CN112687150B - 一种轿车消防破拆训练模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种轿车消防破拆训练模块，涉及轿车消防破拆训练技术领域，包括：玻璃模块、车门模块、前翼子板模块和车顶盖模块，所述玻璃模块包括挡风玻璃模块和车窗玻璃模块；所述玻璃模块、所述车门模块、所述前翼子板模块和所述车顶盖模块可拆卸安装于轿车本体上，所述轿车本体上还安装有车轮。本发明在保证破拆训练强度的同时，利用可靠有效的连接方式对车辆构件进行局部更换，达到提高训练效果和减少训练成本的目的。

Description

一种轿车消防破拆训练模块
技术领域
本发明涉及轿车消防破拆训练技术领域，特别是涉及一种轿车消防破拆训练模块。
背景技术
轿车消防破拆训练主要应用报废车辆，对车辆的各个构件进行破拆。现有的轿车消防破拆训练不能进行重复破拆，且不贴近实战。
因此，亟待开发一种新的轿车消防破拆训练模块，以解决现有技术所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种轿车消防破拆训练模块，以解决现有技术所存在的上述问题，在保证破拆训练强度的同时，利用可靠有效的连接方式对车辆构件进行局部更换，达到提高训练效果和减少训练成本的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种轿车消防破拆训练模块，包括：玻璃模块、车门模块、前翼子板模块和车顶盖模块，所述玻璃模块包括挡风玻璃模块和车窗玻璃模块；所述玻璃模块、所述车门模块、所述前翼子板模块和所述车顶盖模块可拆卸安装于轿车本体上，所述轿车本体上还安装有车轮。
优选的，所述车窗玻璃模块包括前车窗玻璃，所述轿车本体上在A柱下1/3位置处沿A柱方向设置有第一直线沟槽，所述轿车本体上沿B柱对应设置有与所述第一直线沟槽平行的第二直线沟槽，所述前车窗玻璃的两侧分别安装于所述第一直线沟槽和所述第二直线沟槽内。
优选的，同一水平线穿过所述第一直线沟槽和所述第二直线沟槽的两点之间的距离大于所述前车窗玻璃的底部长度。
优选的，所述挡风玻璃模块包括前挡风玻璃和后挡风玻璃，所述轿车本体的两个A柱的内侧均对应设置有一第一沟槽，所述前挡风玻璃的两侧分别安装于两个所述第一沟槽内；所述轿车本体的两个C柱的内侧均对应设置有一第二沟槽，所述后挡风玻璃的两侧分别安装于两个所述第二沟槽内。
优选的，所述前挡风玻璃和所述后挡风玻璃均采用平面玻璃，长宽为140cm×70cm，厚4.8mm；所述第一沟槽以及所述第二沟槽的深度由上至下逐渐变浅；
所述前挡风玻璃采用夹层玻璃成型，所述后挡风玻璃采用钢化玻璃成型。
优选的，所述车门模块包括车门，所述车门通过两个卡扣连接结构可拆卸安装于所述轿车本体上；两个所述卡扣连接结构上下设置，上方所述卡扣连接结构靠近所述车门的车门板上水平面，下方的所述卡扣连接结构靠近所述车门的车门板下水平面；
两个所述卡扣连接结构的开度不大于所述车门的高度的1/3。
优选的，所述前翼子板模块包括前翼子板，所述前翼子板通过卡扣连接结构和螺栓连接结构可拆卸安装于所述轿车本体上。
优选的，所述螺栓连接结构包括三组螺栓，三组所述螺栓呈三角形设置；三组所述螺栓分别靠近所述轿车本体的前灯和车前盖前部区域、所述轿车本体的前车门和车前盖后部区域以及所述轿车本体的前车胎和前车门下部区域。
优选的，所述卡扣连接结构安装于所述车门模块或所述前翼子板模块上，所述轿车本体上对应设置有所述卡扣连接结构的安装部；
所述卡扣连接结构包括卡扣本体、连接梁和卡扣外端，所述卡扣本体包括圆柱状的内侧钣金和外侧钣金，所述连接梁的一端与所述内侧钣金连接，另一端与所述卡扣外端连接；所述外侧钣金套设于所述连接梁上，所述内侧钣金与所述外侧钣金之间安装有弹簧，所述弹簧套设于所述连接梁上，所述外侧钣金的外侧连接有圆环体，所述圆环体套设于所述连接梁上；
所述安装部包括第一圆孔、第二圆孔和滑轨，所述滑轨设置于所述第一圆孔和所述第二圆孔之间；所述第一圆孔的直径等于所述卡扣外端的直径，并小于所述外侧钣金的直径；所述第二圆孔的直径等于所述圆环体的直径，并小于所述第一圆孔的直径；所述滑轨最窄处的宽度等于所述连接梁的直径。
优选的，所述车顶盖模块包括车顶盖，所述轿车本体的A柱、B柱和C柱靠近车顶盖的的1/3位置处设置破拆点，所述破拆点处设置有套筒连接口，所述车顶盖的底端***所述套筒连接口内，并通过垂直插销结构固定；
所述A柱和所述B柱采用PHS热成型钢制成，所述C柱采用UHSS超高强度钢制成。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明轿车消防破拆训练模块，在保证破拆训练强度的同时，利用可靠有效的连接方式对车辆构件进行局部更换，达到提高训练效果和减少训练成本的目的，解决了轿车在消防破拆训练过程中训练成本高和训练惯性思维的难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明轿车消防破拆训练模块的结构示意图；
图2为本发明车窗玻璃模块的结构示意图；
图3为本发明前挡风玻璃示意图；
图4为本发明后挡风玻璃示意图；
图5为本发明卡扣本体的结构示意图；
图6为本发明卡扣连接结构的结构示意图；
图7为本发明车门的连接示意图；
图8为本发明前翼子板外侧示意图；
图9为本发明前翼子板内侧的第一示意图；
图10为本发明前翼子板内侧的第二示意图；
图11为本发明前翼子板螺栓连接示意图；
图12为本发明车顶盖的连接示意图；
图13为本发明套筒连接口的插销连接示意图；
附图标记说明：
1、轿车本体，2、车轮，3、前车门，4、前翼子板，5、B柱，6、车顶盖，7、卡扣连接结构，71、卡扣本体，710、内侧钣金，711、外侧钣金，712、连接梁，713、弹簧，714、圆环体，715、卡扣外端，72、安装部，720、第一圆孔，721、滑轨，722、第二圆孔，8、前挡风玻璃，9、后挡风玻璃，10、A柱，11、前车窗玻璃，12、第一直线沟槽，13、第二直线沟槽，14、第一沟槽，15、C柱，16、螺栓，17、通孔，18、套筒连接口，19、连接柱。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一
如图1-13所示，本实施例提供一种轿车消防破拆训练模块，包括：玻璃模块、车门模块、前翼子板模块和车顶盖模块，玻璃模块包括挡风玻璃模块和车窗玻璃模块；玻璃模块、车门模块、前翼子板模块和车顶盖模块可拆卸安装于轿车本体1上，轿车本体1上还安装有车轮2。
在本实施例中，车窗玻璃模块以前车窗玻璃11为例进行说明，前车窗玻璃11采用卡槽连接的方式进行安装。如图2所示，在轿车本体1上A柱10下1/3位置处沿A柱10方向设置有第一直线沟槽12，轿车本体1上沿B柱5(虚线方向)对应设置有与第一直线沟槽12平行的第二直线沟槽13，前车窗玻璃11的两侧分别安装于第一直线沟槽12和第二直线沟槽13内。其中，同一水平线穿过第一直线沟槽12和第二直线沟槽13的两点之间的距离略大于前车窗玻璃11的底部长度，以保证前车窗玻璃11能够顺利安装进去。
在安装时，应先把车顶盖模块拆卸掉，打开A柱10和B柱5上部之间的开口，前车窗玻璃11底部的两端分别对准第一直线沟槽12和第二直线沟槽13，沿沟槽的方向向斜下方推进至沟槽尽端，完成前车窗玻璃11的安装。
进一步，后车窗玻璃亦可以采用类似的卡槽连接方式可拆卸安装于B柱5和C柱15之间。
在本实施例中，如图3和4所示，挡风玻璃模块包括前挡风玻璃8和后挡风玻璃9，前挡风玻璃8和后挡风玻璃9的装卸方式与车窗玻璃模块一样，亦采用了卡槽连接方式。具体地，轿车本体1的两个A柱10的内侧均对应设置有一第一沟槽14，前挡风玻璃8的两侧分别安装于两个第一沟槽14内；安装玻璃时将前挡风玻璃8的两侧端对准放置在两个第一沟槽14内，然后向下推进，使前挡风玻璃8到达第一沟槽14底部以不能再运动，则安装完成。同理，轿车本体1的两个C柱15的内侧均对应设置有一第二沟槽，后挡风玻璃9的两侧分别安装于两个第二沟槽内。
现有轿车的挡风玻璃多为曲面，而曲面玻璃不适用于卡槽式连接；因此，在本实施例中，前挡风玻璃8和后挡风玻璃9均采用平面玻璃代替传统的曲面玻璃，平面玻璃的规格为140×70cm，厚4.8mm。本实施例轿车本体1基于一般轿车的基本框架设计而成，则A柱10上部间距小于下部间距，其形状类似于等腰梯形，故为了使前挡风玻璃8能从A柱10上部顺利***，即设计在A柱10上的第一沟槽14由上至下，其沟槽深度也应由深入浅，与前挡风玻璃8侧边的斜率保持一致；同理，第二沟槽的深度也由上至下逐渐变浅。
本实施例中，前挡风玻璃8采用夹层玻璃成型(VSG)，后挡风玻璃9采用钢化玻璃成型(ESG)。
在本实施例中，车门模块包括车门，车门采用卡扣的连接方式来替代铰链连接；具体地，如图5和6所示，车门通过卡扣连接结构7可拆卸安装于轿车本体1上。在本实施例中，卡扣连接结构7安装于车门模块或前翼子板模块上，安装部72设置于轿车本体1上。具体地，卡扣连接结构7包括卡扣本体71、连接梁712和卡扣外端715，卡扣本体71包括圆柱状的内侧钣金710和外侧钣金711，连接梁712同样可以为圆柱体，其一端与内侧钣金710连接，另一端与圆柱状的卡扣外端715连接；外侧钣金711套设于连接梁712上，内侧钣金710与外侧钣金711之间安装有弹簧713，弹簧713套设于连接梁712上；外侧钣金711的外侧连接有圆环体714，圆环体714套设于连接梁712上，并位于外侧钣金711与卡扣外端715之间。而安装部72则对应安装于轿车本体1上，其包括第一圆孔720、第二圆孔722和滑轨721，滑轨721设置于第一圆孔720和第二圆孔722之间。
在本实施例中，卡扣外端715为第一定位平面，定位于轿车本体1上的第一圆孔720，卡扣外端715的直径等于第一圆孔720的直径，即d卡扣外端＝d第一圆孔，外侧钣金711的直径大于第一圆孔720的直径，d第一圆孔<d外侧钣金。外侧钣金711外侧的圆环体714为第二定位平面，定位于轿车本体1上的第二圆孔722，圆环体714的直径等于第二圆孔722的直径，即d圆环体＝d第二圆孔。连接两侧钣金的连接梁712为第三定位平面，定位于轿车本体1上第一圆孔720和第二圆孔722之间的滑轨721，连接梁712的直径等于滑轨721的最短距离，即d连接梁＝dL。
在对车门进行安装时，将卡扣外端715对准***至轿车本体1上的第一圆孔720内，并对车门向车前方向挤压，在弹簧713的作用下，使外侧钣金711向内侧钣金710靠拢，当连接两端钣金的连接梁712穿过第一圆孔720后，沿滑轨721的方向向下到达第二圆孔722，此时松开车门，外侧钣金711在弹簧713的作用下扩张，直至圆环体714恰好穿过第二圆孔722，由于直径d卡扣外端>d圆环体，则卡扣外端715卡在第二圆孔722内，完成车门的安装。
本实施例中，卡扣外端715与靠外侧钣金711之间的圆环体714跟卡扣外端715是可分离的，连接梁712为内侧钣金710与外侧钣金711之间的支臂，外侧钣金711可在连接梁712上滑动并压缩弹簧713，卡扣外端715固定焊接在连接梁712的一端。直径关系为：d连接梁＝dL<d第二圆孔<d卡扣外端＝d第一圆孔<d外侧钣金，当对车门进行安装时，将卡扣外端715对准第一圆孔720***，使卡扣外端715进入第一圆孔720内，而外侧钣金711此时卡在第一圆孔720外侧，将车门向车前进方向推进(即沿滑轨721走向)，在前述压力的作用下，外侧钣金711向内侧钣金710靠拢，露出连接梁712，恰好使连接梁712通过滑轨721从第一圆孔720到达第二圆孔722处，松开手后，又在弹簧713回复力的作用下扩张，完成车门的安装。
在本实施例中，车门通过两组卡扣连接结构7可拆卸安装于轿车本体1上；两组卡扣连接结构7上下设置。
在对上铰链和下铰链的相对位置进行设计时，上铰链的位置尽量靠近车门上水切(车门板上水平面)，下铰链靠近车门下水切(车门板下水平面)；铰链开度(上、下铰链中心线的距离)不应大于车门高度的1/3，且上铰链的上部和下铰链的下部之间的距离应不小于330mm，铰链开度h的取值一般在350～390mm之间。
将作用于车门把手上且沿竖直方向上的分力设为F1，作用于铰链处沿水平方向与沿竖直方向上的分力分别为F2、F3，则有：
Figure BDA0002919239460000071
其中，m为车门的质量，g是比例系数，a为车门重力对转动轴的力矩，b为F1对转动轴的力矩。
Figure BDA0002919239460000072
由材料力学理论知，可忽略剪应力F3的作用，则下铰链处的应力可表示为：
Figure BDA0002919239460000073
其中，h为上、下铰链之间的距离，t为铰链的横截面积。
车门等附件的结构、重量确定后，则式中F1、m、a、b取值一定。只有增加上、下铰链之间的距离，或者增大铰链的横截面积，σ1取值才会减小。增大h时，F2、σ1减小，能有效防止车门下垂。在本实施例中，h取值368mm，如图7所示，本实施例在上、下车门位置安装卡扣连接结构7，以代替铰链结构，且上、下的卡扣连接结构7的间距为368mm，对应的轿车本体1上安装与上、下的卡扣连接结构7相对应的第一圆孔720、第二圆孔722及滑轨721，对应圆孔圆心之间的间距为368mm，在保证强度的同时，方便对车门进行装卸。
在本实施例中，前翼子板模块包括前翼子板4，前翼子板4通过卡扣连接结构7和螺栓连接结构可拆卸安装于轿车本体1上。
前翼子板4位于轿车本体1前侧部，与车发盖、前车门3等结构相接。虽然不是打开救援通道的直接途径，但在对车门进行破拆时，常需要借助前翼子板4与车门之间的间隙，利用液压扩张器对其进行扩张。如图8所示，救援人员常利用剪切器沿虚线M对翼子板进行剪切，目的是增加与车门间的间隙，以便给扩张器操作的空间。所以，对前翼子板4的破拆效率高低，直接影响着对车门的破拆效率。
前翼子板4和前车盖、前翼子板4和前车门3之间的尺寸技术规范DTS(DimensionalTechnical Specification)中：翼子板与车前盖间隙为3.0+/-0.5mm，面差-0.25+/-0.75mm(车前盖低)；翼子板与前车门3间隙为3.75+/-0.5mm，面差0+0/-1.0mm。对与前翼子板4装配的前车门3和前车盖的连接区域进行划分，选取对前翼子板4DTS影响较大的点，即a、b、c点，如图8-10所示。在A点位置安装卡扣连接结构7以对前翼子板4中心进行固定，前翼子板4上的卡扣连接结构7及安装原理与车门上的卡扣连接结构7一样。并在a、b、c三点(是在三个区域，靠近前灯和车前盖前部的区域、靠近前车门3和车前盖后部的区域、靠近前车胎和前车门3下部区域，在这三个区域内设置a、b、c点即可，并无具体距离限定，呈三角形状实现稳固前翼子板4即可)点设置螺栓连接结构，对前翼子板4加固的同时，能提高破拆的强度。
螺栓连接只需在轿车本体1和前翼子板4两个构件上分别钻出通孔17，然后将螺栓16穿入至通孔17中，并在螺栓16两侧套上垫圈，将螺母拧紧即可。在进行前翼子板4的破拆中，螺栓16主要受到垂直于螺栓16方向上的拉力，故选择M6铰制孔螺栓，如图11所示。铰制孔螺栓在装配后内侧紧实无间隙，能承受沿螺栓16轴向的拉力和沿螺栓16径向的剪切力。
在本实施例中，车顶盖模块包括车顶盖6，车顶盖6与轿车本体1的A柱10、B柱5和C柱15可拆卸连接。
考虑到在进行车顶盖6破拆时，破拆点通常在轿车车柱上，在进行更换时，应实现立柱和车顶盖6的整体更换。基于更换简便的设计理念，将车顶盖6与侧边柱、车体立柱的上2/3部分进行结合，形成车顶盖连接体结构，作为破拆训练的车顶盖模块，如图12所示。
参照普通轿车车柱的强度，本实施例轿车本体1车柱的强度由大到小依次为：B柱5、A柱10、C柱15。A柱10和B柱5采用PHS热成型钢，材料的压力强度为1200Mpa-1500Mpa，C柱15采用UHSS超高强度钢，压力强度为900Mpa-1300Mpa。而在车柱的强度分布上，车柱上由上至下1/3部分的强度最小，消防员在进行车顶盖6破拆时，通常在车柱上1/3的部分设置破拆点。
因此，本实施例中，在A柱10、B柱5、C柱15靠近车顶盖6的1/3部分设置套筒连接口18，车顶盖6的底端设置有连接柱19***套筒连接口18内；套筒连接口18略大于连接柱19，且连接柱19刚好能***至套筒连接口18，在安装时，将车顶盖6下端连接柱19分别对齐六根车柱的套筒连接口18，***即可。
由于在剪切车柱时会发生塑性形变，若不对套筒连接口18进行固定，连接处两侧很容易在剪切时因塑性形变发生分离，分离瞬间产生的动能很容易对被困人员或救援人员造成二次伤害。
通过受力分析，在剪切车柱时，套筒连接口18主要受到垂直于水切面向上的拉力，为了使设置在套筒结构上的插销结构承受住剪切产生的拉力。因此，如图13所示，采用垂直插销结构实施对两端的固定，即在车顶盖6底端的六个连接柱19处打上直径为d的圆孔，在对应套筒结构上标记连接柱19完全***套筒内圆孔的位置，并在圆孔内设置垂直于水平面的矩形孔，将对应矩形孔大小的冲压钢材***其中，即可完成对连接处的固定。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种轿车消防破拆训练模块，其特征在于：包括：玻璃模块、车门模块、前翼子板模块和车顶盖模块，所述玻璃模块包括挡风玻璃模块和车窗玻璃模块；所述玻璃模块、所述车门模块、所述前翼子板模块和所述车顶盖模块可拆卸安装于轿车本体上，所述轿车本体上还安装有车轮；所述车顶盖模块包括车顶盖，所述轿车本体的A柱、B柱和C柱靠近车顶盖的1/3位置处设置破拆点，所述破拆点处设置有套筒连接口，所述车顶盖的底端***所述套筒连接口内，并通过垂直插销结构固定。
2.根据权利要求1所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述车窗玻璃模块包括前车窗玻璃，所述轿车本体上在A柱下1/3位置处沿A柱方向设置有第一直线沟槽，所述轿车本体上沿B柱对应设置有与所述第一直线沟槽平行的第二直线沟槽，所述前车窗玻璃的两侧分别安装于所述第一直线沟槽和所述第二直线沟槽内。
3.根据权利要求2所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：同一水平线穿过所述第一直线沟槽和所述第二直线沟槽的两点之间的距离大于所述前车窗玻璃的底部长度。
4.根据权利要求1所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述挡风玻璃模块包括前挡风玻璃和后挡风玻璃，所述轿车本体的两个A柱的内侧均对应设置有一第一沟槽，所述前挡风玻璃的两侧分别安装于两个所述第一沟槽内；所述轿车本体的两个C柱的内侧均对应设置有一第二沟槽，所述后挡风玻璃的两侧分别安装于两个所述第二沟槽内。
5.根据权利要求4所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述前挡风玻璃和所述后挡风玻璃均采用平面玻璃，长宽为140cm×70cm，厚4.8mm；所述第一沟槽以及所述第二沟槽的深度由上至下逐渐变浅；
所述前挡风玻璃采用夹层玻璃成型，所述后挡风玻璃采用钢化玻璃成型。
6.根据权利要求1所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述车门模块包括车门，所述车门通过两个卡扣连接结构可拆卸安装于所述轿车本体上；两个所述卡扣连接结构上下设置，上方所述卡扣连接结构靠近所述车门的车门板上水平面，下方的所述卡扣连接结构靠近所述车门的车门板下水平面；
两个所述卡扣连接结构的开度不大于所述车门的高度的1/3。
7.根据权利要求1所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述前翼子板模块包括前翼子板，所述前翼子板通过卡扣连接结构和螺栓连接结构可拆卸安装于所述轿车本体上。
8.根据权利要求7所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述螺栓连接结构包括三组螺栓，三组所述螺栓呈三角形设置；三组所述螺栓分别靠近所述轿车本体的前灯和车前盖前部区域、所述轿车本体的前车门和车前盖后部区域以及所述轿车本体的前车胎和前车门下部区域。
9.根据权利要求6或7所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述卡扣连接结构安装于所述车门模块或所述前翼子板模块上，所述轿车本体上对应设置有所述卡扣连接结构的安装部；
所述卡扣连接结构包括卡扣本体、连接梁和卡扣外端，所述卡扣本体包括圆柱状的内侧钣金和外侧钣金，所述连接梁的一端与所述内侧钣金连接，另一端与所述卡扣外端连接；所述外侧钣金套设于所述连接梁上，所述内侧钣金与所述外侧钣金之间安装有弹簧，所述弹簧套设于所述连接梁上，所述外侧钣金的外侧连接有圆环体，所述圆环体套设于所述连接梁上；
所述安装部包括第一圆孔、第二圆孔和滑轨，所述滑轨设置于所述第一圆孔和所述第二圆孔之间；所述第一圆孔的直径等于所述卡扣外端的直径，并小于所述外侧钣金的直径；所述第二圆孔的直径等于所述圆环体的直径，并小于所述第一圆孔的直径；所述滑轨最窄处的宽度等于所述连接梁的直径。
10.根据权利要求1所述的轿车消防破拆训练模块，其特征在于：所述A柱和所述B柱采用PHS热成型钢制成，所述C柱采用UHSS超高强度钢制成。
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