0 引言

随着汽车工业的快速发展，家用汽车的普及率逐年提升，用户对汽车行李舱的储物便利性、实用性要求也不断提高。行李舱作为汽车重要的储物空间，其空间划分合理性直接影响用户使用体验，而隔断作为划分行李舱储物空间的核心部件，其性能优劣至关重要。

目前市场上的汽车行李舱隔断主要分为固定式和可拆卸式两类。固定式隔断结构稳定，但无法拆卸，占用行李舱空间，灵活性差；可拆卸式隔断虽便于拆卸收纳，可释放更多储物空间，被广泛应用于各类家用汽车，但仍存在明显缺陷：一是尺寸固定，一种型号的隔断仅能适配一种尺寸的行李舱，用户换车后旧隔断无法复用，造成资源浪费；二是边缘缺乏有效的阻挡结构，汽车起停、行驶颠簸过程中，隔断上的物品易因振动滑落，尤其对于易碎物品，无法提供有效保护，增加物品损坏风险；三是适配性差，当汽车行李舱侧壁为斜面时，隔断难以稳定固定，影响使用效果。

针对上述问题，国内外学者开展了相关研究。有些研究设计了一种折叠式汽车行李舱隔断，通过折叠结构实现收纳便捷性，但未解决尺寸调节和物品防掉落问题；还有研究提出了一种可伸缩隔断，利用伸缩杆实现长度调节，但缺乏防掉落结构设计，物品滑落问题仍未改善。现有研究未能同时实现隔断的尺寸可调、防掉落及多场景适配，无法满足用户多样化使用需求。

基于此，本文设计了一种可调节防掉落汽车行李舱隔断，通过优化结构设计，实现尺寸可调、防掉落、多角度适配等功能。同时通过实验测试验证其性能，为汽车行李舱隔断的优化设计提供理论依据和实践参考。

1 隔断结构设计

1.1 整体结构设计

本研究设计的可调节防掉落汽车行李舱隔断整体结构如图1所示，主要由端架、边缘伸缩杆（1）、中部伸缩杆、弹力布板（5）、卷轴、挡块、撑板、发条弹簧、连接板（11）、承接板及布袋（14）、袋盖（15）等部件组成。两个端架与两个边缘伸缩杆依次连接形成矩形边框，其中与边缘伸缩杆固定端连接的为第一端架（3），与伸缩端连接的为第二端架（4）；卷轴内置于第二端架内，弹力布板一端与第一端架固定，另一端伸入第二端架并缠绕在卷轴上；中部伸缩杆位于两个边缘伸缩杆之间，两端分别连接第一端架和第二端架，起到辅助支撑作用。

该隔断的核心设计理念是：通过伸缩杆结构实现长度可调，适配不同尺寸行李舱；利用弹力布板的弹性形变，在放置物品后形成凹槽，防止物品振动掉落；通过发条弹簧实现弹力布板的自动收卷，提升使用便捷性；通过连接板与承接板的配合，适配不同倾斜角度的行李舱侧壁，增强安装稳定性。

图1整体结构

1.2 关键部件设计

1.2.1 可调节伸缩杆结构

伸缩杆分为边缘伸缩杆和中部伸缩杆，均采用嵌套式伸缩结构，由固定段和伸缩段组成，采用高强度铝合金材料制成，兼具轻量化和高强度特性，可承受50kg以上的压力而不发生变形。边缘伸缩杆共2根，对称分布于隔断两侧，主要承担隔断的整体支撑和长度调节功能；中部伸缩杆设置多个，沿端架轴线方向线性等距排布，用于辅助支撑弹力布板，避免弹力布板因受力过大而发生过度形变。

边缘伸缩杆的固定端设有容纳槽（101），可容纳第二端架上的第二撑板（9），当隔断收缩时，第二撑板可伸入容纳槽内，实现结构紧凑收纳；伸缩杆的伸缩范围设计为0～10cm，可适配不同尺寸的家用汽车行李舱，调节过程中通过内置的定位销实现任意位置固定，确保调节后结构稳定。第二撑板（9）上的布板槽（901）能够对弹力布板进一步起到导向作用。边缘伸缩杆如图2所示。

图2 边缘伸缩杆

1.2.2 防掉落结构设计

防掉落结构主要由弹力布板、挡块、撑板及边缘围栏组成。弹力布板采用氨纶与弹力棉复合面料制成，具有良好的弹性和承重能力，受力后可发生均匀形变，撤去外力后可恢复原状；其一端与第一端架固定，另一端缠绕在卷轴上，随伸缩杆的伸缩实现自动放卷和收卷。

第一端架上安装有第一撑板（8），撑板上设有贯穿槽（801），弹力布板穿过贯穿槽后与挡块（7）连接，挡块与第一撑板抵接，可防止弹力布板受力形变后边缘进入两个边缘伸缩杆之间，避免布板卡滞；第二端架上安装有第二撑板（9），撑板上设有布板槽（901），用于对弹力布板进行导向，确保布板伸缩过程顺畅。此外，端架和边缘伸缩杆的顶面平齐，且高于中部伸缩杆的顶面，形成围栏结构，进一步防止物品从边缘掉落。

为提升易碎物品的保护效果，在弹力布板上固定多个布袋，布袋位于相邻中部伸缩杆之间或边缘伸缩杆与中部伸缩杆之间，布袋上设有袋盖，通过拉链与弹力布板连接，可防止物品从布袋内滑落；布袋长度小于边缘伸缩杆固定端的长度，确保其始终位于固定区域，避免因弹力布板收卷而发生形变。如图3、图4所示。

图3 防掉落结构①

图4 防掉落结构②

1.2.3 自动收卷与适配结构设计

卷轴的两端均设有发条弹簧（10），发条弹簧一端与卷轴固定，另一端与第二端架内腔固定，当伸缩杆伸长时，弹力布板拉动卷轴转动，发条弹簧被压缩储能；当伸缩杆收缩时，发条弹簧释放能量，带动卷轴反转，将多余的弹力布板重新缠绕在卷轴上，实现自动收卷，提升使用便捷性。

为适配不同倾斜角度的行李舱侧壁，设置连接板（11）和承接板（12），承接板固定于端架底面，底面连接转轴（13）；连接板宽度大于承接板，顶面设有槽孔（1101），转轴伸入槽孔内并与槽孔转动连接。当行李舱侧壁为斜面时，连接板与侧壁贴合固定，通过转轴转动调整承接板角度，确保端架保持水平，实现隔断的稳定安装。如图5所示。

图5 自动收卷与适配结构

2 试验测试与结果分析

2.1 试验目的

通过试验测试，验证该汽车行李舱隔断的以下性能：①长度调节性能，包括调节范围、调节顺畅性及固定稳定性；②防掉落性能，测试汽车颠簸状态下物品的掉落率；③适配性，验证其对不同尺寸行李舱、不同倾斜角度侧壁的适配效果；④结构稳定性，测试长期使用后的结构损耗情况。

2.2 试验器材与方案

2.2.1 试验器材

试验器材包括：本设计的可调节防掉落汽车行李舱隔断1套、不同尺寸家用汽车行李舱模型3个（尺寸分别为100cm×60cm、110cm×65cm和120cm×70cm）、倾斜角度可调的模拟侧壁装置（倾斜角度范围0°～30°）、振动测试台（可模拟汽车行驶颠簸状态，振动频率0～50Hz）、标准测试物品（包括塑料盒、玻璃水杯、手机等，质量分别为0.5kg、0.2kg、0.1kg）、卷尺、测力计、秒表及磨损测试仪器。

2.2.2 试验方案

（1）长度调节性能测试：将隔断安装于不同尺寸的行李舱模型中，调节伸缩杆长度，记录调节范围、调节所需时间，测试调节过程的顺畅性（无卡滞、无异响），调节后施加50N的水平拉力，观察隔断是否发生位移，验证固定稳定性。

（2）防掉落性能测试：将不同重量的测试物品放置于隔断的弹力布板上，将隔断安装于振动测试台上，模拟汽车行驶颠簸状态（振动频率30Hz，振动时间30min），记录物品掉落数量，计算掉落率；同时测试弹力布板的凹槽深度，分析凹槽深度与防掉落效果的关系。

（3）适配性测试：将隔断安装于不同倾斜角度的模拟侧壁装置上（倾斜角度分别为0°、10°、20°、30°），观察隔断的安装稳定性，测试隔断在倾斜状态下的承重能力（最大承重50kg），验证其适配效果。

（4）结构稳定性测试：将隔断进行1000次伸缩调节循环，模拟长期使用场景，测试伸缩杆、卷轴、发条弹簧等部件的磨损情况，观察弹力布板的弹性恢复能力，验证结构的耐用性。

2.3 试验结果与分析

2.3.1 长度调节性能结果

试验结果表明，该隔断的长度调节范围为100～120cm，可顺利适配3个不同尺寸的行李舱模型，适配率100%；调节过程顺畅，无卡滞、无异响，单次调节所需时间不超过10s；调节后施加50N水平拉力，隔断无位移，固定稳定性良好。说明该隔断的可调节结构设计合理，能够满足不同尺寸行李舱的使用需求，调节便捷且固定可靠。2.3.2防掉落性能结果防掉落性能测试结果见表1。在模拟汽车颠簸状态下（振动频率30Hz，振动时间30min），不同重量的测试物品掉落率均低于5%，其中手机、玻璃水杯等小型易碎物品无掉落现象；弹力布板的凹槽深度随物品重量增加而增大，当物品重量为0.5kg时，凹槽深度达到12mm，能够有效包裹物品，防止其振动滑落。相较于传统可拆卸式隔断（掉落率约15%），本设计的防掉落性能提升60%以上，能够为物品提供可靠保护。

2.3.3 适配性测试结果

适配性测试结果表明，当模拟侧壁倾斜角度在0°～30°范围内时，该隔断均可稳定安装，无松动、无位移；在倾斜角度30°、承重50kg的情况下，隔断仍保持结构稳定，未发生变形。说明该隔断通过连接板与承接板的配合，能够有效适配不同倾斜角度的行李舱侧壁，适配性良好，扩大了其适用范围。

2.3.4 结构稳定性测试结果

经过1000次伸缩调节循环后，伸缩杆无明显磨损，调节顺畅性无下降；卷轴转动灵活，发条弹簧的弹性恢复能力无明显衰减；弹力布板无破损、无变形，弹性恢复良好。结合材料特性及使用场景分析，理论分析该隔断的使用寿命可达3年以上，能够满足长期使用需求。

3 分析总结

本研究设计的可调节防掉落汽车行李舱隔断，通过关键结构的优化设计，有效解决了现有隔断尺寸不可调、物品易掉落、适配性差等问题。与传统可拆卸式隔断相比，该隔断具有以下优势：①长度可调，适配多种尺寸行李舱，用户换车后仍可复用，降低使用成本；②防掉落效果显著，通过弹力布板凹槽和边缘围栏双重防护，有效减少物品振动掉落，尤其适合易碎物品的存放；③适配性强，可适应不同倾斜角度的行李舱侧壁，安装稳定；④结构简单、操作便捷，自动收卷功能提升使用体验，轻量化设计不增加汽车负重。

但本研究仍存在一些不足：一是隔断的长度调节范围有限，对于一些特殊尺寸的行李舱适配性不足；二是弹力布板的耐用性仍有提升空间，长期使用后可能出现弹性衰减；三是布袋的容量固定，无法根据物品尺寸灵活调整。未来的研究方向可围绕以下方面展开：①优化伸缩杆结构，扩大长度调节范围，提升特殊尺寸行李舱的适配性；②改进弹力布板材料，采用更高强度、更耐磨的弹性面料，延长使用寿命；③设计可折叠或可伸缩的布袋结构，提升储物灵活性；④增加智能化功能，如压力感应报警、自动固定等，进一步提升使用体验。

4 结语

本文设计了一种可调节防掉落汽车行李舱隔断，通过结构设计、参数优化及实验测试，得出以下结论。

（1）该隔断采用伸缩杆结构，长度调节范围为100～120cm，可适配80%以上常见家用汽车行李舱，调节便捷、固定稳定，解决了传统隔断尺寸固定、适配性差的问题。

（2）通过弹力布板受力凹陷形成凹槽，结合边缘围栏和布袋结构，实现物品防掉落功能，汽车颠簸状态下物品掉落率低于5%，防掉落性能相较于传统隔断提升60%以上，能够有效保护物品安全。

（3）连接板与承接板的配合设计，使隔断可适配0°～30°倾斜角度的行李舱侧壁，安装稳定，扩大了适用范围；发条弹簧实现弹力布板自动收卷，提升了使用便捷性。

（4）结构稳定性测试表明，该隔断经过1000次伸缩循环后无明显磨损，耐用性良好，使用寿命可达3年以上，具有较高的实用价值和推广前景。

参考文献

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