展館自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

劉謙　趙世英　王宗瀚　黃澄　張哲欣

【摘 要】為了滿足2017阿斯塔納世博會(huì)上合絲路（北京）新媒體空間模型展館出入口對(duì)門(mén)的特殊需求，研發(fā)設(shè)計(jì)了弧形自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)。應(yīng)用SolidWorks三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定以及整體建模。與傳統(tǒng)的滑軌門(mén)、合頁(yè)門(mén)、平口門(mén)相比較，自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)具有自動(dòng)控制，外觀優(yōu)美，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】阿斯塔納世博會(huì)；側(cè)滑門(mén)；SolidWorks

由北京印刷學(xué)院設(shè)計(jì)、組織并策劃的2017阿斯塔納世博會(huì)上合合作組織館-上合絲路（北京）新媒體空間項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)世博會(huì)3個(gè)月的運(yùn)營(yíng)，圓滿完成世博會(huì)上合館各項(xiàng)主題活動(dòng)，上合絲路（北京）新媒體空間的模型展館永久落戶在北京印刷學(xué)院。為了完善上合館北京新媒體空間模型展館出入口的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目研發(fā)并設(shè)計(jì)了這款弧形側(cè)滑門(mén)。柔美的弧線外觀，使得雙開(kāi)弧形自動(dòng)門(mén)氣派豪華、外觀獨(dú)特。與傳統(tǒng)的側(cè)滑門(mén)相比，本設(shè)計(jì)更注重實(shí)現(xiàn)門(mén)與展館內(nèi)外幕布的高契合度，保證幕墻的安裝與多媒體演示效果的展示需求。自動(dòng)雙開(kāi)弧形門(mén)通過(guò)控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)合，經(jīng)過(guò)參數(shù)調(diào)整也適用于其它高中端公眾場(chǎng)所的出入口系統(tǒng)。

1 自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)的工作參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)總體構(gòu)造的階段，通過(guò)調(diào)研和檢索同類(lèi)型自動(dòng)門(mén)、弧形門(mén)和側(cè)滑門(mén)等相關(guān)資料，結(jié)合機(jī)械運(yùn)作特點(diǎn)進(jìn)行研討和分析，選出合理設(shè)計(jì)方案；用SolidWorks軟件進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各部件組成零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)件及結(jié)構(gòu)零件受力分析；利用SolidWorks實(shí)體建模軟件完成自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)的三維實(shí)體模型虛擬展示和裝配模擬；裝配過(guò)程分析，整機(jī)立體三維模型。自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)的單柵門(mén)寬度為1570mm、高度為2600mm，雙柵閉合總寬度3140mm；門(mén)面呈弧形，閉合時(shí)能與墻壁組合成一個(gè)完整的圓弧表面。自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)工作原理是由傳感器感應(yīng)人的經(jīng)過(guò)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳遞信號(hào)到動(dòng)力系統(tǒng)中的控制門(mén)的電動(dòng)機(jī)，控制連桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)，從而控制門(mén)在滑道內(nèi)的開(kāi)合動(dòng)作。

新媒體空間模型展館正門(mén)效果圖如圖1所示，雙開(kāi)滑動(dòng)門(mén)自動(dòng)開(kāi)合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示：主體部分主要由連桿結(jié)構(gòu)、環(huán)形壁面、滑動(dòng)面、門(mén)結(jié)構(gòu)、門(mén)下部滑動(dòng)穩(wěn)固減摩擦結(jié)構(gòu)等組成，環(huán)形墻壁與地面滑道部分固定不動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)門(mén)沿地面滑道進(jìn)行開(kāi)合運(yùn)動(dòng)。選擇地面滑道使門(mén)結(jié)構(gòu)能夠沿固定的滑道軌跡運(yùn)動(dòng)，使門(mén)打開(kāi)時(shí)不影響建筑其他結(jié)構(gòu)正常工作，門(mén)閉合時(shí)能與環(huán)形墻壁完美結(jié)合，組成一個(gè)圓環(huán)，滿足美觀，實(shí)用等要求。選用連桿結(jié)構(gòu)的目的是把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓾M足特殊運(yùn)動(dòng)軌跡要求的空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。采用門(mén)下部滑動(dòng)穩(wěn)固減摩擦結(jié)構(gòu)，有效減小門(mén)在滑道滑動(dòng)所受摩擦力的影響，同時(shí)滿足門(mén)的穩(wěn)固要求。為了預(yù)防自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑門(mén)在工作中出現(xiàn)的突發(fā)停機(jī)狀況，我們選擇在門(mén)內(nèi)部安裝把手裝置，在系統(tǒng)停止運(yùn)行的情況下可由人手動(dòng)操作門(mén)的開(kāi)合。為了滿足自動(dòng)雙開(kāi)側(cè)滑動(dòng)門(mén)的可靠性和正常運(yùn)行，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)門(mén)重量的減少和生產(chǎn)效率的提高。門(mén)結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)鋁合金材料和壓鑄熱處理防腐的制作工藝，以及定位銷(xiāo)，隼的鏈接工藝，門(mén)把手采用螺釘鏈接固定。

圖1 新媒體空間模型展館正門(mén)效果圖

圖2 自動(dòng)雙開(kāi)滑動(dòng)門(mén)自動(dòng)開(kāi)合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖（俯視圖）

2 側(cè)滑門(mén)結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案

自動(dòng)雙開(kāi)弧形門(mén)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)結(jié)構(gòu)運(yùn)作的關(guān)鍵，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠保證驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性，采用連桿機(jī)構(gòu)，滿足將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成復(fù)雜的空間運(yùn)動(dòng)。連桿機(jī)構(gòu)材料采用45號(hào)中碳鋼，鏈接方式采用軸，銅套，墊圈，定位銷(xiāo)鏈接，保證連桿的受力強(qiáng)度，和穩(wěn)定性。

一般滑道為直線型，只能滿足直線運(yùn)動(dòng)，八字型滑道巧妙結(jié)合連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，地面滑道部分采用八字型設(shè)計(jì)，確保門(mén)的前支柱（下轉(zhuǎn)第46頁(yè)）（上接第11頁(yè)）先沿八字型上部滑道到達(dá)指定位置的同時(shí)，后支柱同樣沿八字型上部滑道到達(dá)八字型下部滑道岔口位置，而后進(jìn)入岔口滑道到達(dá)指定位置，滿足門(mén)與環(huán)形墻壁的完美貼合。

一般滑軌大多采用滾輪式，兩根軌道，一個(gè)滑輪，承重能力較差，反彈功能基本為零[1]。本設(shè)計(jì)門(mén)下部減摩擦穩(wěn)固結(jié)構(gòu)采用鋼珠式滑軌結(jié)構(gòu)，采用線性排列的鋼珠組，具有緩沖關(guān)閉和按壓反彈開(kāi)啟功能，承重力強(qiáng)。當(dāng)門(mén)在八字型滑道中滑動(dòng)時(shí)，能有效減小摩擦所帶來(lái)的影響，并起到使門(mén)穩(wěn)固的作用，底部鋼珠對(duì)門(mén)起到支撐作用。門(mén)內(nèi)側(cè)安裝門(mén)把手，確保在發(fā)生特殊情況時(shí)可以人工進(jìn)行門(mén)的開(kāi)合動(dòng)作。通常能門(mén)把手多會(huì)破環(huán)門(mén)外觀的和諧性，尤其是弧形門(mén)的把手，此門(mén)門(mén)把手采用隱藏式結(jié)構(gòu)以及螺釘固定方法，確保不影響門(mén)的平滑美觀[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

本弧型側(cè)滑自動(dòng)門(mén)既能合理空間布局，又安全可靠，能夠很好地服務(wù)于2017哈薩克斯坦阿斯塔納世博會(huì)上海合作組織新媒體空間展館模型在我校的落地項(xiàng)目，也可應(yīng)用于其它高中端公眾場(chǎng)所的出入口系統(tǒng)。弧形自動(dòng)門(mén)外形和諧優(yōu)美，在簡(jiǎn)單的開(kāi)閉之間，讓人體驗(yàn)到弧形門(mén)散發(fā)出的輕盈之感、和諧之美。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周福榮，施華灘.滑動(dòng)門(mén)上走輪臂與上導(dǎo)軌干涉問(wèn)題研究[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展，2015（3）：24-26.

[2]劉艷榮，譚鐵仁.屏蔽門(mén)系統(tǒng)滑動(dòng)門(mén)手動(dòng)解鎖裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].城市軌道交通研究，2015（4）：71-74.endprint