动车组智能大件行李储物柜设计

目前乘坐动车组已经成为人们旅行生活热衷的选择，部分型号的动车组列车中设计有大件行李放置处，设置在车厢端部。

但传统的大件行李架是一种普通的栏杆隔板，当人们需要放置大件行李时，由于行李较大较重，会优先将行李放置在下层，而上层行李架往往会被空置，造成资源浪费。

因此本文以CR400BF动车组为设计基础，充分利用车辆的有限空间，设计了一种垂直循环式大件行李智能储物柜。

一、总体设计

综合考虑CR400BF动车组过道空间有限，提高车厢内部空间利用率，最终选用垂直循环式立体储物柜的方案。

结构如图1所示。短编的CR400BF动车组列车为8辆编组，本文以该车为设计基础，其中参考的尺寸为车厢长度25000mm；车体宽度3360mm；车顶距轨面高度4050mm。

二、机械部分设计

（一）主体支撑座

主体支撑座（图2）作为自动化行李架的主要部件之一，主要用于承载行李以及其余零件的重量和对单元托盘进行路径固化。

利用图2后方立柱来作为力传递的最后一部分，同时也对下部电机、齿轮等进行初步防护，两导轨轨迹通过对单元托盘利用空间最大化的计算得出，若需要整改或改进，需要重新进行计算。

其材料选择合金钢（ss），合金钢具有较好的塑、韧性和强度，以及一定的硬度，能承受震动和冲击负荷，但切削能力差。

与主体支撑座连接的零件为传动链条组合、防倾倒定位器，两者与主体支撑座为间隙配合。传动链条组合安装于内部导轨，从缺口处安装，中间滚轮卡于中间缝隙处；

防倾倒定位器安装于外部导轨，利用防倾倒伸出立柱与导轨接触产生支撑与导向作用。

（二）传动链条座

传动链条座（图3）内设有卡槽，与传动链条组合中的滚轮相配合，从而起到固定与力的传递的作用。安装方法为从缺口处安装，中间滚轮卡于中间缝隙处，其材料选择合金钢（ss）。

与传动链条连接的零件为传动链条组合，传动链条组合安装于内部导轨，从缺口处安装，中间滚轮卡于卡槽。

（三）防倾倒定位器

防倾倒定位器（图4）作为自动化行李架的主要导向部件，单元托盘有3格，可放置行李，该部件可以防止单元托盘出现倾斜现象，从而影响机器运行，是较为核心的部件。

该零件与主体支撑座相配合，如需改动，则主体支撑座也需改动，产生连锁反应。其材料选择合金钢（ss）。

该部件4条立柱与主体支撑座间隙配合；空洞需安装轴承后与单元托盘格圆柱相连接，均使用过盈配合。

（四）单元托盘格圆柱

单元托盘格圆柱（图5）作为自动化行李架的主要部件之一，主要用于承载单元托盘格所传递的重量以及提升板传递的动力。

因需要与提升板、防倾倒定位器相配合，需在此部件上安装4个轴承（两端各2个），如需改进可增加轴承座。

其材料选择AISI1020钢材料（20钢），该材料含碳量为0.2%，属于低碳钢，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。该部件与轴承过盈配合，与单元托盘格过度配合。

（五）单元托盘格

单元托盘格（图6）内设3格行李格，用于放置行李。在保证承载以及单元托盘互不干扰的前提下可根据需要改变外形。

为减轻该部件自重且符合行李最大承载需求，以轻木作为该部件材料。该部件与单元托盘格圆柱过度配合，不可发生相对位移。

（六）提升板

提升板（图7）是传递动力元件，表面设有3个通孔。图7左侧2个孔与传动链条组合中的链条穿销相连接，右孔用于连接单元托盘圆柱。当电机带动链条转动时，左孔与链条一同转动，从而带动单元托盘格圆柱。

（七）传动链条组合

传动链条组合（图8）由2片链条片、中间滚轮及穿销组成，是自动化行李架的主要传动部件之一。

中间滚轮不但用于卡入传动链条座内卡槽，亦需要传递传动齿提供的动力，链条片采用AISI1045钢材料。

该材料冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。

（八）传动齿片及传动轴

传动齿片及传动轴（图9）作用是将电机传递的动力传递给自动化行李架传动部分，该部件由2片传动齿以及传动轴组成，采用过盈配合。

其材料选择AISI1020钢材料（20钢），该材料含碳量为0.2%，属于低碳钢，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。

（九）升降机构

升降机构主要由电机、制动器、双级行星齿轮减速器、联轴器、开式齿轮和链传动等组成，其结构示意图如图10所示。

当需要存取行李的时候，行李箱自动控制系统发出信号，电动机开始转动，通过双级行星齿轮减速器进行第一次减速。

减速器通过联轴器带动两级开式齿轮转动，进行第二次减速。

三、结束语

该设计可以充分利用动车组车体内部的有限空间，改善大件储物的环境及条件，提升乘客的乘坐舒适度。