱遠離限位槽后，即可向左側(cè)拉動豎柱，豎柱會帶動斜塊移動，斜塊帶動限位銷遠離連接板，通過弧形槽的配合，斜塊在移動時還會帶動伸縮桿順著弧形槽方向移動，從而帶動空心柱轉(zhuǎn)動，空心柱帶動斜板轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動時斜板會遠離連接柱，此時通過第一彈簧的拉力會帶動豎板移動，豎板帶動轉(zhuǎn)軸移動，轉(zhuǎn)軸帶動斜板移動，斜板帶動固定銷遠離固定板，再向前拉動遠程定位器即可完成拆卸。通過上述步驟也可以快速進行安裝，解決了現(xiàn)有的遠程定位裝置拆卸繁瑣，以及需要借助工具而影響維修速度的問題。（2）本方案通過設置軸承，穩(wěn)定了轉(zhuǎn)軸的工作，從而方便斜板進行轉(zhuǎn)動。通過設置限位槽，方便通過限位柱對斜板限位，從而使安裝后穩(wěn)定。通過設置滑槽和伸縮柱，穩(wěn)定了伸縮桿的工作，對伸縮桿進行了左右限位。（3）本方案設計拆卸安裝快捷簡單，設計開發(fā)的救援定位裝置拉動遠程定位器即可完成拆卸，也可以快速進行安裝。（4）前后左右安裝非常穩(wěn)定，技術方案通過設置軸承，穩(wěn)定轉(zhuǎn)軸的工作，從而方便斜板進行轉(zhuǎn)動，通過設置限位槽，方便限位柱對斜板限位，從而使安裝后更穩(wěn)定牢固。

5 結語

本文介紹了一種汽車救援用內(nèi)置遠程定位裝置的基本工作原理。此項課題研究的基本思路是按照調(diào)查、分析、總結、開發(fā)設計進行的。通過企業(yè)調(diào)研、企業(yè)現(xiàn)場考察和專家訪談等形式完成調(diào)研過程。通過廣泛的網(wǎng)絡文獻查詢確定相關領域的技術標準，對存在問題進行考證。課題組成員與企業(yè)專家一起分析、歸納總結，確定裝置開發(fā)設計的方案。從確保車輛在緊急情況下得到快速救援的優(yōu)化角度設計方案，開發(fā)設計定位裝置整體結構示意圖與整體工作流程圖，深入說明本設計的結構原理及工作過程。經(jīng)過仔細推敲設計方案的可靠性及先進性，撰寫完整的設計方案并輔以科學清晰的圖紙。課題設計方案能對中小型汽車制造裝配企業(yè)有所借鑒。