CN214138727U

CN214138727U - 一种车载轻量化通讯方舱

Info

Publication number: CN214138727U
Application number: CN202022624780.0U
Authority: CN
Inventors: 侯守明; 凌文丹; 杜成菲; 郭晓杰; 夏磊
Original assignee: Henan University of Technology; Hebi Automotive Engineering Professional College
Current assignee: Henan University of Technology; Hebi Automotive Engineering Professional College
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2030-11-13

Abstract

本实用新型涉及通讯方舱技术领域，具体涉及一种车载轻量化通讯方舱。所述通讯方舱为大板式结构方舱，其中方舱本体为由相邻壁板通过垂直连接结构或平行连接结构形成的舱体，壁板包括顶板、底板和侧板，壁板均为复合夹心板，复合夹芯板包括芯材泡沫板和固定连接在泡沫板内外表面的复合材料层，复合材料层为由纤维制成的编织层。本实用新型以减重为目标，在保证车载通讯方舱的强度与刚度的前提下，对方舱壁板进行结构优化设计，优化后的方舱壁板采用复合夹心板。在优化壁板结构的同时，将相邻壁板通过垂直连接结构或平行连接结构形成舱体；优化后的结构在减轻舱体重量的同时，提升了其整体的强度、刚度、隔热、吸音、吸振、隔声及耐候性等。

Description

一种车载轻量化通讯方舱

技术领域

本实用新型涉及通讯方舱技术领域，具体涉及一种车载轻量化通讯方舱。

背景技术

移动指挥通讯方舱是用于突发公共安全事件的应急和军事指挥的大型现场综合指挥调度处置系统，其可与汽车、火车、飞机、船舶等多种交通工具配套使用，满足突发公共安全事件快速响应、移动指挥决策、现场应急处置等需求。

车载通讯方舱是与汽车配套使用的移动指挥通讯方舱，是通信设备及其他配套设备安装、使用的平台，当前研发的通讯方舱总重量大多已接近或超过汽车底盘的越野装载能力，使车辆的越野性和灵活机动性受到严重影响，制约着通讯方舱向系统集成化、轻型化的方向发展，因此，降低方舱自重，提高方舱装载荷重比，为通讯方舱向系统集成化、轻型化方向发展提供了基础平台。

方舱的发展已从单一的骨架方舱到大板方舱、复合大板式骨架方舱多种类型，骨架式方舱的结构都是用合金铝板做舱壁外包板，方铝管做骨架，铝合金板和芯材只起到保护、保温等作用，并不直接参与承受载荷，其主要凭借骨架承受载荷；复合大板式方舱是由多块复合大板组成，由粘接在一起的芯材、蒙皮、梁共同承受载荷，蒙皮通常为铝合金板，另外在夹芯层中设计有复合梁，一方面保证大板厚度的工艺性，另一方面增加大板的强度。上述结构满足了方舱的强度、刚度要求，但由于采用了大量金属材料和结构，因此无法满足车载通讯方舱轻量化的需求。

发明内容

本实用新型为实现降低方舱整体重量的目的，提供一种车载轻量化通讯方舱，该方舱壁板采用轻量化材料和连接结构，保证了车载通讯方舱整体重量的大幅降低。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种车载轻量化通讯方舱，包括方舱本体，所述方舱本体为由相邻壁板通过垂直连接结构或平行连接结构形成的舱体，所述壁板包括顶板、底板和侧板，其中一个侧板上开设有门，所述壁板均为复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板和固定连接在泡沫板内外表面的复合材料层，所述复合材料层为由纤维制成的编织层。

在进一步的方案中，方舱本体外远离车头的一侧设置有登顶梯和登舱梯，方舱本体靠近车头的一侧设置有温度调节装置。

在进一步的方案中，其中一个侧板上设置有门，所述侧板上还设置有窗、进风门、排风门、信号门和电源门。

在进一步的方案中，方舱本体内安装有工作设施。

在进一步的方案中，所述复合材料层为由Kevlar和碳纤维形成的多轴向编织层。

在更进一步的方案中，所述碳纤维为T700碳纤维，所述泡沫板为采用60kg/m³泡沫PVC60制成的板状结构。

在进一步的方案中，所述连接结构的内侧和外侧均粘接固定有角件。

在进一步的方案中，相邻两个壁板之间通过垂直连接结构连接时，两个壁板均呈矩形，其中一个壁板外侧的复合材料层伸出该壁板、并与另一壁板的夹心结构固定连接。

在进一步的方案中，相邻两个壁板之间通过平行连接结构连接时，其中一个壁板在连接处垂直设置有连接板，另一壁板的连接处开设有矩形缺口，连接板与矩形缺口相匹配且固定连接。

在更进一步的方案中，连接板包括中间的泡沫板和固定连接在泡沫板内外两侧的复合材料层，矩形缺口处由内向外依次为泡沫板和复合材料层，连接板内侧的复合材料层和矩形缺口内侧的泡沫板固定连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型以减重为目标，在保证车载通讯方舱的强度与刚度的前提下，对方舱壁板进行结构优化设计，优化后的方舱壁板采用复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板和固定连接在泡沫板内外表面的复合材料层，所述复合材料层为由纤维形成的编织层。在优化壁板结构的同时，将相邻壁板通过垂直连接结构或平行连接结构形成舱体；上述结构在减轻舱体重量的同时，提升其整体的强度、刚度、隔热、吸音、吸振、隔声及耐候性等。

(2)本实用新型使用纤维形成的编织层作为蒙皮，大幅度降低了通讯方舱壁板的重量。复合夹心板的内外表面是高强度、高模量材料制成的复合材料层，中间是强度较低的轻质夹心层。内外表面的复合材料层承担主要的拉应力和压应力，芯材主要承担剪切应力。

(3)在优化方案中，本实用新型采用无螺栓连接方式对壁板进行连接，破坏试验结果显示螺栓连接破坏较无螺栓连接更易破坏。

附图说明

图1为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱的结构示意图1。

图2为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱的结构示意图2。

图3为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱的结构示意图3。

图4为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱的结构示意图4。

图5为本实用新型一种车载轻量化通讯方舱的侧板的结构示意图。

图6为本实用新型实施例1的壁板连接结构。

图7为本实用新型实施例2的壁板连接结构。

图8为本实用新型实施例1的对照产品。

图9为本实用新型实施例2的对照产品。

图10为本实用新型实施例1的壁板连接结构的压缩曲线图。

图11为本实用新型实施例1的对照产品的压缩曲线图。

图12为本实用新型实施例2的壁板连接结构的压缩曲线图。

图13为本实用新型实施例2的对照产品的压缩曲线图。

附图中，11为顶板，12为底板，13为侧板，101为泡沫板，102为复合材料层，103 为环氧树脂粘接层，2为角件，3为环氧结构胶层，4为连接板，5为登顶梯，6为登舱梯， 7为门，8为窗，9为进风门，10为排风门，111为信号门，112为电源门。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型进行详细的阐述，但本实用新型的保护范围并不限于以下实施例，任何本领域的技术人员在本实用新型的基础上，结合本领域公知常识所能想到的技术方案，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1～5所示，一种车载轻量化通讯方舱，所述通讯方舱为大板式结构方舱，该通讯方舱包括方舱本体，所述方舱本体由相邻壁板通过垂直连接结构形成，所述壁板包括顶板11、底板12和侧板13。

方舱本体远离车头的侧板13上设置有门7，门7上设置有把手和后视窗8，门7的两侧分别设置有登顶梯5和登舱梯6，方舱本体靠近车头的侧板13上设置有空调外机。方舱本体内设置有19英寸标准机架、非标准机架、工作台、座椅、储物箱、空调、燃油空气加热器和灭火器等。上述设施中需与侧板13固定的设施通过壁板上的预埋埋铁进行安装。

方舱本体前方侧板13上还设置有固定窗8、外推窗8、进风门9和电源门112，后方侧板13上设置有固定窗8、信号门111和排风门10，其中图3所示的固定窗8、外推窗8、进风门9和电源门112所在的侧板13为前方侧板13，前方侧板13所对应的侧板13为后方侧板13。

所述壁板均为复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板101和固定连接在泡沫板101内外表面的复合材料层102，复合材料层102和泡沫板101之间通过环氧树脂粘接层103固定连接。所述复合材料层102为由纤维制成的编织层。具体的，所述复合材料层102 为由Kevlar纤维和碳纤维形成的多轴向编织层。其中，碳纤维为T700碳纤维，所述泡沫板 101为采用60kg/m³泡沫PVC60制成的板状结构。

具体的，所述顶板11包括外表面为1.2mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层，芯材为33mm的泡沫板101，内表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层。所述底板12包括外表面为1mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层，芯材为33mm的泡沫板 101，内表面为1.2mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层。所述侧板13包括外表面为 1mm的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层，芯材为33mm的泡沫板101，内表面为1mm 的Kevlar纤维和碳纤维多轴向编织层。

如图6所示，本实施例相邻两个壁板之间通过垂直连接结构连接，两个壁板均呈矩形，其中一个壁板外侧的复合材料层102伸出该壁板、并与另一壁板的夹心结构固定连接。所述连接结构的内侧和外侧均粘接固定有角件2，所述角件2和连接结构之间通过环氧结构胶层3固定连接。方舱本体的四个顶角设置有顶角件。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于相邻两个壁板之间通过平行连接结构连接，如图7所示。其中一个壁板在连接处垂直设置有连接板4，另一壁板的连接处开设有矩形缺口，连接板4 与矩形缺口相匹配且固定连接。连接板4包括中间的泡沫板101和通过环氧树脂粘接层103 固定连接在泡沫板101内外两侧的复合材料层102，矩形缺口处由内向外依次为泡沫板101 和复合材料层102，连接板4内侧的复合材料层102和矩形缺口内侧的泡沫板101之间通过环氧树脂粘接层103固定连接。

实施例3不同连接方式的压缩检测

对实施例1和实施例2形成的方舱壁板连接结构进行压缩测试，以测定粘接面上所能承受力矩。对照产品分别为在实施例1和实施例2的连接结构上再穿设螺栓，分别如图8和图9所示。

测试条件：常温，测试速度为5mm/min，按GB/T1041-2008执行。

实施例1和其对照产品的压缩曲线结果分别如图10～11所示。结果显示添加螺栓的连接结构与不加螺栓的连接结构两者承受的最大力相差不大，从两图曲线对比分析发现，添加螺栓的连接结构破坏较无螺栓的更易破坏，其破坏时的加载位移是无螺栓的一半，这是由于添加螺栓破坏了面板强度，以及泡沫内部孔洞出现，使材料在受外力作用时更容易在打孔及周边区域破坏，因此添加螺栓的连接结构更容易破坏。破坏试验起初添加螺栓的连接结构由泡沫板先行破坏，当力达到一定程度后，连接界面处分层，粘结面破坏，此时连接失效。无螺栓的连接结构破坏试验也是由于泡沫板在外力作用下内部出现裂纹，导致整个结构失稳，但直到结构失稳粘接面没有出现破坏，失稳过程呈现出一定的屈服性。

实施例2和其对照产品的压缩曲线结果分别如图12～13所示。对压缩曲线进行分析对比，结果表明添加螺栓与无螺栓两者破坏时最大承载力相差较大，填加螺栓的最大承载力为3554N，而无螺栓为5071N。当承载力达到最大值时，添加螺栓的连接结构直接破坏而后承载迅速降低，无螺栓的连接结构在初始破坏后可以继续承载，有一个屈服过程，因此无螺栓的连接结构更为安全。添加螺栓的连接结构破坏时同样是由于泡沫板先破坏，最终导致泡沫板与皮层复合材料层脱粘；无螺栓的连接结构是同样是泡沫板先破坏，但复合材料层与泡沫板及粘结面都无脱粘现象。因此，表明无螺栓的连接结构要强于添加螺栓的连接结构。

实施例4重量检测

通讯方舱外形尺寸(长×宽×高)：4012mm×2438mm×1700mm。

要求：方舱自重小于15kg/m²，舱体(含预埋件、不含配套设施)重量不大于650kg。

(2)减重效果分析如下表：

分析结果显示：方舱减重约为205kg，减重效果明显。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims

1.一种车载轻量化通讯方舱，包括方舱本体，其特征在于，所述方舱本体为由相邻壁板通过垂直连接结构或平行连接结构形成的舱体，所述壁板包括顶板（11）、底板（12）和侧板（13），所述壁板均为复合夹心板，所述复合夹心板包括芯材泡沫板（101）和固定连接在泡沫板（101）内外表面的复合材料层（102），所述复合材料层（102）为由纤维制成的编织层。

2.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，方舱本体外远离车头的一侧设置有登顶梯（5）和登舱梯（6），方舱本体靠近车头的一侧设置有温度调节装置。

3.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，其中一个侧板（13）上设置有门（7），侧板（13）上还设置有窗（8）、进风门（9）、排风门（10）、信号门（111）和电源门（112）。

4.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，方舱本体内安装有工作设施。

5.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，所述连接结构的内侧和外侧均粘接固定有角件（2）。

6.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，相邻两个壁板之间通过垂直连接结构连接时，两个壁板均呈矩形，其中一个壁板外侧的复合材料层（102）伸出该壁板、并与另一壁板的夹心结构固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，相邻两个壁板之间通过平行连接结构连接时，其中一个壁板在连接处垂直设置有连接板（4），另一壁板的连接处开设有矩形缺口，连接板（4）与矩形缺口相匹配且固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种车载轻量化通讯方舱，其特征在于，连接板（4）包括中间的泡沫板（101）和固定连接在泡沫板（101）内外两侧的复合材料层（102），矩形缺口处由内向外依次为泡沫板（101）和复合材料层（102），连接板（4）内侧的复合材料层（102）和矩形缺口内侧的泡沫板（101）固定连接。