馬來西亞動車司機室操作臺的模塊化流線型設計

周紹文，張懷奎

（資陽南車電氣有限公司，四川 資陽 641301）

0 引言

機車操作臺是司機操作機車牽引行車和停車的工作平臺。司機操作手柄、按鈕、轉換開關等裝置，通過觀察儀表數據、信號顯示及電臺了解前方區間通行狀況，發出機車控制指令，控制機車的運行與制動。在公司出口馬來西亞的動車設計中，要求集中布局各功能模塊，達到操作調試方便；儀器儀表布置美觀，便于觀察；布線規范，易于檢修和維護。在短時間內完成設計具有一定的難度。

1 構架結構設計

構架是操作臺安裝的定位框架，也是各種零部件和轉換開關裝配的定位框架，根據各功能部件模塊化裝配理念，保持整體的均衡與協調。國內機車操作臺一般采用整體設計，造成安裝工序提前，安裝勞動強度大，操作空間小，環境光線較差。此次構架采用組合式設計，由正司機操作臺骨架和副司機操作臺骨架組裝而成，通過緊固件聯接為一體，這樣便于布局安裝及調整，拆分后吊裝上車使用墊片、壓板、緊固件將正、副操作臺骨架的底架裝配的前、后橫梁固定在車體上，減輕了工人的裝配強度，也不影響前期司機室的防銹、減振和減噪施工工作。焊接工藝性好，焊接后對構架整體磷化后，噴鐵紅醇酸底漆做防銹處理。各安裝門開啟和轉動靈活，方便組裝和拆卸，并確保各閥類和電氣類操作零部件、制冷機、風笛喇叭的模塊化組裝、調試、維修。構架內布置走線用的扎線桿統一，強電、弱電分層走線，控制電路和監控電路進入不同的走線槽及端子排，并做好監控電路的屏蔽工作，防止振動和相關因素對監控信號的干擾；風控管路集中布局，管路走向集中布局，同時預留端子排、照明燈等設施的安裝位置。座椅與腳踏空間的高度和到各操作件之間的橫向距離，參考馬來西亞人的站和坐的常規相關參數，進行人機工程學測算后設計，可根據司機的身高調節座椅的高度及角度，最大限度地滿足操作舒適度，讓身居其中的操作者操作省力，感覺心情暢快。設計的構架示意圖如圖1 所示。

圖1 構架設計整體示意圖

2 面板組成設計

面板組成通過Pro/E 三維建模進行參數化曲面造型設計，立體層次感強，造型美觀圓滑。采用無毒、無污染的新型高分子材料，符合綠色環保工程要求，增加阻尼防止振動、減輕材料重量進行流線型外觀造型和單元整合設計。儀器儀表的安裝面設計成凹面，且與垂直面保持最佳的傾角，避免角度過大，由于光線照射影響操作者觀察，角度過小造成操作者低頭過久產生疲勞。同時由于主司機室操作位置設計的向中移動，使得主司機擁有寬廣角的視野，利于行車觀察。由于正司機擔任牽引運行和制動的主要任務，大部分零部件需要集中布局在正司機的操作范圍內，。副司機起監督和輔助行車職責。因此需要根據正、副司機的崗位操作要求設置零部件的具體安裝位置。故障顯示屏、微機顯示屏及風表、機車速度表等可視可讀儀器儀表布置在正司機左、右側前方，便于司機讀取和分析處理。按鈕、扳鍵及司控器等操縱元件布置在臺面上。副司機輔助操作緊急放風閥、警示鳴笛、撒砂腳踏及相關按鈕和轉換開關。臺面為中灰色，周圍為淡黃灰色。顏色協調柔和，司機駕駛不易疲勞。面板支架采用鋼結構，面板檢修孔蓋板材料應用新型材料玻璃鋼，減震、減重性好，并且不易銹蝕；為保證面板強度可靠、組裝牢固、防震動松動，面板內嵌鍍鋅鋼板，面板上電器安裝框要求加不小于4 mm 厚的鋼板，以便攻絲后安裝該類組件；面板與面板支架采用粘接和鉚接的方式聯接；通過安裝鎖，將檢修孔蓋板鎖緊在面板上，開鎖即可取下檢修孔蓋板，方便檢修右前窗刮雨器。上面的文件夾便于正、副司機用作行車記錄。面板組成下面布置走線用的扎線桿，確保線路綁扎可靠；通過管卡板定位管路，使管路橫平豎直、走向美觀、連接可靠。

3 儀器儀表安裝板等組件設計

儀器儀表安裝板等組件包括安裝板組件、風表模塊板組件、電表模塊板組件、蜂鳴器安裝板組件等，結構均為薄板鋼結構，采用有定位條和安裝螺栓定位，外表面均噴塑（黑色亞光與儀器儀表顏色匹配）。采用對應的單元模塊化設計。前3 種模塊具有通用的安裝尺寸和和定位安裝板，設計時只需根據各模塊化設計任務要求的功能結構，確定產品的型譜和相關參數后，考慮儀器儀表安裝與檢修，同時根據操作習慣和相關標準對各模塊進行多次組合，達到最佳的布局裝配方案。在面板組成上設計相應的開口及安裝尺寸，為以后通過計算機管理系統建立模塊打下了堅實的基礎。安裝時先以定位條定位減少運行振動，安裝孔為沉孔，通過半沉頭螺釘與面板聯接保持面板安裝平整，便于清掃；電源附件安裝組件由絕緣安裝板、電源附件和緊固件組成，絕緣安裝板為3 240 層壓玻璃布板，通過緊固件與操作臺構架聯接。設計的蜂鳴器安裝板組件如圖2 所示。其中為保證質量，對圖1 中的正操作臺骨架1 采用了噴環氧樹脂后再做黑色烤漆處理。

圖2 蜂鳴器安裝板組件

4 操作臺的總體設計

通過面板組成的流線型造型、構架模塊化裝配等設計理念，各組件使用緊固件聯接，便于裝拆和檢修。拆下安裝板組件和側窗檢修封板后，即可檢修左側窗，操作臺右側無零部件影響右側窗的檢修；拆下風表模塊板組件即可檢修左前窗刮雨器；制動閥安裝蓋板打開后可以檢修空氣制動系統零部件。制動閘安裝面板為活動面板，便于對制動閥進行安裝、調試、檢修。打開垂直安裝的卡門和鎖門，便于檢修其它設施，門后貼減震膠條。各種轉換開關布置在中門上，符合司機操作習慣。同時根據銷售合同，所有的銘牌和標示均采用英文標注。設計后的機車操作臺如圖3 所示。

圖3 操縱臺組裝示意圖

5 結語

此操作臺設計期間經過產品造型、可靠性、結構工藝性評價后，通過技術經濟分析、人機工程評價，流線型的外形達到寬廣角的觀察范圍，模塊化的布局滿足分類安裝。從試驗數據和裝車運用考核，滿足了機車調試、維護和使用要求，從國內機車設計發展方向來看，流線型設計、模塊化組裝是機車設計的發展方向，也是我們吸收國內外先進的設計理念和追求的目標。

［1］關慧貞，馮辛安.機械制造裝備設計［M］.3 版.北京：機械工業出版社，2009.