CN104553692A - 一种外摆门运动机构设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外摆门运动机构设计方法。所述方法包括下述步骤：A1.选择门轴轴线位置（01）；A2.选择回转臂工作长度；回转臂门铰接点关门位置（02）；A3.选择平衡杆门铰接点关门位置（04）；A4.回转臂门铰接点关门位置（02′）；A5.选择外摆门在打开状态的位置；A6.确定平衡杆门铰接点关门位置（04′）；A7.做平衡杆门铰接点关门位置（04）与平衡杆门铰接点关门位置（04′）的连线的中垂线，在所述中垂线上选择支撑轴轴线位置（03）。本发明的方法提供了一种主动设计方法来针对所需车型来设计外摆门运动机构，避免了被动借用方法的盲目性，使得设计出来的外摆门运动机构更匹配车辆具体形状与尺寸，而且能够提前发现可能存在的干涉等问题，从而加快整车的开发进度。

Description

一种外摆门运动机构设计方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种外摆门运动机构设计方法，尤其是一种适用客车的外摆门运动机构设计方法。

背景技术

诸如大客车等车辆的外摆门通常包括下述构件：门泵（气动或电动）、回转臂、门轴、支撑轴及平衡杆组成。

对于现有的设计方式一般是被动借用法，就是将标杆车外摆门运动机构的设计参数或以前同类车的外摆门运动机构直接借用。但是，由于设计车辆与以前车辆在结构与形状上的差异，使得设计车辆上的外摆门运动机构容易出现与车辆的其他部分干涉的问题，且此类问题要到车辆试制的时候才能发现，严重影响整车的开发进度。

因此，希望有一种外摆门运动机构设计方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外摆门运动机构设计方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种外摆门运动机构设计方法，所述外摆门运动机构设计方法包括下述步骤：

A1.选择门轴轴线位置；

A2.选择回转臂工作长度，并选择回转臂与外摆门的铰接点在外摆门关闭状态下相对于外摆门的位置：回转臂门铰接点关门位置；

A3.选择平衡杆与外摆门的铰接点在外摆门关闭状态下相对于外摆门的位置：平衡杆门铰接点关门位置；

A4.选择回转臂与外摆门的铰接点在外摆门打开状态下的位置：回转臂门铰接点关门位置，其中，回转臂门铰接点关门位置位于以门轴轴线位置为中心且以回转臂工作长度为半径的圆上；

A5.以回转臂门铰接点关门位置为约束条件，选择外摆门在打开状态的位置；

A6.基于外摆门在打开状态的位置以及平衡杆门铰接点关门位置，确定平衡杆与外摆门的铰接点在外摆门打开状态下相对于外摆门的位置：平衡杆门铰接点关门位置；

A7.做平衡杆门铰接点关门位置与平衡杆门铰接点关门位置的连线的中垂线，在所述中垂线上选择支撑轴的轴线位置：支撑轴轴线位置。

优选地，基于经验选择门轴轴线位置，且所述门轴轴线位置符合门泵安装尺寸要求。

优选地，基于经验选择回转臂工作长度，且选择的回转臂工作长度符合回转臂标准件的工作长度规格。

优选地，基于经验选择支撑轴轴线位置，且使得支撑轴轴线位置与平衡杆门铰接点关门位置之间连线的长度符合平衡杆标准件的工作长度规格。

优选地，所述支撑轴轴线位置与平衡杆门铰接点关门位置之间连线的长度不等于回转臂工作长度。

优选地，外摆门在打开状态的位置平行于外摆门在关闭状态的位置。

优选地，所述外摆门运动机构设计方法进一步包括下述校验步骤：检验外摆门在打开状态的开度是否符合开度要求和/或外摆门运动机构是否与车辆的其他部分干涉。

优选地，所述外摆门运动机构设计方法进一步包括调整步骤，如果外摆门在打开状态的开度不符合要求，按下述步骤调整外摆门运动机构：

B1.对外摆门打开状态位置进行调整，使得调整后的外摆门打开状态位置符合开度要求；

B2.确定在外摆门打开状态位置调整后的当前回转臂门铰接点开门位置；

B3.做当前回转臂门铰接点开门位置与所述回转臂门铰接点关门位置的连线的中垂线，在该中垂线上选择一点作为新的门轴轴线位置；

B4.确定在外摆门打开状态位置调整后的当前平衡杆门铰接点开门位置；以及。

B5.做当前平衡杆门铰接点开门位置与所述平衡杆门铰接点关门位置的连线的中垂线，在该中垂线上选择一点作为新的支撑轴轴线位置。

优选地，所述新的门轴轴线位置符合门泵安装尺寸要求。

优选地，所述外摆门运动机构是用于客车的外摆门运动机构。

本发明的外摆门运动机构设计方法提供了一种主动设计方法来针对所需车型来设计外摆门运动机构，避免了被动借用方法的盲目性，使得设计出来的外摆门运动机构更匹配车辆具体形状与尺寸，而且能够提前发现可能存在的干涉等问题，从而加快整车的开发进度。

附图说明

图1是外摆门运动机构的工作原理示意图。

图2是根据外摆门运动机构的结构的侧视示意图。

图3是沿图2中A向观察的示意图，示出外摆门运动机构的结构的俯视示意图。

图4是说明本发明设计方法的一个实施例的示意图。

图5是说明平行四边形的连杆结构运动平稳性差的原因的示意图。

图6是说明本发明设计方法的调整步骤的示意图。

图7是示出门泵安装尺寸要求的示意图。

附图标记：

1	门轴	6	门泵
				2	支撑轴	7	乘客门踏步
3	回转臂	8	门框
				4	平衡杆
5	外摆门

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1是外摆门运动机构的工作原理示意图。图2是根据外摆门运动机构的结构的侧视示意图。图3是沿图2中A向观察的示意图，示出外摆门运动机构的结构的俯视示意图。

如图1-3所述，外摆门运动机构包括门轴1、支撑轴2、回转臂3、平衡杆4和外摆门5。外摆门5绕门轴1和支撑轴2这两根固定轴做外摆开门运动和内摆关门运动。外摆门运动机构整体上相当于四连杆运动机构。

门轴1位于门边，不妨碍乘客通过，从而具有较长的长度（参见图2）。门轴1由门泵6驱动旋转，进而带动回转臂3旋转，由此实现外摆门的打开和关闭。

门泵6的安装尺寸要求参见图7。门泵6限定了门轴1的轴线位置。门泵6的安装尺寸要求就是门轴轴线位置与门框壁之间的距离等于或者大于气泵门轴轴线位置与气泵安装面之间的距离a。在门轴轴线位置与门框壁之间的距离大于气泵门轴轴线位置与气泵安装面之间的距离a时，可以在气泵安装面与门框壁之间设置垫片或衬垫。

支撑轴2处于门口的中央、妨碍乘客通过，因此一般安装在乘客门踏步7之下。当然，根据需要还可以在乘客门的上部处也设置另一根同轴的杆来加强支撑作用。

回转臂3的一端固连至门轴1，另一端与外摆门5铰接，铰接处可以称为回转臂门铰接点。回转臂门铰接点与门轴轴线之间的距离为回转臂的工作长度（即连杆长度）。回转臂3在图1中以直线示意性示出，但在实际应用中，通常设计成弯曲状，以避免干涉。

平衡杆4的一端与支撑轴2枢转连接，另一端与外摆门5铰接，铰接处可以称为平衡杆门铰接点。平衡杆门铰接点与支撑轴轴线之间的距离为平衡杆4的工作长度（即连杆长度）。平衡杆4在图1中以直线示意性示出，但在实际应用中，也可以设计成弯曲状，以避免干涉。

设计外摆门运动机构的关键点是确定门泵的安装位置（即驱动门轴的安装位置）、回转臂与外摆门铰接点的位置、回转臂的工作长度、支撑轴的安装位置、平衡杆与外摆门铰接点的位置、平衡杆的工作长度。

因为门泵、回转臂、平衡杆等已经形成标准件，所以，有利的是直接借用已有的门泵、回转臂与平衡杆，可以降低开发成本，并提高开发效率。

图4是说明本发明设计方法的一个实施例的示意图。根据图4所示实施例，外摆门运动机构设计方法包括下述步骤。

步骤A1.选择门轴轴线位置01。

在设计的最开始，外摆门5的门体形状与尺寸，门框8的形状与尺寸，以及外摆门5在关闭状态相对于门框8的位置是已经确定的。门轴轴线位置01可以是以外摆门5为基准的，也可以是以门框8为基准的。

有利的是，基于经验选择门轴轴线位置01，同时门轴轴线位置01设计为符合门泵安装尺寸要求。例如，假设标杆车门轴轴线与门框壁之间的距离为a，与门框外侧面的距离为b。那么对于新设计的外摆门运动机构，也将门轴轴线与门框壁之间的距离设置为a，将门轴轴线与门框外侧面的距离设置为b。也可以根据需要对所述两个尺寸进行轻微的调整。当然，也可以随意确定门轴轴线位置01。

步骤A2.选择回转臂工作长度，并选择回转臂与外摆门的铰接点在外摆门关闭状态下相对于外摆门的位置：回转臂门铰接点关门位置02。

有利的是，基于经验选择回转臂工作长度，即选择的回转臂工作长度与标杆车的相同或大体接近。更有利的是，所选择的回转臂工作长度符合回转臂标准件的工作长度规格。此处的回转臂标准件是指已有的回转臂，例如，设计厂商自身已经在其他车型上使用的回转臂，或者在市场上可以购得的回转臂。如果同时有几种回转臂标准件可供选择，则选择与类似车型所使用回转臂相同或最接近的。当然，也可以随意确定回转臂工作长度及形状，但这样将增加开发成本与时间。

有利的是，回转臂门铰接点关门位置02也根据经验选择，包括根据自身经验以及他人经验（例如，参考标杆车或类似车型）。当然，也可以随意重新确定回转臂门铰接点关门位置，但是要满足下面的限制条件：位于车内侧，且离门体有一安装距离。

步骤A3.选择平衡杆与外摆门的铰接点在外摆门关闭状态下相对于外摆门的位置：平衡杆门铰接点关门位置04。例如，在一实施例中根据经验选择。当然，也可以随意重新确定平衡杆门铰接点关门位置04，但是要满足下面的限制条件：位于车内侧，且离门体有一安装距离。

步骤A4.选择回转臂与外摆门的铰接点在外摆门打开状态下的位置：回转臂门铰接点关门位置02′，其中，回转臂门铰接点关门位置02′位于以门轴轴线位置为中心且以回转臂工作长度为半径的圆上。与前面类似，有利的是回转臂门铰接点关门位置02′根据经验选择，但也可以随意重新确定。

步骤A5.以回转臂门铰接点关门位置02′为约束条件，选择外摆门在打开状态的位置。有利的是，使得外摆门在打开状态的位置符合外摆门开度要求；如果达不到开度要求，这使得开度尽可能的大。有利的是，外摆门在打开状态的位置平行于外摆门在关闭状态的位置，当然，不平行也是可以的。

步骤A6.基于外摆门在打开状态的位置以及平衡杆门铰接点关门位置04，确定平衡杆与外摆门的铰接点在外摆门打开状态下相对于外摆门的位置：平衡杆门铰接点关门位置04′。由于在前面已经确定了平衡杆门铰接点关门位置04，可以得到平衡杆门铰接点关门位置04相对于外摆门5的相对位置。在外摆门在打开状态的位置确定后，可以确定平衡杆门铰接点关门位置04′。

步骤A7.做平衡杆门铰接点关门位置04与平衡杆门铰接点关门位置04′的连线的中垂线，在所述中垂线上选择支撑轴的轴线位置：支撑轴轴线位置03。

可以理解的是，所述支撑轴轴线位置03与平衡杆门铰接点关门位置04之间连线的长度即平衡杆的工作长度。有利的是，平衡杆的工作长度不等于回转臂工作长度。这有利于提高外摆门运动机构工作稳定性。如图5所示，如果平衡杆的长度等于回转臂工作长度，则整个外摆门运动机构将成为一个平行四边形的连杆结构，运动平稳性差，门体关闭时颤动明显。

在以上述方法设计外摆门运动机构后，可以看到设计出来的外摆门运动机构是否存在干涉、门开度不足等问题。从而可以及时进行调整，而无需等到试制出来产品并试装后才能发现问题。

图6是说明本发明设计方法的调整步骤的示意图，图中的步骤或方法用于解决门开度不足的问题。

如果外摆门在打开状态的开度不符合要求，按下述步骤调整外摆门运动机构。

步骤B1.对外摆门打开状态位置进行调整，使得调整后的外摆门打开状态位置符合开度要求。

步骤B2.确定在外摆门打开状态位置调整后的当前回转臂门铰接点开门位置02″。

步骤B3.做当前回转臂门铰接点开门位置02″与所述回转臂门铰接点关门位置02的连线的中垂线，在该中垂线上选择一点作为新的门轴轴线位置。有利的是，所述新的门轴轴线位置符合门泵安装尺寸要求。

步骤B4.确定在外摆门打开状态位置调整后的当前平衡杆门铰接点开门位置04″。

步骤B5.做当前平衡杆门铰接点开门位置04″与所述平衡杆门铰接点关门位置04的连线的中垂线，在该中垂线上选择一点作为新的支撑轴轴线位置3″。

本发明的外摆门运动机构设计方法提供了一种主动设计方法来针对所需车型来设计外摆门运动机构，避免了被动借用方法的盲目性，使得设计出来的外摆门运动机构更匹配车辆具体形状与尺寸，而且能够提前发现可能存在的干涉等问题，从而加快整车的开发进度。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种外摆门运动机构设计方法，其特征在于，包括下述步骤：

A1.选择门轴轴线位置（01）；

A2.选择回转臂工作长度，并选择回转臂与外摆门的铰接点在外摆门关闭状态下相对于外摆门的位置：回转臂门铰接点关门位置（02）；

A3.选择平衡杆与外摆门的铰接点在外摆门关闭状态下相对于外摆门的位置：平衡杆门铰接点关门位置（04）；

A4.选择回转臂与外摆门的铰接点在外摆门打开状态下的位置：回转臂门铰接点关门位置（02′），其中，回转臂门铰接点关门位置（02′）位于以门轴轴线位置为中心且以回转臂工作长度为半径的圆上；

A5.以回转臂门铰接点关门位置（02′）为约束条件，选择外摆门在打开状态的位置；

A6.基于外摆门在打开状态的位置以及平衡杆门铰接点关门位置（04），确定平衡杆与外摆门的铰接点在外摆门打开状态下相对于外摆门的位置：平衡杆门铰接点关门位置（04′）；

A7.做平衡杆门铰接点关门位置（04）与平衡杆门铰接点关门位置（04′）的连线的中垂线，在所述中垂线上选择支撑轴的轴线位置：支撑轴轴线位置（03）。

2.如权利要求1所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，基于经验选择门轴轴线位置（01），且所述门轴轴线位置（01）符合门泵安装尺寸要求。

3.如权利要求1所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，基于经验选择回转臂工作长度，且选择的回转臂工作长度符合回转臂标准件的工作长度规格。

4.如权利要求3所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，基于经验选择支撑轴轴线位置（03），且使得支撑轴轴线位置（03）与平衡杆门铰接点关门位置（04）之间连线的长度符合平衡杆标准件的工作长度规格。

5.如权利要求4所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，所述支撑轴轴线位置（03）与平衡杆门铰接点关门位置（04）之间连线的长度不等于回转臂工作长度。

6.如权利要求1-5中任一项所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，外摆门在打开状态的位置平行于外摆门在关闭状态的位置。

7.如权利要求1-5中任一项所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，进一步包括下述校验步骤：检验外摆门在打开状态的开度是否符合开度要求和/或外摆门运动机构是否与车辆的其他部分干涉。

8.如权利要求7所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，进一步包括调整步骤，如果外摆门在打开状态的开度不符合要求，按下述步骤调整外摆门运动机构：

B1.对外摆门打开状态位置进行调整，使得调整后的外摆门打开状态位置符合开度要求；

B2.确定在外摆门打开状态位置调整后的当前回转臂门铰接点开门位置；

B3.做当前回转臂门铰接点开门位置与所述回转臂门铰接点关门位置的连线的中垂线，在该中垂线上选择一点作为新的门轴轴线位置；

B4.确定在外摆门打开状态位置调整后的当前平衡杆门铰接点开门位置；以及。

B5.做当前平衡杆门铰接点开门位置与所述平衡杆门铰接点关门位置的连线的中垂线，在该中垂线上选择一点作为新的支撑轴轴线位置。

9.如权利要求8所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，所述新的门轴轴线位置符合门泵安装尺寸要求。

10.如权利要求9所述的外摆门运动机构设计方法，其特征在于，所述外摆门运动机构是用于客车的外摆门运动机构。