一种轻量化可翻转卧铺的制作方法

本发明涉及交通运载装备技术领域，尤其涉及一种轻量化可翻转卧铺。

背景技术：

卧铺是铺位的一种，卧铺是可供旅客睡觉的铺位，当乘客需要休息时，卧铺需要平放，由于现有的卧铺不能翻转，当坐在下铺时，站起或坐下时易碰头，且占用空间大。

目前国内的乘用交通运载装备的卧铺普遍采用了碳钢，如Q235等质量密度较大的材料作为主体骨架，这种结构的骨架重量大，服役过程中易产生噪音，抗震动性能低。

虽然专利文件CN101337551A公开了一种轨道客车镁合金卧铺，其通过骨架上的旋转轴进行卧铺的翻转，利用旋转轴座内部的定位轴进行定位，但该方法未充分考虑卧铺在水平状态下，定位轴有足够的强度承受铺板上乘客的重量；使用内置式的气弹簧闸线安装过程精度要求高，后续维修复杂。

技术实现要素：

本发明旨在提供轻量化可翻转卧铺，可翻转且强度高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种轻量化可翻转卧铺，包括铺体、折叠杆和挂件，所述铺体包括卧铺骨架和安装在卧铺骨架上的铺板，所述卧铺骨架包括4根边梁，4根边梁首尾相连，所述边梁内侧有与铺板适配的插槽，铺板装在插槽中；

所述卧铺骨架与边梁转动连接，所述折叠杆一端与边梁转动连接，折叠杆另一端有安装座，所述折叠杆与安装座转动连接，所述铺体、挂件和折叠杆的材质为镁合金。

边梁内侧留有插槽，铺板安装过程可以实现精确定位。

进一步的，所述挂件和折叠杆均有两个，两个挂件分别与铺体的短边连接，两个折叠杆分别与铺体的短边连接。

进一步的，相邻两根边梁通过弯头连接，边梁为中空结构，所述弯头的端部插装在边梁中并与边梁铆接。弯头与各边梁之间采用插接的连接形式，方法简单容易操作，可以根据卧铺安装场地的实际需要，调整连接弯头的角度，形成适应场地需要的安装形状。

进一步的，所述边梁采用挤压型材。

进一步的，所述铺板为蜂窝结构。

进一步的，所述挂件与铺体短边的端部连接；折叠杆与铺体的连接处到铺体短边外端部的距离小于短边长度的二分之一。

进一步的，所述镁合金包括Mg-Al-Zn系合金、Mg-Zn-Zr系或其他系列变形镁合金；Mg-Al-Zn系合金包括AZ31B、AZ60或AZ80，其他系列变形镁合金包括稀土镁合金。

进一步的，所述边梁与铺板、边梁与弯头的装配接触面上附着有工业胶。

进一步的，所述工业胶厚度为0.1mm～0.5mm。

进一步的，所述折叠杆包括第一转动臂和第二转动臂，所述第一转动臂一端设有安装座，第一转动臂另一端有滑槽，所述第二转动臂一端与卧铺骨架转动连接，第二转动臂另一端有与滑槽适配的滑块，所述第一转动臂与安装座转动连接，所述第二转动臂与滑块转动连接。

进一步的，所述铺体外侧设有安全护栏,所述安全护栏包括固定块、活动护臂和限位销，所述固定块固定安装在铺体上，固定块有两个，活动护臂的两端分别安装在两个固定块上，所述固定块有插装活动护臂的插孔，所述插孔底部有固定隼，所述活动护臂端部有与固定隼适配的固定孔，所述活动护臂上竖直设有限位通槽，所述限位销横向穿过限位通槽设置在插孔中，所述限位销的两端与固定块固接，所述固定块内侧有供活动护臂转动的转动缺口。

本发明采用两级防护处理的方法对装配前的零部件进行处理，一级防护包括：化学钝化、阳极氧化、表面微弧氧化、喷丸等；二级防护包括表面喷漆、喷塑等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明采用超轻量化设计制造高强度刚度镁合金卧铺，镁合金是目前最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、机加工性能优良、尺寸稳定性好、易回收等优点，选择适当的镁合金材料和成形工艺可以获得具有优良力学性能的镁合金卧铺产品；

2.本发明挂件与折叠杆配合，充分考虑卧铺在水平状态下的承受强度，翻转结构简单可靠，灵活可靠的翻转机构可以降低服役空间的占用率，适用于各种复杂的环境；

3.现有的卧铺结构使用碳钢结构，碳钢结构的卧铺骨架常采用焊接方法加工成形，焊接过程的高热量循环使得材料的力学性能大大降低，这将使整体结构的不安全，同样也造成了强度资源的浪费。而本发明铺体为插接式密接结构，边梁内侧留有插槽，铺板安装过程可以实现精确定位，卧铺骨架的安装与卧铺铺板的装配一次完成，避免二次加工对结构整体强度造成影响，铺板与边梁插槽的紧密结合，提高结构整体的刚度；

4.现有的卧铺形状和功能单一，不能够满足殊杂环境下对卧铺特殊形状和功能的特殊要求。本发明卧铺形状可以轻易的通过调整连接弯头的角度，改变卧铺的形状；

5.现有的卧铺大多使用胶合板作为铺板，材料强度余量大，重量较大，受力不合理，不能够满足交通运载装备轻量化的需求，且胶合板的防潮性能差，不耐腐蚀，影响使用寿命，存在一定的安全隐患。本发明采用蜂窝板结构作为卧铺铺板，这种蜂窝板具有重量轻、强度高、刚性大隔热隔声性能优异等一系列优点，不仅在轻量化的方面具有明显优势，而且可以提高乘客的使用舒适性；

6.现有的卧铺安装技术中，大多用到机械连接结构，但机械连接结构大多存在连接间隙，在后续服役过程中受到复杂交变载荷作用，缝隙变宽，连接作用弱化，结构整体的刚度下降明显。本发明安装过程中，所有的装配接触面上均涂抹工业胶，用于装配固定涂抹的工业胶选择范围广泛，既可以选用室温条件下固化的工业胶，也可以选用加热条件下固化的工业胶，工业胶的涂抹厚度在0.1mm～0.5mm之间；当工业胶固化成型后，有效的填补了连接界面上存在的缝隙，结构的整体刚度提高，并保持在长期服役过程中保持良好、稳定的状态；

7.现有技术单一地选用镁合金材料作为卧铺骨架而没有充分考虑在后续使用过程中镁合金材料的耐刮擦、耐腐蚀及防火性能。本发明对装配前的零部件进行两级防护处理，提高各零部件耐刮擦、耐腐蚀及防火性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中铺体的结构示意图；

图3是本发明中弯头及边梁的结构示意图；

图4是安全护栏的结构示意图；

图5是安全护栏的剖视图；

图6是铺体为水平状态时本发明的侧视图；

图7是铺体为竖直状态时本发明的侧视图；

图中：1-边梁、2-铺板、3-弯头、4-挂件、5-折叠杆、6-安全护栏、7-铆钉、51-第一转动臂、52-第二转动臂、53-滑槽、54-安装座、55-滑块、61-固定块、62-活动护臂、63-限位销、64-固定隼、65-限位通槽、66-转动缺口、67-锁孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，本发明公开的轻量化可翻转卧铺，包括铺体、折叠杆5和挂件4，铺体包括卧铺骨架和安装在卧铺骨架上的铺板2，卧铺骨架包括4根边梁1，4根边梁1首尾相连，边梁1内侧有与铺板2适配的插槽，铺板2装在插槽中；卧铺骨架与边梁1转动连接，折叠杆5一端与边梁1转动连接，折叠杆5另一端有安装座54，折叠杆5与安装座54转动连接，铺体、挂件4和折叠杆5的材质为镁合金。作为优选，铺板2为蜂窝结构。铺板材质优选铝合金蜂窝板、镁合金蜂窝板，也可以选用高强度木板、胶粘板。作为优选，铺板2的材质为镁合金。镁合金包括Mg-Al-Zn系合金、Mg-Zn-Zr系或其他系列变形镁合金；Mg-Al-Zn系合金包括AZ31B、AZ60或AZ80，其他系列变形镁合金包括稀土镁合金。使用时，将挂件4和安装座54固定在墙上或其他安装部位。挂件4和折叠杆5均有两个，两个挂件4分别与铺体的短边连接，两个折叠杆5分别与铺体的短边连接。作为优选，挂件4与铺体短边的端部连接；折叠杆5与铺体的连接处到铺体短边外端部的距离小于短边长度的二分之一。

进一步的，卧铺骨架包括4根边梁1，4根边梁1首尾相连，如图2所示，边梁1内侧有与铺板2适配的插槽，铺板2插装在插槽中，挂件4和折叠杆5与边梁1转动连接。边梁内侧留有插槽，铺板安装过程可以实现精确定位。相邻两根边梁1通过弯头3连接，采用等强度和等刚度原则设计了边梁的截面形貌，利用有限元分析进行了结构的优化设计和改进，如图3所示，边梁1为中空结构，插槽设置在边梁1外壁，弯头3的端部插装在边梁1中，弯头3与边梁1通过铆钉7铆接，该一体化的连接方式简单便捷可靠，节约了整体的组装时间。边梁1采用挤压型材，作为优选，边梁1采用等温挤压型材。弯头与挂件等零部件采用锻压成形，可快速形成批量化生产，且产品质量高，生产锻压件的材料是在镁合金中加入混合一定量的混合轻稀土元素，力学性能提升明显。由于弯头是锻压成型，可以锻造成不同的角度，即图3中A处的角度可以进行相应的改变，以适应不同板材的外形，为其后续的拓展，提供了基础。

作为优选，边梁1与铺板2、边梁1与弯头3的装配接触面上附着有工业胶。工业胶厚度为0.1mm～0.5mm。采用两级防护处理的方法对装配前的零部件进行处理，一级防护包括：化学钝化、阳极氧化、表面微弧氧化、喷丸等；二级防护包括表面喷漆、喷塑等。

如图4、5所示，铺体外侧设有安全护栏6,安全护栏6包括固定块61、活动护臂62和限位销63，固定块61固定安装在铺体上，固定块61有两个，活动护臂62的两端分别安装在两个固定块61上，固定块61有插装活动护臂62的插孔，插孔底部有固定隼64，活动护臂62端部有与固定隼64适配的固定孔，活动护臂62上竖直设有限位通槽65，限位销63横向穿过限位通槽65设置在插孔中，限位销63的两端与固定块61固接，固定块61内侧有供活动护臂62转动的转动缺口66。作为优选，活动护臂62为中空管状，插孔为圆形，固定块61内侧壁敞开。当固定隼64位于固定孔中时固定隼64可限制活动护臂62的转动；由于限位通槽65的设计，活动护臂62可相对于固定块61竖直移动，限位通槽65和限位销63配合限制活动护臂62的移动行程。向上提活动护臂62，固定隼64从活动护臂62端部的固定孔中脱出，固定块61侧壁的转动缺口66给予活动护臂62转动空间，活动护臂62通过限位通槽65绕限位销63转动，从而将活动护臂62折叠起来，减少存储空间。

如图6所示，折叠杆5包括第一转动臂51和第二转动臂52，第一转动臂51一端设有安装座54，第一转动臂51另一端有滑槽53，第二转动臂52一端与边梁1转动连接，第二转动臂52另一端有与滑槽53适配的滑块55，第一转动臂51与安装座54转动连接，第二转动臂52与滑块55转动连接。通过挂件4、折叠杆5以及边梁1的配合，使边梁1可绕挂件4的轴心旋转。

如图7所示，当卧铺架整体处于竖直状态时：安全护栏和折叠杆都垂直向下，铺体通过固定轴可绕挂件4转动。第一转动臂51与第二转动臂52通过销钉连接在一起，其中销钉与滑块55是间隙配合，第一转动臂51上切削一个相应的滑槽53。边梁上施加外力，外力大小合适，方向指向施力者，在此外力作用下铺板与固定的挂件4通过固定轴发生转动，并驱使滑块55沿滑槽53滑动，最终使铺板处于水平位置状态。接下来，把处于水平位置的活动护臂62使用外力到竖直位置，可以通过方形插销将安全护栏6与边梁固定，固定块61上有与方形插销适配的锁孔67。此装置实现了卧铺从竖直位置到水平位置之间90°的弯折，安全护栏可翻转功能。反之，卧铺从水平位置到竖直位置，零部件的配合和运动状态亦然。

本发明设计的超轻量化高强度刚度镁合金卧铺，在实现超轻量化设计的同时，灵活的结构可轻易实现卧铺的翻转，降低其服役场所的空间占用率；在所安装过程中，边梁与弯头的连接和铺板的插入采用一次性装配固定，铺板插槽可以实现铺板的有效定位，安装固定的铺板加强了铺体的刚度，安装时在装配接触面上涂抹工业胶，当工业胶固化后有效的填充了装配界面上的微小间隙，有利于整体结构刚度的进一步提升。

本发明采用超轻量化设计制造可翻转卧铺，密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、机加工性能优良、尺寸稳定性好；挂件与折叠杆配合，充分考虑卧铺在水平状态下的承受强度，翻转结构简单可靠，灵活可靠的翻转机构可以降低服役空间的占用率，适用于各种复杂的环境。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。