CN108422919A - 一种镁合金微型智能电动货车及其车体和货箱的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镁合金微型智能电动货车及其车体和货箱的制造方法，涉及物流车技术领域，其包括车体和货箱，以及设置在车体上的驱动装置和制动装置，车体和货箱的材质均为镁合金，车体包括车头，固定连接于车头后方的底盘，底盘上可转动连接有四个车轮，货箱通过主车架固定于底盘上。车头内设置有驾驶室，驾驶室内设置有座椅和蓄电池，驾驶室前端设置有方向盘和智能控制中枢。货箱远离车头的一端设置有能够上锁的箱门，货箱朝向驾驶室的侧壁上设置有取物窗，货箱内设置有恒温箱和冷藏箱。解决了目前快递和外卖所使用的配送工具载货量少、抗翻能力差和安全隐患多的问题，并实现了车身轻量化，极大地提高了续航里程和载货量。
Description
技术领域
本发明涉及物流车技术领域，特别涉及一种镁合金微型智能电动货车及其车体和货箱的制造方法。
背景技术
随着网购和线上消费的快速普及，快递、外卖等行业已经形成了一个庞大的行业门类，吸收了巨量的劳动力，成为解决就业问题的重要行业。然而，目前快递、外卖、送货等行业“最后一公里”所使用的配送工具仍然是设计简陋的三轮货车及二轮摩托车甚至自行车等，这些车设计简陋、载货量小、抗翻倒能力差，安全隐患多，导致事故频发，加之工作强度高，工作体验差，员工离职率一直居高不下。
四轮电动货车采用车载电源为动力，工作条件好，不产生排放污染，噪声小，且能提高载货量、降低安全隐患，是城市快递和外卖行业理想的交通工具。然而，当前所用的四轮电动货车存在以下缺点：(1)所用材料为钢铁，通过简易方法制成，结构粗糙，自重大，导致续航能力低下，有效载货量小；(2)电池电力系统落后，电量不足，续航能力小，充电次数频繁；(3)货箱多为非封闭结构，不适用于快递、外卖等行业；(4)缺少防盗、定位、导航、车载蓝牙(免提电话)等必要功能，导致从业人员工作条件差，工作效率低下。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种镁合金微型智能电动货车，以及制造该货车的车体和货箱的方法，解决了目前快递和外卖所使用的配送工具载货量少、抗翻能力差和安全隐患多的问题，同时改善了当前电动货车自重大、续航里程小、用户体验差的缺陷。
为了达到上述发明目的，本发明提供一种镁合金微型智能电动货车，其包括车体和货箱，以及设置在车体上的驱动装置和制动装置，车体和货箱的材质均为镁合金，车体包括车头，固定连接于车头后方的底盘，底盘上可转动连接有四个车轮，货箱通过主车架固定于底盘上。车头内设置有驾驶室，驾驶室内设置有座椅和蓄电池，驾驶室顶部设置有文件存放框，驾驶室前端设置有方向盘和智能控制中枢。车头前端设置有挡风玻璃。
货箱远离车头的一端设置有能够上锁的箱门，货箱朝向驾驶室的侧壁上设置有取物窗，货箱内设置有恒温箱和冷藏箱。该镁合金微型智能电动货车的尺寸为：长2200～2700mm，宽1000～1300mm，高1700～1900mm，其重量不超过200KG。
智能控制中枢包括智能驱动控制系统、电源监控系统、定位系统、智能防盗抢系统、智能通话系统、货物状态智能监控系统以及驾驶室和货箱温度智能监控系统。
进一步地，驾驶室内仅设置有一把座椅，蓄电池位于座椅下方。
进一步地，蓄电池包含有铅酸电池、锂离子电池和氢燃料电池。
进一步地，车体前后分别设置有车灯，挡风玻璃上设置有雨刮器。
进一步地，货箱由焊接框架及粘接于焊接框架上的蒙皮构成。
进一步地，驾驶室两侧设置有由镁合金板材一体温冲压成型的车门，车门上端设置有升降玻璃。
进一步地，货箱内还设置有货物柜，货物柜内设置有若干个储物格，每个储物格上安装有自动控制门，每个自动控制门朝向储物格内的一面上均设置有钩子，自动控制门连接控制器，货物柜底部设置有用于接住每个储物格内货物的送货槽，送货槽内设置有推送杆，推送杆上连接有带动推送杆沿送货槽内移动的电机,。货箱朝向驾驶室的侧壁上设置有取物窗，取物窗与送货槽连通。
进一步地，货箱朝向驾驶室的侧壁上设置有观察窗。
进一步地，箱门为加强双层门。
制造上述车体和货箱的方法包括：
使用镁合金轧制中厚板成型出一体式底盘；
采用镁合金型材通过氩弧焊焊接主车架；
采用超塑性精密模锻成型技术制成四个镁合金车轮；
将两个前轮可转动连接于主车架的前端，将两个后轮可转动连接于主车架的后端，将主车架安装于底盘上；
采用镁合金型材通过氩弧焊焊接货箱的框架，然后将裁剪好的镁合金蒙皮通过强力工业胶粘连接于框架上，并在朝向驾驶室一侧的侧壁上开一个取物窗；
将两扇通过镁合金板材温冲压制成的箱门铰连接于货箱的框架上，并安装锁具；
对整个车体和货箱表面进行防护、涂装和装饰处理。
本发明的有益效果为：车体和货箱的主体材质为镁合金，其强度能够满足日常使用而重量却是普通钢结构的五分之二，大幅度降低了能量损耗，使蓄电池的续航里程大幅增加。并且蓄电池采用目前储能效果最好的铅酸电池、锂离子电池和氢燃料电池三类电池，进一步提升了续航能力和减少了充电次数，从而提高了送货人员的工作效率。
底盘采用一体成型加工，其安全性能更高；货箱采用蒙皮包裹焊接框架的结构，制造方法简单、成本低廉，但却完全能够满足快递或外卖送货的使用要求，并且设置有可上锁的箱门，可保证货物不遗失、不抛撒；货箱内设置的恒温箱和冷藏箱可以运送需要保温和冷藏的货物，提升了该电动货车的使用范围，给送货人员提供了很大的便利。
货箱内设置的货物柜可以自动实现将每个储物格内的货物送到驾驶室，使送货人员不需要离开驾驶室进入货箱中取货，大大降低了送货人员的劳动强度，并提高了工作效率。
驾驶室中采用单座位设计，最大限度地为货物的存放腾出空间，从而减少了送货人员的往返次数，增加了送货人员的工作效率。驾驶室和货箱之间设置有观察窗，可方便送货人员时刻关注货箱内的货物状态。
该电动货车上设置的智能控制中枢包含六大系统，该六大系统均为运用成熟的技术，其成本较低，却能大大提高送货人员的工作效率，给他们的工作带去极大的便利。
该电动货车带有四个轮毂，其稳定性更好；并且货物状态智能监控系统可以随时监控货箱中的货物状态，避免所有货物集中在一侧导致侧翻，大大提高了该电动货车的安全性。
附图说明
图1为镁合金微型智能电动货车的侧视图。
图2为镁合金微型智能电动货车的前视图。
图3为镁合金微型智能电动货车的后视图。
图4为智能驱动控制系统的结构框图。
图5为电源监控系统的结构框图。
其中，1、车头；2、车轮；3、箱门；4、货箱；5、主车架；6、底盘；7、取物窗；8、车灯；9、座椅；10、文件存放框；11、挡风玻璃；12、雨刮器；13、蓄电池；14、方向盘；15、智能控制中枢；16、恒温箱；18、冷藏箱；19、货物柜；191、储物格；192、送货槽；193、推送杆；194、电机；20、观察窗。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1～图3所示，该镁合金微型智能电动货车包括车体和货箱4，车体和货箱4的材质均为镁合金，所选镁合金材料的屈服强度需不小于150MPa，延伸率需不小于8％。可选用但不限于当前主要的变形镁合金镁-铝-锌-锰系(如AZ31、AZ61、AZ63、AZ80等)、镁-锌-锆系(如ZK60、ZK61等)，可根据车辆性能需要采用更高强度的镁-铝-钙-(锌)系、镁-稀土系镁合金。
车体包括车头1和固定连接于车头1后方的底盘6，底盘6上可转动连接有四个车轮2，货箱4通过主车架5固定于底盘6上。底盘6由镁合金轧制中厚板一体加工而成。车轮2共四个，其材质也为镁合金，均采用超塑性精密模锻成型技术制成，包括分别安装于主车架5前部和后部的两个前轮和两个后轮，后轮为驱动轮。主车架前端设置有方便拖拉的车钩，在出现故障时可以方便进行拖拉救援。
车头1内设置有驾驶室，驾驶室内设置有一把座椅9和位于座椅9下方的蓄电池13，蓄电池13为包含有铅酸电池、锂离子电池和氢燃料电池的多层次电池，以满足不同的使用需求。蓄电池13安装于电池安装箱内，电压48V，容量100A·H。
驾驶室顶部设置有文件存放框10，驾驶室两侧设置有镁合金板材一体温冲压成型的车门，车门上端设置有升降玻璃。驾驶室前端设置有方向盘14和智能控制中枢15。
车头1前端设置有挡风玻璃11，挡风玻璃11上设置有雨刮器12。车体前后分别设置有车灯8，具有行车、转向、倒车及警示等功能。
货箱4由焊接框架及粘连接于焊接框架上的蒙皮构成。货箱4远离车头1的一端设置有能够上锁的箱门3，箱门3为加强双层门。货箱4内设置有恒温箱16、冷藏箱18和货物柜19。
货物柜19内设置有若干个储物格191，每个储物格191上安装有自动控制门，每个自动控制门朝向储物格内的一面上均设置有钩子，自动控制门连接控制器，货物柜19底部设置有用于接住每个储物格内货物的送货槽192，送货槽内设置有推送杆193，推送杆上连接有带动推送杆沿送货槽内移动的电机194。货箱4朝向驾驶室的侧壁上设置有取物窗7，取物窗7与送货槽192连通。
每个储物格191上编有号码，快递点在收到快递后将快递放进储物格191内，将自动控制门上的钩子勾住快递，并记录所在储物格191的编号，在通知收件人的取件短信中会把快递所在的车号和储物格编号一同发给客户，当快递员开着本方案中的电动货车派发快递，收件人取件时，报上短信中的编号，快递员按下控制板上相应的按钮，启动相应自动控制门的控制器，打开自动控制门，自动控制门在打开时，钩子把快递带出落入送货槽192中，然后启动电机194推动推送杆193，将送货槽192内的快递推到取物窗7，快递员坐在驾驶位即可将快递取出给取件人。
主车架5和货箱4的焊接框架均采用镁合金型材通过氩弧焊焊接而成，该焊接方法可以但不限于非熔化极惰性气体钨极保护焊(TIG)、熔化极惰性气体保护焊(MIG)、激光焊以及激光-MIG复合焊，所用保护气体为氩气，所用焊接材料为基于等成分设计和等强度设计的镁合金挤压焊丝。
整车加工完成后需对整个车体和货箱4表面进行防护、涂装和装饰处理。
该电动货车的优选尺寸为：长2500mm，宽1150mm，高1800mm。由于整车结构部分均采用了镁合金制作，使其重量不超过200KG。
该电动货车的驱动装置包括驱动电机和减速装置，安装于主车架5后部下方的两个后轮之间，与后轮轴连接，从而带动后轮转动。方向盘通过连杆机构与前轮轴连接，并控制前轮旋转方向。该电动货车的制动装置包括刹车断电踏板、牵引杆以及刹车鼓，刹车断电踏板位于驾驶室内底板上，刹车鼓安装在后轮轴上，刹车断电踏板通过牵引杆连接并控制刹车鼓。
该电动货车的智能控制中枢15优先采用鸿鹄科技智能控制终端HT-DTU-210，控制包括智能驱动控制系统、电源监控系统、定位系统、智能防盗抢系统、智能通话系统、货物状态智能监控系统以及驾驶室和货箱4温度智能监控系统在内的六大智能控制系统。
智能驱动控制系统是电动汽车的心脏，它的任务是在驾驶员的控制下，高效率地将蓄电池的能量转化为车轮的动能。智能驱动控制系统包括电气和机械两大系统，其中电气系统包括控制器、功率转换器和驱动电机三部分，电机驱动控制器主要是采集与电机运行相关的输入信号，采用合理的算法来处理这些信号。智能驱动控制系统硬件部分电路主要包括驱动控制系统的主电路、逆变器及其驱动电路、电流采样电路、位置信号采集电路、功率驱动保护电路、保护电路以及通信电路等，以上的所有电路均采用现有的常用电路，以能够实现该功能为准，其结构框图如图4所示。
智能驱动控制系统选用DSP为核心的控制器，直接转矩控制算法由定点DSPTMS320LF2407A实现，逆变器的控制部分由TMS320LF2407A芯片为核心，该芯片为电机专用控制芯片。DSP通过检测电路实时地获取驱动电机的转速、电压和电流信号，并可以通过显示部件将采样到的电机转速和车速显示出来。同时DSP可以根据油门、档位的输入，通过直接转矩控制算法产生空间电压矢量信号传送到智能功率模块(IPM)。功率模块采用三菱公司的IPMPM75CLA060。
电源监控系统的结构框图如图5所示，其采用单片机K60作为控制器，通过电压采集电路和霍尔电流传感器采集蓄电池内的电压信号和电流信号，通过与预设值的对比来判断蓄电池内的电压和电流信号是否满足要求，若不满足要求则通过声光报警电路提醒驾驶人，并通过OLED显示屏显示，以避免驾驶人在没有注意到报警声后还能通过显示屏上的信息来知晓蓄电池的情况。
通过在驾驶室门和箱门上安装霍尔传感器来检测驾驶室门和/或箱门是否打开，若有人在车辆锁闭状态下打开驾驶室门或箱门，霍尔传感器将检测到的信号经过模/数转换后输入到单片机K60中，通过单片机K60判断后来控制声光报警电路的工作，该警报声会不同于电源监控系统中的警报声。
智能通话系统即为现有的车载蓝牙通话系统，将手机上的蓝牙与车载蓝牙配对成功后，只要手机进入到蓝牙的连接范围内就能自动让手机上的通话通过车载设备来实现。在方向盘上增设电话功能按键来触发车载设备，从而使驾驶员在手不离开方向盘的情况下控制手机电话。
货物状态智能监控系统主要是通过在货箱4内部底面上安装压力传感器来检测货箱内的货物是否发生了翻倒，货物发生翻倒后会导致货箱内底面所受到的压力的变化，压力传感器的优选型号为PT124G-210的标准型工控压力传感器，其将检测到的信号输入到单片机K60中，通过单片机K60的处理后通过声光报警电路提醒驾驶人，并通过OLED显示屏显示。
温度智能监控系统通过设置在驾驶室内、恒温箱16和冷藏箱18内的温度传感器，优选温度传感器的型号为602F-3500F，通过模/数转换电路将温度传感器检测到的模拟信号转换为数字信号输入到单片机K60中，单片机K60通过与预设的温度值比较后控制本电动货车中的空调系统对驾驶室、恒温箱16以及冷藏箱18内进行升温或降温处理。
Claims (9)
1.一种镁合金微型智能电动货车，包括车体和货箱(4)，以及设置在车体上的驱动装置和制动装置，其特征在于，所述车体包括车头(1)和固定连接于车头(1)后方的底盘(6)，底盘(6)上可转动连接有四个车轮(2)，货箱(4)通过主车架(5)固定于底盘(6)上；所述车头(1)内设置有驾驶室，驾驶室内设置有座椅(9)和蓄电池(13)，驾驶室顶部设置有文件存放框(10)，驾驶室前端设置有方向盘(14)和智能控制中枢(15)；所述车头(1)前端设置有挡风玻璃(11)；
所述货箱(4)远离车头(1)的一端设置有能够上锁的箱门(3)，所述货箱(4)内设置有恒温箱(16)和冷藏箱(18)；所述车体和货箱(4)的材质均为镁合金；该镁合金微型智能电动货车的尺寸为：长2200～2700mm，宽1000～1300mm，高1700～1900mm，其重量不超过200KG；
所述智能控制中枢(15)包括智能驱动控制系统、电源监控系统、定位系统、智能防盗抢系统、智能通话系统、货物状态智能监控系统以及驾驶室和货箱(4)温度智能监控系统。
2.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，驾驶室内设置有一把座椅(9)，所述蓄电池(13)位于所述座椅(9)下方，所述蓄电池(13)包含铅酸电池、锂离子电池和氢燃料电池。
3.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，所述车体前后分别设置有车灯(8)，所述挡风玻璃(11)上设置有雨刮器(12)。
4.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，所述货箱(4)由焊接框架及粘接于焊接框架上的蒙皮构成。
5.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，所述驾驶室两侧设置有由镁合金板材一体温冲压成型的车门，所述车门上端设置有升降玻璃。
6.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，所述货箱(4)内还设置有货物柜(19)，所述货物柜(19)内设置有若干个储物格(191)，每个所述储物格(191)上安装有自动控制门，每个自动控制门朝向储物格内的一面上均设置有钩子，自动控制门连接控制器，货物柜(19)底部设置有用于接住每个储物格内货物的送货槽(192)，送货槽内设置有推送杆(193)，所述推送杆(193)上连接有带动推送杆沿送货槽内移动的电机(194)；所述货箱(4)朝向驾驶室的侧壁上设置有取物窗(7)，所述取物窗(7)与送货槽(192)连通。
7.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，所述货箱(4)朝向驾驶室的侧壁上设置有观察窗(20)。
8.根据权利要求1所述的镁合金微型智能电动货车，其特征在于，所述箱门(3)为加强双层门。
9.一种制造权利要求1～8任一所述的车体和货箱的方法，其特征在于，包括：
使用镁合金轧制中厚板加工出一体式底盘；
采用镁合金型材通过氩弧焊焊接主车架；
采用超塑性精密模锻成型技术制成四个镁合金车轮(2)；
将两个前轮可转动连接于主车架的前端，将两个后轮可转动连接于主车架的后端，将主车架安装于底盘上；
采用镁合金型材通过氩弧焊焊接货箱(4)的框架，然后将裁剪好的镁合金蒙皮通过强力工业胶粘连接于框架上，并在朝向驾驶室一侧的侧壁上开一个取物窗(7)；
将两扇通过镁合金板材温冲压制成的箱门(3)铰连接于货箱(4)的框架上，并安装锁具；
对整个车体(1)和货箱(4)表面进行防护、涂装和装饰处理。
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