基于F-W-P-A-M模型的公交车系统遮雨棚机构设计研究

张进 刘旭 刘瑞铃 翁林硕 王聪 郑昊 梁灿

摘  要：公交车遮雨棚机构对解决雨雪天气遮雨的作用意义重大，针对公交车遮雨机构的需求调研与分析，进一步对F-W-P-A-M模型进行了阐述，研究了F-W-P-A-M模型在公交车系统遮雨棚机构设计研究过程，提出了机构设计的示意图，该机构符合应用需求，具有较高的创新性。

关键词：F-W-P-A-M模型;公交车;遮雨机构;创新设计

前言

公交车进站与站台棚顶之间存在一段空间，在雨雪天气的时候，对乘客上下车极为不方便，一方面乘客需要不断打开、关闭雨具，另一方面没有雨具的乘客需要承受降雨的影响，在高峰期拥堵、混乱的现象时有发生，尤其南方城市雨水充沛，该现象极为明显，解决雨雪天气，乘客上下车的遮雨雪问题，实现公交车与公交站台的无缝衔接，意义重大[1]。

1 公交车遮雨机构需求调研与分析

当公交车司机驾驶公交车进站时，公交车与站台之间的距离并不固定，并且公交车站台的遮雨棚高度会与将要设计的公交车遮雨机构存在高度上的干涉可能性，因此对公交车进站后与站台之间的空间尺寸进行数理统计，随机对50辆公交车进站后与站台的间隙情况进行测量，其间隙范围为40-90cm，且主要集中在80cm以下，确定雨棚完全伸长值为80cm，根据车门宽度确定雨棚宽度为110cm，折叠雨棚折叠后高度为30cm。

2. 应用F-W-P-A-M模型的设计探讨

F-W-P-A-M模型（机械产品功能求解模型）是一种适用于机械创新设计的模型结构，针对折叠雨棚机构利用F-W-P-A-M模型进行分析的过程如下[2-4]：

F-功能（Function）具体体现设计任务和要求，以设计一种适用于雨雪天气乘客上下车遮雨的折叠雨棚机构为目标。

W-工作机理（Work mechanism）描述功能的工作机理。折叠雨棚是通过驱动机构驱动，快速伸展与关闭，这是公交车折叠雨棚机构的工作机理。

P-工艺动作过程（Process）是机械产品工作机理的具体化动作过程，分析折叠雨棚工作过程中的几个关键工艺动作过程，该过程具体分解成对应的动作过程，主要分为：触发工作过程：由驾驶员操作按钮触发工作→伸展过程：与车门同步开启，快速伸展完成遮雨过程→折叠过程：与车门同步关闭，快速完成折叠雨棚的过程→关闭工作过程：由驾驶员操作按钮完成系统关闭。

A-执行（Action）对工艺动作过程进行分解。根据上述工艺动作过程，将折叠雨棚机构工艺动作过程进一步的分解成连接驱动机构、伸展动作、折叠动作与脱离驱动机构动作，为确定机构做准备。

M-执行机构（Mechanism）确定实现执行动作的机构。依据执行过程的内容，构思分别选取不同的执行机构或部件完成上述动作，如表1所示。

3.总结

根据上文得到如图1所示为初步设计的公交车雨棚机构，该机构符合使用要求，具有很高的应用价值，尤其在江浙一代梅雨季节情况下，公交车上下车期间的遮雨问题十分突出，本机构设计思路上尽可能用简单的结构、对公交车辆改动最小的情况下进行，也可以作为独立遮雨机构使用，且目前国内没有相关应用的案例，因此机构设计创新意义重大。

参考文献

[1]梁文峻，林奕鑫，李东骏.基于人性化设计思想的公交雨棚设计研究[J].轻工科技，2020，36（07）：73-75+87.

[2]邹慧君，雷杰，杜如虚，等.现代缝纫机原理与设计[M]，机械工业出版社，2015，9：197-198.

[3]郑明锋.F-W-P-A-M模型在勾线机构创新设计中的应用探讨[J].轻纺工业与技术，2021，50（07）：43-44.

[4]鄒慧君，田永利，张 青，等. 缝纫机创新设计的基本理论与方法[J].  机械设计与研究. 2002（03） ：56-60.

基金项目：

2022年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划《基于F-W-P-A-M模型的公交车遮雨棚机构设计与应用研究》;项目编号：2022R456C012;杭职院〔2021〕81 号，汽检专业学生创新创业中心建设项目。