流动眼科筛查车设计要点

2013-12-09王政王雪丽仁宝海

专用汽车 2013年1期

关键词：壁板汽车底盘眼科

王政王雪丽仁宝海

WANG Zheng et al

中航工业辽宁陆平机器股份有限公司辽宁铁岭 112001

1 前言

随着专用汽车快速发展，医疗救治等领域的专用装备逐步增多，由于每个装备的使用功能和环境均不同，因此应从多方面考虑结构设计的合理性和先进性，使其在满足功能前提下，达到结构简单，工艺性好，成本较低的目的。下面介绍一款流动眼科筛查车。

2 总体布局与结构

2.1 总体布局

流动眼科筛查车是现代眼科筛查诊疗检查最先进的移动装备，具有较高的机动性和较好的实用性，可在野外恶劣条件下为眼病患者提供良好舒适的检查环境。该车由解放CA1163P7K2L3E二类汽车底盘、6 m大板式扩展厢体、副车架、医用升降工作台、眼科检查设备、诊疗床、空调换气系统、配电系统、照明系统、带扶手踏板梯和其他附件组成。流动眼科筛查车及展开工作状态如图1所示。

流动眼科筛查车内部设有医用升降工作台、眼科检查设备、折叠诊疗床、工作椅、电加热器、折叠椅等。车厢内部分为三个区域，分别为常规筛查区、特殊检查区和术前全身检查区。常规筛查区的主要功能为视力检查、裂隙灯检查及眼底镜检查；特殊检查区的主要功能为电脑验光和角膜曲率检查、眼底检查、A/B超检查、角膜内皮检查及免散瞳眼底照相；术前全身检查区的主要功能为血压检查及心电图检查。

2.2 结构设计

根据眼科专家提出的实际使用要求及专用汽车总体设计原则，流动眼科筛查车整车设计时主要考虑如下几点：a.应满足眼科筛查使用功能和作业流程要求；b.应满足公路运输限界要求；c.应满足所选用汽车底盘额定载荷及各轴荷要求；d.应满足使用环境要求；e.应适合一般素质人员展开和操作，应满足人机工程要求；f.应满足可靠性和可维修性要求。

根据上述总体设计思路，厢体采用车上侧面双扩结构，厢体外形尺寸(长×宽×高)为6000 mm×2460 mm×2100 mm，扩展后车厢内使用面积为27 m3，能够满足医疗作业所需的三个区域要求。厢体尺寸确定后，选用解放CA1163P7K2L3E二类汽车底盘，驾驶室后部可用空间长度为6500 mm。

整车设计时，由于随车附件较多，故在车厢下部两侧各设计5个大小不等的附件箱，用于存放如千斤顶垫木、电缆盘、扩展厢体支撑机构、撤收拉杆、接地桩等附件。同时，将厢体下部两侧和后部设计为围裙结构，使整车外部更加美观。

2.2.1 厢体结构

厢体由固定厢体和扩展厢体两部分组成，固定厢体采用大板厢式结构，厢体顶壁板和前后壁板及侧壁板厚度均为52 mm，厢体底壁板厚度为80 mm。扩展厢体设计时，为使扩展操作简单、方便、可靠，两侧扩展厢体采用手动机械助力式结构，此结构形式与液压扩展、电动扩展等相比，具有故障率较低、性能可靠、成本较低等优点。

扩展板展开顺序依次为：扩展顶板→扩展底板→扩展端板→扩展侧板。设计时考虑扩展厢体工作时的悬置稳定性，在扩展底壁板上设计3个可调节支撑机构，布置时尽可能靠外侧且不在同一直线上。

2.2.2 助力机构

扩展板展收的助力机构采用机械压簧助力机构，主要由弹簧、导向套管及防护套管等组成。扩展助力机构如图2所示。

2.2.2.1 扩展顶板展收

根据扩展顶板展开和撤收轨迹、顶板的质量及质心位置，同时考虑操作过程中应符合人机工程要求，结合压缩弹簧的工作特性，经过计算确定助力机构中弹簧的技术参数，利用弹簧被压缩后产生的弹力支撑顶板展开。顶板撤收时，外力克服助力机构的支撑力后，顶板在重力的作用下便可进行撤收。展开及撤收所需操作力分别为264.6 N和288.1 N。

2.2.2.2 扩展底板展收

根据扩展底板展开和撤收轨迹、底板质量及质心位置，同时考虑操作过程中符合人机工程要求，结合压缩弹簧的工作特性，经过计算确定助力机构中弹簧技术参数。将压缩弹簧压缩后产生的弹力，通过钢丝绳、导轮转换为对底板的拉力，实现对底板的展收控制。展开及撤收所需操作力分别为117.6 N和147 N。

2.2.3 带扶手踏板梯

由于某些病人须由医务人员协助进入车厢，所以踏板梯设计成侧面带扶手结构，由两个踏板梯对接组成，踏板梯采用铝型材铆接结构，便于人员拿取存放。踏板梯安装在厢体前部梯架内，使用时先将梯架上固定销拔出，将踏板梯从梯架中抽出，一端支撑到地面上，另一端挂到踏板挂环上即可。左右梯扶手在外侧，后车架内踏板拉出400 mm锁固后再挂踏板梯。带扶手踏板梯如图3所示。收梯时，将踏板取下轻轻推入梯架内，用销锁固定。切忌用力过猛使挂钩受撞击而损坏。

3 设计要点

3.1 安装与密封

扩展车厢内医疗设备的固定是非常重要的环节，应注意：a.设备固定位置不能和扩展端板干涉，须留出间隙；b.设备固定件不可超出地板；c.设备固定操作应简单快速，不用任何工具辅助；d.固定件应与设备风格一致；e.固定件应适合车载，固定锁紧可靠。

按照车载设计原则，先将医疗设备装箱用快速夹带紧固在医疗升降台上，再采用可调节的螺栓和快速夹带，将医疗升降台固定在厢体地板上。

由于扩展顶板在运输时作为主舱的侧板，工作时作为扩展厢体的顶板，所以密封设计时应注意。收拢后，扩展顶板上部与固定厢体间的密封结构如图4所示；下部与固定厢体间的密封结构如图5所示；侧面与固定厢体间的密封结构如图6所示。

两种板形和Ω形密封条均具有耐盐、耐油、耐酸碱、耐压等性能，弹性好等优点，使用温度为-45℃～+70℃。Ω形密封条安装时，将其嵌入扩展顶板内表面，形成封闭环形。板形密封条用压条拉铆固定在固定厢体和扩展顶板上。

3.2 通风设计

车厢内的空气过冷、过热或者有污浊的空气，都会影响医务人员和病人的舒适性，且若没有足够的空气更换，车厢内会很快聚集水汽、一氧化碳及二氧化碳等气体，影响医务工作人员和病人的身心健康。因此在车厢内设置空调机，调节车厢内温度，并设置轴流风机进行通风换气。

车厢内的空气流动应均匀无死角，空气流速差不大，只允许在车厢上部有局部涡流，无穿堂风和大涡流循环，工作人员头部水平位置的空气流速冬季应不大于0.15 m/s，夏季应不大于0.5 m/s。

因此，在左壁板和后壁板各设置一个轴流风机，将左壁板的前下部风机设置为进风，后壁右上部的风机设置为出风，增强空气流动性，加快换气速度。

由于厢内工作人数为5人，每人按标准所需的空气更换量约为25 m3/h，则总的空气更换量为125 m3/h，因此，选择排风量为2.3 m3/min的轴流风机。

3.3 电气系统设计

本车由供电部分、配电部分、用电部分三部分组成，主要由市电供电，经配电后，为整车提供稳定的交流电源，满足厢内的用电设备需求，并可实现避雷保护、漏电保护、短路、过载保护等功能。供配电原理如图7所示。

车厢内布线采用明暗结合的方式，顶壁板照明灯和扩展底壁上地面插座采用暗线铺设，其它部位采用明线，所有线缆均捆扎成线束，并用U型夹固定在线槽内，防止导线在线槽内窜动。

车厢内顶壁左右对称设置六盏冷光源照明灯，电源为交流220 V，功率为15 W/盏，照度满足100 Lx的要求，其控制开关安装在后壁门旁。选用发热量小、抗震性好、使用寿命长灯具，同时具有光线柔、外形美观、厚度薄、质量轻等优点。

4 安全性校核

流动眼科筛查车行驶安全性必须遵循以下原则：装备的总质量不应大于汽车底盘的额定载荷，轴荷分配应符合原汽车底盘的设计要求及行驶安全要求。

以汽车底盘后轴中心线与整车纵向中心线的交点在地面上的投影为坐标原点，整车长度方向为X方向，前为“+”，后为“－”；整车宽度方向为Y方向，左为“+”，右为“－”；整车高度方向为Z方向，上为“+”，下为“－”，建立坐标系。

已知，厢体质量G厢体=2460 kg，车内医疗设备质量G设备=760 kg，车内空调机、折叠诊疗床、配电系统、电加热器及其它附件质量G车内=210 kg，车外空调机、带扶手踏板梯、底部附件、电缆盘和电缆及其他附件等质量G车外=230 kg，副车架质量G车架=860 kg。底盘整备质量G底盘= 5660 kg，底盘总质量G底盘总=16000 kg，满载时前轴荷为6000 kg，后轴荷为10000 kg；底盘轴距L=5600 mm，轮距B=1830 mm。