空中餐廳結構設計＊

楊文斌，徐博銘，吳 迪

（商務大道168號同濟大學浙江學院，浙江 嘉興 314000）

空中餐廳結構設計＊

楊文斌，徐博銘，吳 迪

（商務大道168號同濟大學浙江學院，浙江 嘉興 314000）

隨著經濟的不斷發展和科技進步的日新月異，人們的生活水平不斷提高，誕生了一批房車熱，但乘客很難在劇烈行進或非水平泊車的房車內進餐，由于慣性的存在，餐具會在房車劇烈行進或非水平泊車的情況下滾落碰撞，進餐者也會隨著車身的運動而晃動。研發設計出了一款既能解決餐具滾落碰撞發出噪聲，又能保證乘客舒適性的一體化餐桌，利用液壓油泵供油系統進行驅動，并采用主體半剛性阻尼避震器進行減震。餐桌配有伸縮及升降系統，結構精巧，提高了空間利用率，座椅配有起亞緩沖及調整系統，提升了舒適度。

空中餐廳；液壓系統；半剛性阻尼避震器；升降系統

目前，市場上的房車解決廚具不穩定問題的方法是將廚具固定在抽屜內，限制了便利性，而人員晃動問題則無法解決，所以，如果能夠研發設計出一款既能消除噪聲，又能保證乘客舒適性的一體化餐桌，則它將會把房車提升到另一個境界，使乘客在房車行進過程中舒適、愜意地進餐、娛樂，同時使餐具能夠保持穩定，進而營造一種安靜、舒適、愜意的車內環境，滿足人們追求完美的要求，激發人們的欲望，有廣闊的市場前景。空中餐廳效果圖如圖1所示。

1 主體液壓系統的設計

主體液壓系統采用6液壓桿設計，能夠通過不同的伸縮組合模擬出各種角度和位移，從而平衡慣性，避免晃動和滾落，使餐具緊貼桌面，乘客能平穩乘坐。液壓桿與底座和桌面的連接采用萬向節，從而滿足自由度的要求，避免剛性擠壓和扭轉，延長液壓油缸和液壓桿的使用壽命。液壓結構如圖2所示。萬向節的結構和作用與人體四肢上的關節類似，它允許被連接的零件之間的夾角在一定范圍內變化。

圖1 空中餐廳效果圖

圖2 液壓結構

2 液壓油泵供油系統

液壓油泵供油系統的工作方式為電機通過聯軸器驅動齒輪油泵，將郵箱內的油液供給每一根液壓桿，液壓桿電磁閥根據信號實時調節開閉，從而調整進油和排油，各個液壓桿通過伸縮組合調整出能夠抵消晃動慣性的桌面角度和位移。液壓油泵供油系統如圖3所示。

圖3 液壓油泵供油系統

3 主體半剛性阻尼避震器

基于機器在實際工作中可能遇到的運動和受力情況，為了能更加牢固地固定底面，主體底面固定采用三點固定，即3個支腳固定，同時，為了避免底面與車廂地板形成剛性連接，進而使系統震動，影響系統壽命，需要采用半剛性阻尼避震連接支腳和主體底板。避震結構如圖4所示。

圖4 避震結構

主體半剛性阻尼避震采用多環式貼合設計，能夠在實際受力過程中很好地平均分配所受的力，從而避免了應力集中以及由應力集中而帶來的結構部件損壞。

4 主題座椅伸縮及升降系統

座椅伸縮及升降系統采用隱藏式氣壓桿，空間利用率高，能夠穩定地實現座椅的伸縮和升降，并且可以有效地起到減振和緩沖作用，可靠度高。

座椅伸縮及升降系統結構精巧、便于加工，在非工作狀態能夠將座椅巧妙地收縮在主體內部，不占用外部空間，極大地提高了空間利用率，同時，具有高效、可靠的特點。座椅伸縮及升降系統如圖5所示。

該裝置安裝在主體的上桌板，在伸縮和升降工作過程中不會與液壓缸和液壓桿形成任何干涉。

5 座椅氣壓緩沖及調整系統

座椅背部采用11根可獨立調節的氣壓緩沖裝置，能夠根據預設自動組合出背部形狀，也可以根據乘坐者的背部特征單獨調節每根氣壓桿的支撐力度和伸長長度，從而能夠緊貼乘坐者的背部，提供完美的乘坐體驗和舒適感。座椅背部及底部氣壓緩沖裝置示意圖如圖6所示。

圖5 座椅伸縮及升降系統

圖6 座椅背部及底部氣壓緩沖裝置示意圖

坐墊支撐采用14根氣壓桿，能夠根據乘坐者的臀部自動調節壓力和伸長量，從而為乘坐者提供舒適的貼合感。座椅座墊可伸長或者縮短，通過兩根氣壓桿調節，可以適應乘坐者的腿部長度。座椅坐墊伸長裝置示意圖如圖7所示。

6 總結與展望

本文將液壓系統運用到了房車餐桌上，有效避免了因車輛行進而引發的晃動，即運用液壓系統的各個液壓桿的組合調整桌面角度和位移，抵消慣性。液壓桿與底座、桌板的連接處采用萬向節，避免剛性扭轉。底座與車廂地板之間采用阻尼避震，減少震動傳遞，保證壽命，座椅采用全氣壓系統，清潔環保，易于調整，符合人體工程學。

在產品本身方面，目前市場上還沒有能有效消除房車行進過程中的不穩定因素的產品，所以，預計該產品在將來的市場中能夠占據較大的市場份額，綜上所述，空中餐廳符合科技潮流，具有廣闊的市場。

［1］程耀東，李培玉.機械振動學（線性系統）［M］.杭州：浙江大學出版社，1998.

［2］濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計［M］.北京：高等教育出版社，2013.

U462.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.037

楊文斌（1989—），男，助教，香港理工大學碩士研究生，研究方向為車輛工程/機械設計。

〔編輯：張思楠〕

浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目“應用型大學《機械基礎實驗》創新教學的探索與研究”（編號：kg2015614）