基于F-W-P-A-M模型的公交車系統遮雨棚機構設計研究

張進 劉旭 劉瑞鈴 翁林碩 王聰 鄭昊 梁燦

摘? 要：公交車遮雨棚機構對解決雨雪天氣遮雨的作用意義重大，針對公交車遮雨機構的需求調研與分析，進一步對F-W-P-A-M模型進行了闡述，研究了F-W-P-A-M模型在公交車系統遮雨棚機構設計研究過程，提出了機構設計的示意圖，該機構符合應用需求，具有較高的創新性。

關鍵詞：F-W-P-A-M模型;公交車;遮雨機構;創新設計

前言

公交車進站與站臺棚頂之間存在一段空間，在雨雪天氣的時候，對乘客上下車極為不方便，一方面乘客需要不斷打開、關閉雨具，另一方面沒有雨具的乘客需要承受降雨的影響，在高峰期擁堵、混亂的現象時有發生，尤其南方城市雨水充沛，該現象極為明顯，解決雨雪天氣，乘客上下車的遮雨雪問題，實現公交車與公交站臺的無縫銜接，意義重大[1]。

1 公交車遮雨機構需求調研與分析

當公交車司機駕駛公交車進站時，公交車與站臺之間的距離并不固定，并且公交車站臺的遮雨棚高度會與將要設計的公交車遮雨機構存在高度上的干涉可能性，因此對公交車進站后與站臺之間的空間尺寸進行數理統計，隨機對50輛公交車進站后與站臺的間隙情況進行測量，其間隙范圍為40-90cm，且主要集中在80cm以下，確定雨棚完全伸長值為80cm，根據車門寬度確定雨棚寬度為110cm，折疊雨棚折疊后高度為30cm。

2. 應用F-W-P-A-M模型的設計探討

F-W-P-A-M模型（機械產品功能求解模型）是一種適用于機械創新設計的模型結構，針對折疊雨棚機構利用F-W-P-A-M模型進行分析的過程如下[2-4]：

F-功能（Function）具體體現設計任務和要求，以設計一種適用于雨雪天氣乘客上下車遮雨的折疊雨棚機構為目標。

W-工作機理（Work mechanism）描述功能的工作機理。折疊雨棚是通過驅動機構驅動，快速伸展與關閉，這是公交車折疊雨棚機構的工作機理。

P-工藝動作過程（Process）是機械產品工作機理的具體化動作過程，分析折疊雨棚工作過程中的幾個關鍵工藝動作過程，該過程具體分解成對應的動作過程，主要分為：觸發工作過程：由駕駛員操作按鈕觸發工作→伸展過程：與車門同步開啟，快速伸展完成遮雨過程→折疊過程：與車門同步關閉，快速完成折疊雨棚的過程→關閉工作過程：由駕駛員操作按鈕完成系統關閉。

A-執行（Action）對工藝動作過程進行分解。根據上述工藝動作過程，將折疊雨棚機構工藝動作過程進一步的分解成連接驅動機構、伸展動作、折疊動作與脫離驅動機構動作，為確定機構做準備。

M-執行機構（Mechanism）確定實現執行動作的機構。依據執行過程的內容，構思分別選取不同的執行機構或部件完成上述動作，如表1所示。

3.總結

根據上文得到如圖1所示為初步設計的公交車雨棚機構，該機構符合使用要求，具有很高的應用價值，尤其在江浙一代梅雨季節情況下，公交車上下車期間的遮雨問題十分突出，本機構設計思路上盡可能用簡單的結構、對公交車輛改動最小的情況下進行，也可以作為獨立遮雨機構使用，且目前國內沒有相關應用的案例，因此機構設計創新意義重大。

參考文獻

[1]梁文峻，林奕鑫，李東駿.基于人性化設計思想的公交雨棚設計研究[J].輕工科技，2020，36（07）：73-75+87.

[2]鄒慧君，雷杰，杜如虛，等.現代縫紉機原理與設計[M]，機械工業出版社，2015，9：197-198.

[3]鄭明鋒.F-W-P-A-M模型在勾線機構創新設計中的應用探討[J].輕紡工業與技術，2021，50（07）：43-44.

[4]鄒慧君，田永利，張 青，等. 縫紉機創新設計的基本理論與方法[J].? 機械設計與研究. 2002（03） ：56-60.

基金項目：

2022年浙江省大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃《基于F-W-P-A-M模型的公交車遮雨棚機構設計與應用研究》;項目編號：2022R456C012;杭職院〔2021〕81 號，汽檢專業學生創新創業中心建設項目。