新疆营盘古城及古墓群安防舱体实施方案

3  总体布局

3.1设计原则

3.1.1执行有效的国家标准、国家军用标准和行业标准;

3.1.2满足指标要求;

3.1.3采用通用化、模块化设计,提高设备可维修性;

3.1.4采用人机工程学知识进行设计,充分考虑安全性。

3.2 总体组成

新疆营盘古城及古墓群安防公用平台包括工作系统、补给系统、通信系统、监控系统及其他辅助系统组成。工作系统和补给系统由二类汽车底盘加运载平台以及工作舱和补给舱组成。在两个方舱内加装电动升降杆、发电机组、空调、设备机柜、太阳能发电系统、厨房成套设备、燃油加热器、通风、照明系统等设备;通信系统由卫星、固定工作站等组成;监控系统由雷达、光电摄像头、硬盘录像机等组成;辅助系统由全地形沙滩摩托车、炊具及冰箱、土木工具包等。

在需要时将工作舱由固定工作站通过运载车辆运送到重要遗址群现场,通过舱体自带的自卸机构将车舱分离,将工作舱放置到现场开展工作,平时通过工作舱自带的燃油发电机、便携式水处理系统、太阳能发电系统等进行自我补给,同时由运载车辆装载补给舱定期对工作舱进行补给。如下图所示:

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该安防公用平台可以提供文物现场完整的区域防护,同时通过多种通信手段对周界进行有效的监测与报警、锁定和目标识别;通过定期补给和一定能力的自给设计为值守人员提供有效可靠的工作环境以及野外生活保障。 

3.3 工作舱布局

3.3.1工作舱外部布局

 如下图所示,整个工作舱外部布局由顶部布局、前壁布局、左壁布局、右壁布局以及后壁布局组成。

(1)顶部布局

工作舱顶部周圈安装不锈钢护栏,护栏内安装顶置空调机及太阳能发电系统的太阳能板。

(2)前壁布局

工作舱前壁安装登舱梯一副,登舱梯上方设置水箱加水口;工作舱的前后角件各安装一套方舱自卸机构用于工作舱的自卸及驻车工作。

(3)左壁布局

工作舱左壁前端上方设置观察窗一扇,观察窗下方设置油箱门;油箱门后部分别设置进风口及电源/信号转接口,转接口后部设置油机门。

(4)右壁布局 

工作舱右壁前端设置蓄电池门,中部设置方舱出入门,方舱门后部上方设置出风口及观察窗一扇,观察窗下方设置小水箱加水口;工作舱右侧方舱门上方的车顶安装电动遮阳棚一套。

(5)后壁布局

工作舱后壁中部安装固定折叠登顶梯一副,登顶梯右侧安装电动升降杆一根用于安装云台摄像机及雷达天线;

工作舱外部布局效果图如下所示:

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3.3.1工作舱内部布局

 整个工作舱内部布局由休息区,设备工作区和厨房生活区。

工作舱前部为休息区,前壁上方设置行李箱一组用于存放零星附件,下方设置双人床一张;双人床下方中部设置水箱一个,容积为500L;双人床上方安装液晶电视一台。双人床下方分别设置油箱隔间用于安装油箱,太阳能发电蓄电池隔间,用于安装太阳能发电系统蓄电池;水箱隔间用于安装水箱。

工作舱中部为设备工作区。在双人床紧贴部位设置工作台柜,工作台柜下方安装燃油加热器;工作台柜后部安装设备机柜一组用于安装监控设备及安防设备,设备机柜上方的侧壁上安装带开关触摸式显示屏一块,通过已安装好的传感器将采集的时间、湿温度、油量、水量等基本参数显示出来;设备机柜后部设置油机隔间用于安装柴油发电机组。

工作舱后部为厨房生活区。工作舱门右侧设置不锈钢台面,台面上设置不锈钢水池及水龙头,台面右侧安装微波炉一台;不锈钢台面下方设置水箱隔间,隔间内安装水箱及水泵;工作舱内后壁上方设置一组行李箱,用于存放厨房设备,行李箱考虑人性化设计,将前部设计为弧形,避免工作人员操作时磕碰。下方设置可翻转台面,台面上安装电磁炉一台,台面下方安装车载冰柜一台;

工作舱内顶壁设置顶置空调出风口,周圈安装LED照明灯带。

工作舱内部布局效果图如下所示:

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3.4 补给舱布局

3.4.1补给舱外部布局

如下图所示,整个工作舱外部布局由顶部布局、前壁布局、左壁布局、右壁布局以及后壁布局组成。

(1)顶部布局

补给舱顶部周圈安装不锈钢护栏,护栏内安装顶置空调机;

(2)前壁布局

补给舱前壁上方安装制冷机组冷凝器一台,冷凝器下方设置观察窗一扇;

补给舱的前后角件各安装一套方舱自卸机构用于补给舱的自卸;

(3)左壁布局

补给舱左壁中部分别设置油机门、进风口,进风口后部设置对开门一扇用于全地形摩托车的进出;

(4)右壁布局

补给舱右壁中部设置方舱出入门一扇,方舱门后部上方设置出风口,下方分别设置加水口及加油口;

(5)后壁布局

补给舱后壁中部安装固定折叠登顶梯一副。

补给舱外部布局及效果图如下:

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3.4.2补给舱内部布局

补给舱内部前壁上方设置行李箱两个用于存放零星附件,下方安装315L车载冰柜一台用于补给过程中冷冻食物的存放;

补给舱内部左侧设置单人床一张,单人床下方设置油机隔间,用于安装柴油发电机组,油机隔间前端安装燃油加热器一台;

补给舱内部右壁设置储物柜一组用于存放补给过程中其他无需冷冻食物的存放;

补给舱内后部底板上设置油箱及水箱,油箱及水箱上方设置安装平台用于安装全地形越野摩托车,在首次补给将越野摩托车运送到目的地后,平台上安装可拆卸式货架进行其他设备的放置,在可拆卸式货架上设计区域、安装移动水箱,货架的空档可以随着放置设备的高度进行调节;

补给舱内部后壁上方设置行李箱两个,行李箱考虑人性化设计,将前部设计为弧形,避免工作人员操作时磕碰;

补给舱内顶壁设置顶置空调出风口,前端安装制冷机组蒸发器,顶壁安装LED照明灯。

补给舱内部布局及效果图如下:

3.5 底盘及改装

底盘选用东风DFS5160GLJ底盘,发动机选用康明斯发动机,驾驶室前端加装捷王电动绞盘。该车具有越野通过性强和动力性好等优点。根据整体结构要求对其进行改装设计,底盘改装严格按照载车改装手册进行。

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底盘主要参数如下:

底盘技术参数

底盘型号

DFS5160GLJ

底盘名称

特种作业车底盘(二类)

商标名称

神宇牌

生产企业

东风汽车公司

外形尺寸(mm)

7565×2470×2740

轮胎数

6

内部尺寸(mm)

4850×2300×600/800

钢板弹簧片数

10/12

前轮距(mm)

1916

燃料种类

柴油

后轮距(mm)

1876/1876

排放标准

GB17691-2005国Ⅳ,GB3847-2005

发动机型号

发动机生产企业

排量(ml)

功率(Kw)

ISDe185 40

东风康明斯发动机有限公司

6700

136

            

   底盘性能参数

最大载质量

 越野行驶

 3500

 整备质量

 7955

 公路行驶

 7900

 空车

 前轴负荷

 4020

 最大拖挂总质量(越野)

 4800

 后桥负荷

 6015

 满载总质量

 越野

 10435

 满载(越野)

 前轴负荷 

 3565

 公路 

 16000

 后桥负荷

 6870

 最高车速(满载无拖挂)(km/h)

 90

 每百公里耗油(L)

 26.5

 最大爬坡度(满载无拖挂)(%)

 ≮60

 制动距离(满载、30km/h)

 ≯8

 最小转弯直径(m)

 ≯18.8

 续驶里程

 1300

 轴距(前桥中心至后平衡悬挂中心距离)

 4100

 轮距

 前轮

 1876

 中、后轮

 1870

 行驶角度

 接近角

 30

具体改装内容如下:

a)  在底盘上设置底架平台,通过U型螺栓与底盘大梁连接成一个整体构成运载车辆,平台总宽2500mm,总长4500mm,底架平台通过优质锰钢折弯焊接而成;

b)  平台上安装旋锁机构用于方舱与运载平台的锁定与解锁;

c)在底架尾部两纵梁中间存放落地式登车梯。登车梯运输时用止动销锁定;工作舱出入门、补给舱对开门、进出风口等在底架的对应位置处设置登车梯接口,方便维修人员上下;

d)   在驾驶室前端安装TDS-13.0电动绞盘一套。

3.5.1登车梯

系统配备两个踏板登车梯,用于操作人员出入工作舱及补给舱。登车梯采用铝型材制作,其中一个行车时固定在后侧副车架纵梁中,另外一个固定在工作舱体前壁,采用锁销锁紧结构。

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3.6 方舱结构

舱体由六块壁板、外包边、内包边、包角、出入门、孔口等组成,其外形尺寸为:长×宽×高=4300×2500×2350mm。

舱体壁板采用复合板制作技术,在设计时壁厚均为50mm。

复合板采用粘接技术,粘接后板面平面度满足国军标要求的2mm/1.2m×1.2m的指标。

3.6.1舱体耐高温、低温性。

组成舱体的壁板、门、窗及其附件等均为我公司通用结构,选用的主要材料:铝板、泡沫板、铝型材、粘接胶、密封胶等其性能均满足国军标中的有关规定。

舱体密封性 

出入门、对开门门体骨架与门口框均采用拉制铝型材制成,尺寸精度高、平面度误差小。以上各门门体骨架与门口框分别安装密封条,保证水密封、气密封性能良好。

进出风口、电源口、的门和框均为铝型材,安装专用钥匙开起的不锈钢方轴锁,框条上粘接水密封条。

内、外包边拉铆钉、安装螺钉按工艺规范涂密封胶。

上述方法对舱体孔口,门、包边进行设计,根据同类舱体检测结果进行比较,产品满足军标规定的测试要求。

3.6.2保温性能

舱体能经受内外55℃的温差,舱外为-32℃,舱内23℃,总传热系数不大于1.5W/(m2  .℃)。

3.6.3舱体门、孔口

舱体上开设的门、孔口均设计有密封措施,门体开启时有支撑,关闭时有锁紧。

出入门锁采用三点锁紧形式的三叉锁结构,满足门体密封和门把手力矩的要求,具有舱内解锁功能,在舱外用明锁锁住,舱内人员不需任何工具即可打开舱门。在门内部下方安装扶手,方便人员上下车。

电源口、进出风口均为上开门,采用支杆结构,孔口的防雨采用防雨罩。

在进出风口均加装防尘网以保证方舱的防风沙要求。

3.6.4方舱自卸机构

在工作舱和补给舱的前后角件各安装方舱自卸机构一套,用于方舱的自卸以及工作舱在工作区域的驻车工作。

方舱自卸机构采用抽拉式结构,在运输过程中自卸机构支腿收缩于固定部分内,工作时先将平台四角的方舱旋锁机构打开。然后分别将四个支腿沿方舱两侧抽出,并将同侧的两根支腿用连杆连接,使用摇把分别从两侧同时摇动使两侧的支腿同时下降,在支腿下降到离地一定高度时,在各支腿对应正下方放置垫木一块,然后继续转动摇把使支腿下降直至方舱与运载平台完全脱离,然后将底盘缓慢驶离方舱区域。

4  补给系统设计

4.1 供水、供油系统

4.1.1工作舱供水、供油系统

成年人每天生理需水量约为5L,洗漱生活用水约为13L,因此,每个工作人员每天的水消耗量约为18L左右,同时按照每人每星期简单洗澡一次计算,十五天约需要水量200L,所以在工作舱前端双人床下方中部设置水箱一个,容量500L,并在前壁中部设置加水口;在工作舱内右侧后部设置台面,台面上设置不锈钢水池及水龙头,在不锈钢水池下方设置水箱一个,容量为300L,并在右壁设置加水口,在小水箱上方安装水泵;大、小水箱总容积800L,按两个工作人员每天约36L水的用量,可满足工作人员约15天的用水。

水箱采用优质不锈钢板等为表层,食品级不锈钢为内层,聚氨酯等为芯层,通过优化组合,使内外层共同达到最佳保温效果,该水箱具有外形美观,机械强度高,性能优良,组装方便等优越特点。同时在水箱内部加装具有安全保护性能的电加热器,在水箱不慎结冰时可以快速解冻。在水箱的适当位置预留加水口及放水口。大水箱与小水箱之间通过水管相连,保证大水箱能给小水箱及时补水,所有水箱采通过螺栓固定安装在工作舱底板上,安装牢固可靠。

在工作舱内左侧前方设置独立的油箱隔间,油箱隔间内设置油箱一个,油箱容积300L,可满足发电机组120h工作需要(发电机组每小时油耗2.5L),油箱采用优质不锈钢折弯焊接而成,通过螺栓固定安装在工作舱底板上。在左舱壁上开设油箱门方便油箱加油。

4.1.2补给舱供水、供油系统

在补给舱后方底部设置油箱和水箱,水箱容量为800L,油箱容量为600L,可满足对两台工作舱的补给。在水箱和油箱底部设置安装平台,首次补给时将全地形越野摩托车运送到目的后可在安装平台上设置可拆卸式货架一个,货架底部可放置移动式水箱一个,满足对工作舱的补给要求。

4.2 食物补给

在工作舱后部安装135L车载式冰柜一台,用于储存速冻食物;在补给舱前部设置315L冰柜一台,可对两台工作舱进行补给;在补给舱内右侧设置储物柜一组,用于补给其他蔬菜等食物。

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