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铁路新型中等高度桥墩的研究设计
铁路新型中等高度桥墩(简称铁路新型中墩)是一种适用于中等高度(10～40 m)桥墩抢修的可拆装的制式器材,与已经停产的六五式铁路军用桥墩相比,具有部件种类少、重量轻、结构简单、拼组速度快等特点.重点介绍了铁路新型中墩的主要战术技术条件,其主要部件为立柱、撑杆、节点板、拼接板和紧固件等,结构型式主要由下垫梁、墩身和上垫梁组成.该器材可用于战时中等高度铁路桥墩的'抢修和平时自然灾害桥梁的应急修复,或用作各种临时性施工辅助结构.
作 者：谢爱华 Xie Aihua 作者单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京,102600 刊 名：国防交通工程与技术 英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE 年，卷(期)： 7(3) 分类号：U443.22 关键词：铁路桥墩 中等高度 抢修 结构型式 部件一种新型铁路除沙机械的研究
针对我国西部地区铁路干线受沙害影响的特点,结合国外大型除沙机械的.技术和发展趋势.对预研制的一种新型铁路除沙机械的设计方案进行细节考虑,这对确保西部铁路除沙机械的整机质量很有实际意义.
作 者：崔昭霞 张勤霞 CUI Zhao-xia ZHANG Qin-xia 作者单位：内蒙古工业大学机械学院,内蒙古,呼和浩特,010051 刊 名：机械管理开发 英文刊名：MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT 年，卷(期)：2009 24(3) 分类号：U216.61 关键词：铁路 沙害 除沙机械摘要：研究了大学课堂教学形式，吸取教师和学生的意见，提出多功能课桌椅设计目标和任务。为实现设计目标，进行各种方案的分析和比较，最终根据功能最优和经济性综合评价结果，选择了一种新型多功能方案进行产品设计。根据选择的方案运用SolidWorks三维造型软件进行零部件的设计与装配。在学校的实习工厂进行零件制作和样品的装配，并在试制的过程中进一步对零部件的设计图纸进行修正和完善。新型多功能课桌椅设计达到了预期的设计目标，具有创新性和实用性，得到了师生们的认可。
关键词：多功能；课桌椅；创新设计
“机构分析与零件设计课程案例教学法教学研究与实践”教学改革项目的最终目标是为了培养高职学生的创新设计能力、综合设计能力与协作精神，加强动手能力的培养和工程实践的训练，提高高职学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践工作能力。根据教改目标设计了学生非常熟悉的课题“教室用设备和教具的设计与制作”作为学生的课后任务。教学改革课题组选定“新型多功能课桌椅的创新设计”作为课堂案例教学法创新实践的课题，以引导学生通过本案例的学习能举一反三完成自己的课题任务，从而实现机构分析与零件设计课程的教学目标和案例教学法教学改革的目标。课桌椅是学校的主要设施，是学生上课和学习的主要用具。目前大学教室最普通的一种课桌椅是双人或多人桌椅连体式的，无法根据学生身高来调节，其舒适性不够，而且这种桌椅还特别不适用于一些边讲边练的设计课程以及自由分组需求。此外，利用计算机和手持终端进行学习并通过互联网完成作业成为未来大学生的学习生活趋势。基于这种情况，现有的课桌椅已经不能满足个性化的生活和学习的需求，迫切需要设计舒适、简洁、个性、有型且能满足现在和未来大学教学所需的课桌椅[1]。
2多功能课桌椅设计目标和实现方案
2.1设计目标
教室课桌椅的基本功能包括坐、书写、阅读、收纳、绘图、手工、实验等。考虑到便携式计算机会被引入课堂，因此课桌椅要兼具电脑桌功能。另外，大学宿舍离教学楼较远，因此课桌椅既要能满足上课学习的需要，又要能满足空闲时休息和做课后作业的需要。课桌椅还要能充分运用人体工程学，舒适、简洁、个性、有型，适合不同身高的人使用。有些课堂还需要课桌椅能进行自由组合。课桌椅的设计目标就是尽量满足这些功能要求。
2.2实现方案
基于以上目标，将课桌椅的主要功能概括为以下几点：①桌子作为普通课桌使用，桌面水平；②作为电脑桌和制图桌使用，桌面可调节成水平或倾斜，提高计算机操作和绘图时的舒适性；③桌子可轻松地自由移动，方便教学需要时自由组合，不移动时桌腿放置稳固；④课桌椅要能作为具有书写功能的沙发休闲椅，满足空闲时休息和做课后作业的需要。与方案二、三比较，方案一在桌腿与高度调节装置使用齿轮齿条高度调节机构，其零件制作与装配要求较高，工艺性与经济性较差。方案二由于桌面分成两块且支架安装在桌体侧面，相比整体美观性比其他两种方案差，加之没有增加高度调节机构，创新性也较差。3种方案的评分见表2，选取得分最高的方案三为本次设计的实施方案。
3多功能课桌椅的各项设计及材料选择
3.1总体尺寸设计
根据《学校课桌椅功能尺寸》标准(GB/T3976—)中高校非固定式课桌和课椅的主要尺寸，结合设计目标确定课桌椅的关键尺寸，详见表3。桌面宽度与桌面深度比国家标准尺寸大是考虑到这张课桌要作为制图桌和电脑桌使用，靠背上缘距座面的高度和座面的有效深度也在标准尺寸的基础上适当加大，可提高使用者休息时的舒适性。
3.2结构设计
结构设计总原则是结构简单，工艺性好。尽量采用学校现有的废料，尽量运用型材以减少机加工，从而降低设计和制造成本。1)桌椅框架设计。桌体考虑装箱体积最小和运输方便的`需要，采用分块设计制作组装成体的方法。试制时为了减少加工量可做成一体。先根据总体尺寸确定桌面板的尺寸为800mm×600mm×20mm，考虑到美观性和安全性在其四角上要倒圆角。后板宽度和厚度要与桌面相同，组装后才能贴合，外观也更合理；因为桌体在转换后作为座椅使用，所以后板的高度尺寸要与靠背上缘距座面高度一致，尺寸确定为800mm×400mm×20mm，考虑美观性和安全性，后板上面两角要设计R100的圆角。底板的尺寸由后板和桌面确定为750mm×495mm×20mm，但考虑人体工程学，底板前侧切去一R500弧形，使人腿放置得更舒适。侧板的三侧面分别与后板、底板和桌面连接，考虑人体工程学的需要，桌面组装后要与水平面倾斜8°，侧板的上侧面应为8°斜面，其余尺寸由与之连接的板料尺寸决定。所有板料的厚度可根据所选材料强度的不同进行调整。为连接可靠和装拆方便，各块板的连接构件可采用长螺栓与特制异型螺母连接。2)三角架与桌面角度调节装置设计。三角架上面与桌底板连接，下面与竖杆连接，在装配体中起支撑桌体的作用。因为三角形的稳固性故采用这种形式，又因为桌面的角度需要调节，因此支架的前支撑需要能调节长度。因为桌子高度较高，只有左右两个三角架与桌体连接，其上下和前后的强度足够，但左右方向会发生弯曲，特别是作为椅子使用时，要承受人体的重量，需在两侧三角架中间增加一个横档连接，增加左右方向的稳固性和承重能力。三角架与横档采用螺钉连接。桌面角度的调节装置机构原理如图2所示[2]，机构运动处于粗实线位置时，桌面与水平面成8°倾角，当机构运动到虚线位置时，桌面成水平。3)脚架与高度调节装置设计。脚架下面要安装小脚和轮子。由于桌子高度需要调节，所以脚架上还要安装高度调节装置，为了保证其强度，将脚架设计成工字型结构，工字的四角上安装小脚，中间横档上安装高度调节装置。在横档的两端安装两根竖杆，使三角架能在竖杆上自由上下滑动。桌子高度调节装置用丝杆螺母传动机构来完成，丝杆的长度由桌子高度调节行程决定，采用上下两头加上行程限位销。为减少加工面，将螺母设计成分体式，螺母装在套筒内，套筒既起到保护丝杆的作用，又起固定螺母的作用，套筒的长度由丝杆的调节长度确定，为防止螺母在套筒内转动，径向加一沉头螺钉。套筒与脚架用螺栓连接。丝杆的顶头设计一个手柄安装孔，丝杆穿过上横杆中间孔，在横杆上下都用销来限位，以保证丝杆带动横杆一起上下移动。在丝杆螺母机构中，螺母不动，丝杆旋转带动上横杆、三角架和桌椅框架上下移动，从而调节桌子的高度。脚架与丝杆螺母调节机构图见图3。4)桌脚设计。桌脚是桌子的重要部件，它直接与地面接触且承受桌子自重及桌上物体与人体的重量。本桌子要轻松地自由移动，方便教学需要时自由组合，每个桌脚要装一个万向轮。万向轮的尺寸根据桌腿的宽度确定，直接从配件市场找到合适的规格买回。每个万向轮与桌腿用4个M4的螺钉连接。桌子不移动时，桌脚要能固定且保护万向轮，因此其尺寸要比万向轮的外轮廓大。因此采用U型的结构，桌脚与腿的连接采用铰接，这样将桌脚转动后抬起，使轮子着地，桌子就可轻松移动。此结构简单合理，操作方便。桌脚的两种工作状态如图4所示。5)桌面支撑装置设计。桌面有两个位置，一个是与桌体连接，还有一个是在桌体作为椅子座位使用时，桌面放置在人的前面。因此，要设计一个装置，使桌面与桌体分离后能支撑桌面，且该装置不影响桌子的外观。经用三维软件多次仿真模拟，决定采用图5所示的转动导杆机构作为桌面支撑装置。该装置具有结构简单且不影响外观的特点。收起时放置在桌肚内，放开后，导杆处于前面位置，使桌面放置其上，实物效果如图6所示。
3.3材料选择
课桌椅按使用材料分为4类：木制课桌椅、钢木课桌椅、塑钢课桌椅、混合材料课桌椅。考虑到桌子的多功能性，桌体和桌面采用实木制作，考虑到试制时间和成本，用木工板代替。支架和桌腿材料要具有一定强度和良好的焊接性能，因此选用碳素结构钢Q235-A。采用管材，从而在保证同样强度和刚度条件下能减轻桌子的重量。桌面倾斜角度调节装置及桌子高度调节装置采用铝合金，重量轻，易加工，便于操作。
3.4外观设计
运用三维设计软件对课桌装配体和零件进行外观色彩设计和渲染。考虑到学习环境需要宁静和自然，桌体选择灰白色作为底色，蓝色为点缀。桌腿用黑色体现其支撑稳固有力。桌脚的色彩为蓝色，好比桌子穿上了水晶鞋，从而使整个桌子灵动起来，有较强的艺术性，如图7所示。多张桌子布置的教室一改沉闷的气氛，能激发学生的想象力，调动学习积极性。
4新型多功能课桌椅的创新特色与预期应用前景
该新型多功能课桌椅是在分析研究现阶段和未来大学教学过程与学生需求的基础上设计的。设计时充分考虑人体工程学，其创新点在于能经简单调节实现多功能课桌和舒适型单人学习桌椅两种不同使用模式。作为多功能课桌使用时桌面可调节成倾斜，能提高使用便携式计算机和看书时的舒适性；桌子脚可调节成固定式和自由移动式两种形式，自由移动式的设计是为了方便分组学习时课桌的自由组合；桌子带有挂钩，以满足学生的多种需求。电源插座可根据需要添加在后板上。作品色彩经过精心设计，搭配和谐美观。该多功能课桌椅适用于制图教室、计算机教室、普通教室以及实验实训室等场合，特别适用于工程类专业课程设计等实训课程教学，具有学习和休息双重功能，有利于制造师生互动的友好氛围，可以充分调动学生们的学习热情，激发其学习兴趣。该桌椅也可作为车间技术人员的工作桌，以便车间技术人员的现场工作和休息之用。它还适用于现代家庭作为孩子的学习桌，孩子上大学后还可作为电脑桌或书房沙发椅使用，也是一件理想的现代多功能家具。
参考文献：
[1]吕文生，吴珊，韩巧云.大学生身高调查及合理课桌椅设计[J].装配前沿，，273（15）：3-6.
[2]陈立德.机械设计基础[M].3版.北京：高等教育出版社，：42-47.
[3]时永利.不锈钢薄壁管件的加工工艺改进[J].重工与起重技术，，21（1）：16-18.
铁路建设中桥梁承台施工设计研究
针对铁路施工建设中桥梁承台建设中施工难度大的问题,对承台施工工艺做了较为实际的研究.对水上桥梁承台建设中的`难点做了探讨,设计了施工方案、流程与步骤,给出了承台施工平面图.文中研究方案在沪杭铁路客运专线四标段建设中得到应用,施工效果优良,所设计的承台建设方案适合于水上项目施工,有很大工程实际意义.
作 者：张锦辉 作者单位：中铁十三局集团第一工程有限公司,辽宁,大连,116033 刊 名：中国新技术新产品 英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年，卷(期)：2009 “”(16) 分类号：U2 关键词：吊箱围堰 高桩承台 施工工艺摘要：介绍了铁路列车止轮器管理系统的硬件功能设计和软件功能设计，采用人脸识别技术、数据库技术、RS485通信控制技术，实现了对止轮器管理状态的卡控，保证了列车启动的安全，减少了列车安全隐患。
关键词：铁路列车；止轮器；管理系统；人脸识别
目前，铁路列车止轮器管理中常常出现不能及时按规定存放的不良现象，为避免因此而造成的列车安全隐患[1]，设计了一套铁路列车止轮器管理系统。该系统采用人脸识别技术、数据库技术、RS485通信控制技术，通过软件管理系统对止轮器的应用状况进行卡控，确保存放规范、使用得当，进而保证列车的启动安全。
1铁路列车止轮器管理系统的组成及工作原理
铁路列车止轮器管理系统包括计算机管理系统、人脸识别系统、储物柜存放系统、继电器控制系统4部分。1)计算机管理系统。计算机管理系统通过数据库对止轮器存放/领取、人员信息查询、人员权限设置、止轮器状态查询等进行管理。止轮器存放/领取模块对库房内止轮器状态进行显示，便于使用人员通过计算机了解当前止轮器的使用状态，对止轮器进行选择和确认。人员权限设置部分将使用者分为使用人员和管理人员两类，使用人员可对止轮器进行存放/领取操作；管理人员可查询止轮器的使用状态和使用人员信息。人员信息查询包括人员名称、所在班组、领取时间、归还时间、领取止轮器的编号等基础信息。管理者可通过止轮器状态查询系统查询某止轮器当前的状态信息，领取人员状况、是否存在于所在轨道等信息。2)人脸识别系统。人脸识别系统主要对止轮器的使用者和管理者的人脸细部特征进行存储和辨识，便于对储物柜进行开启权限的设置。3)储物柜存放系统。储物柜主要用于存放止轮器，通过外部计算机管理软件和人脸识别系统限制存取止轮器的人员，从而达到科学规范管理的目的。外部人员要领取或存放止轮器时，首先要通过查询软件确定止轮器是否被领走，然后对某一轨道止轮器的领取进行确认，若使用者具备权限，则可通过人脸识别系统开启开锁动作从而领到所需的止轮器。4)继电器控制系统。继电器控制系统主要用于实现人脸识别系统权限判定后的开锁动作，主要由RS232/RS485控制板、继电器板组成。
第75页图2为铁路列车止轮器管理系统的软件功能结构图。进行止轮器大普查时，具有相应权限的管理人员可进入本系统查看止轮器的使用情况，并获得相应信息，如某止轮器处于使用状态还是存放状态、数量是否匹配、使用频度、使用人员等[3]。二是日常使用查询。当段上工人进行人工作业时，可进入本系统查询可用的止轮器，然后放置在相应轨道上。2)后台管理功能。一是人员权限管理。对可登录本系统的操作人员和管理人员的基本信息录入、权限分配、权限修改等进行管理。二是止轮器使用人员认证信息管理。对使用人员人脸信息的录入、修改、删除等进行管理。三是设备管理。对止轮器的编号修改、存放数量修改等进行管理。3)数据存储功能。将止轮器的使用状态转换为数据流的存储控制。不同时间段内止轮器的使用数量、剩余数量、使用人员信息均存储在数据库中；主机、人脸识别、储物柜之间通信时的0，1交互信号也存储在相应字段内。4)识别功能。止轮器的.管理权限确定。将人员信息录入人脸识别系统，使用时进行刷脸认证，无权限则无法使用止轮器。将人脸特征作为身份识别依据，无法篡改伪装，无需担心因卡丢失造成的不安全因素，安全系数更高，储物柜门禁权限管理更高效。人脸识别功能界面见图3．5)门禁功能。具有止轮器使用权限的人员在允许范围内，正脸面对识别设备即可完成识别与论证，并给出相应的提示信号，储物柜电子锁打开。6)追踪判定功能。当止轮器取走1)设备查询功能。一是普查查询。当车辆段进行止轮器大普查时，具有相应权限的管理人员可进入本系统查看止轮器的使用情况，并获得相应信息，如某止轮器处于使用状态还是存放状态、数量是否匹配、使用频度、使用人员等[3]。二是日常使用查询。当段上工人进行人工作业时，可进入本系统查询可用的止轮器，然后放置在相应轨道上。2)后台管理功能。一是人员权限管理。对可登录本系统的操作人员和管理人员的基本信息录入、权限分配、权限修改等进行管理。二是止轮器使用人员认证信息管理。对使用人员人脸信息的录入、修改、删除等进行管理。三是设备管理。对止轮器的编号修改、存放数量修改等进行管理。3)数据存储功能。将止轮器的使用状态转换为数据流的存储控制。不同时间段内止轮器的使用数量、剩余数量、使用人员信息均存储在数据库中；主机、人脸识别、储物柜之间通信时的0，1交互信号也存储在相应字段内。4)识别功能。止轮器的管理权限确定。将人员信息录入人脸识别系统，使用时进行刷脸认证，无权限则无法使用止轮器。将人脸特征作为身份识别依据，无法篡改伪装，无需担心因卡丢失造成的不安全因素，安全系数更高，储物柜门禁权限管理更高效。人脸识别功能界面见图3。图1铁路列车止轮器管理系统硬件组成RS485/RS232控制器图2铁路列车止轮器管理系统软件功能结构图后，反馈追踪作业人员将其放置在哪个轨道，判定是否按要求操作。7)人机交互功能。显示触摸屏操作图文提示菜单，方便管理人员和使用人员灵活操作本系统。8)低功耗节能控制功能。如果一段时间内无触摸操作，系统将进入低功耗节能工作状态，自动关闭显示面板，设备在低功耗工作状态运行。
4结束语
本文对铁路列车止轮器管理系统进行了设计，包括系统的硬件功能和软件功能。实际应用表明，该系统能对止轮器进行科学有效的管理，提高了铁路管理效率，减少了列车安全隐患。
参考文献：
[1]潘峥嵘,强浩.基于铁轨识别的列车滑动在线监测系统[J].微计算机信息,2012,28(3):39-41.
[2]齐俊岩.北京地铁车辆的停放制动[J].现代城市轨道交通,2007(1):22-23.
[3]沈晓晖,强浩.列车智能止轮器在线监测系统的设计与实现[J].自动化与仪器仪表,2011(2):53-55.
★ 新型玻璃教学设计
★ 教学设计研究
