CN105034816B - 一种用于集电杆的四连杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于集电杆的四连杆机构，涉及无轨电车技术领域，包括底板，与所述底板连接的支撑座，在所述支撑座上连接有大臂和连杆一，所述连杆一连接有连杆二，所述连杆二与所述大臂之间连接有连杆三，在所述大臂与所述支撑座之间连接有弹簧，通过连杆二及连杆三长度的调整，能够控制弹簧对大臂施加的力，从而使大臂能够变速升降，进行主动触网和主动脱网作业，同时能有效避免车辆在行驶过程中出现脱网现象。

Description

一种用于集电杆的四连杆机构

技术领域

本发明涉及无轨电车技术领域，尤其涉及一种用于控制集电杆进行平稳搭线和高效升降的机构。

背景技术

无轨电车是一种通常由架空接触网供电、电动机驱动，不依赖固定轨道行驶的道路公共交通工具，无轨电车相比普通客车，其车顶需要安装一对集电杆(又称集电弓)，用于从接触网触线受电并形成电流通路，一般地，无轨电车装有动力电池，在没有接触网的路段，集电杆脱网后由动力电池供电；在有接触网的路段，集电杆通过触网对无轨电车供电，同时对动力电池充电。

申请号为03142211.X的专利公开了一种双线受电式无轨电车集电弓，其通过底架、下臂杆、拉杆、上臂杆、平衡杆、弓头座横杆六者之间形成两个双联的平面四连杆机构，其主要依靠升弓气缸推动下臂杆摆动，能托平弓头座横杆及弓顶导电滑块升降，集电弓的弓顶导电滑块升起后，在升弓弹簧的拉力作用下保持升起状态并使其与接触网的导线保持紧密接触，其不足之处在于：(1)集电弓在升降过程中速度均匀，一方面无法实现短时间内迅速搭线，另一方面，集电弓脱线后不能在短时间内降低至安全区域，集电弓容易与车辆周边的物体发生碰撞，导致出现安全事故；(2)当车辆行驶在颠簸路面时，容易出现脱线。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于集电杆的四连杆机构，通过利用大臂、连杆一、可调整长度的连杆二和连杆三形成四连杆，使大臂能按照不同的速度升降，同时能克服不同的接触网与地面的高度差；采用可调整长度的连杆二有助于大臂的升降速度进行调整，采用可调整长度的连杆三能使大臂保持平稳搭线，在应对不同的路况时能提升灵活性；而且大臂能够随着支撑座摆动，在车辆侧方下降至地面高度位置，为维护保养提供便利。

本发明的技术方案如下：

一种用于集电杆的四连杆机构，包括底板，在所述底板上开设通孔，支撑座的底端伸入至所述通孔内，使得所述支撑座能相对于所述底板进行旋转，在所述支撑座上连接有大臂，所述大臂能够随着所述支撑座进行转动；在所述大臂上设有一个固定座，所述固定座和所述支撑座之间连接有若干组弹簧；所述支撑座与连杆一的底端相接，所述连杆一的顶端与连杆二的左端相接，所述连杆二能按照不同的速率调整长短；在所述大臂上固定有定位块，所述定位块与连杆三的底端活动相接，所述连杆三的顶端与所述连杆二的右端相接，所述连杆三能进行伸缩。

集电杆处于水平位置时，所述弹簧处于形变状态，所述连杆二伸长至最大长度，并与所述大臂相接触，当集电杆上升过程中，弹簧的反弹力能拉动所述大臂进行迅速上升，此时，由于受到所述连杆二的阻力，所述大臂的上升速度处于可控状态，当所述大臂与接触网相搭接后，所述连杆二经过收缩脱离所述大臂，这是所述连杆二和所述连杆三对于所述大臂的阻力大幅减小，同时所述连杆三作为所述连杆二与所述大臂之间的枢纽，在收缩的过程中，所述连杆二的收缩速率由快变慢，从而达到需要提供给所述大臂必要的阻力，使得所述大臂能与接触网接触时保持相对的压力，实现平稳触网。

当车辆行驶至低洼路面时，由于接触网与地面的高度差增大，集电杆会出现脱网，此时通过增加连杆二的长度，能减小连杆二通过连杆三对大臂施加的阻力，使大臂能够进行上升，与接触网接触；同样的道理，当车辆行驶至突起路面时，由于接触网与地面的高度差减小，集电杆会出现脱网，此时通过缩短连杆二的长度，能增加连杆二通过连杆三对大臂施加的阻力，使得大臂下压后，与接触网接触。

作为优选，所述连杆二由两个反向相接的气缸组成，与连杆一相接的气缸为慢速气缸，与连杆三相接的气缸为快速气缸，所述快速气缸和所述慢速气缸能使得所述连杆二能快速实现与大臂的分离，同时调整所述连杆二对所述大臂施加的阻力，即调整所述大臂升降的速度。

作为优选，所述大臂的头部为弧形结构，弧顶位于所述弹簧的中间部位，所述定位块位于弧顶处。

进一步地，所述支撑座与所述底板轴向相接，通过旋转气缸能推动所述支撑座进行转动，使得所述支撑座能相对于所述底板进行转动。

更进一步地，所述连杆三为伸缩气缸，通过调整所述连杆三的长短，其有助于实现对所述连杆二施加于所述大臂的阻力进行微调，在大臂刚刚脱线后，通过所述连杆三的调整，能使得所述大臂迅速与接触网接触，实现平稳搭线。

更进一步地，所述连杆三为丝杆，将所述连杆二的右端与连杆座相接，所述连杆三的顶端通过螺母与所述连杆座旋拧，通过所述螺母能调整所述丝杆的长短，车辆在升杆前，根据路况可以通过手动调整螺母的方式，将所述丝杆的长短调整至合适的长度，满足车辆的触网要求。

作为优选，在所述固定座和所述支撑座上分别穿射支撑杆，不同的支撑杆之间相互平行，所述支撑杆之间装有若干均匀分布的所述弹簧，所述弹簧与所述大臂相平行，能够共同为所述大臂提供拉力。

有益效果：本发明通过以上技术方案，具有以下技术优点：

1、通过将连杆二和连杆三共同作用于大臂，能有效控制弹簧的反弹力，使得大臂在上升和下降过程中的速度可控，使大臂在短时间内完成升降动作；

2、通过采用能够调整长短的连杆二，在遇到特殊路段时，能够对大臂施加不同的阻力，避免出现脱网现象；

3、通过采用能够调整长度的连杆三，不仅在特殊路段时能够起到缓冲调节作用，而且能够有效提升大臂的灵活性，使其能够灵活触网，有效降低连杆二的工作负荷；

4、由于大臂能够随着支撑座进行摆动，通过旋转支撑座，能够将大臂移动至车顶外部，向下拉拽大臂，能够在地面完成对大臂零部件的维护与保养，避免爬到车顶更换，有效降低了劳动强度，提升了维护效率。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例所公开的一种用于集电杆的四连杆机构的侧视结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的一种用于集电杆的四连杆机构的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例所公开的一种用于集电杆的四连杆机构的另一种侧视结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、底板；2、支撑座；3、连杆一；4、连杆二；41、快速气缸；42、慢速气缸；5、连杆三；51、螺母；6、连杆座；7、定位块；8、固定座；9、大臂；10、弹簧；11、碳刷；12、接触网；13、支撑杆。

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作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1

一种用于集电杆的四连杆机构，如图1所示，包括底板1，在所述底板1上开设通孔(图未示)，支撑座2的底端伸入至所述通孔内(图未示)，将所述支撑座2与所述底板1轴向相接，在所述支撑座2上安装有旋转气缸(图未示)，通过所述旋转气缸(图未示)能推动所述支撑座2相对于所述底板1进行转动。

在所述支撑座2上通过销轴连接有大臂9，所述大臂9能够随着所述支撑座2一体转动；在所述大臂9上设有固定座8，在所述固定座8和所述支撑座2上分别穿设支撑杆13，请结合图2，不同的支撑杆13处于平行状态，在支撑杆13之间固定有弹簧10，所述弹簧10分布于所述大臂9的两侧，当所述大臂9处于水平状态时，所述弹簧10为张开状态，由于所述大臂9通过销轴与所述支撑座2连接，因此所述弹簧10在复位的过程中，能带动所述大臂9向上升起，所述大臂9在上升过程中，以所述销轴为支点。

本实施例所提及的四连杆机构，其主要由大臂9、连杆一3、连杆二4和连杆三5合围而成，其具体连接方式如下：所述支撑座2与所述连杆一3的底端固定相接，使得所述连杆一3保持固定的方向；所述连杆一3的顶端与连杆二4的左端相接，通过所述连杆一3能够对所述连杆二4形成有效的支撑；所述连杆二4由快速气缸41和慢速气缸42反向相接而成，其中，慢速气缸42的活塞杆与所述连杆一3相接，快速气缸41的活塞杆连接于一个连杆座6上。所述连杆三5的顶端与所述连杆座6相接，底端通过销轴连接于定位块7上，所述定位块7固定于所述大臂9上，具***置为：所述大臂9的头部为弧形结构，弧顶位于所述弹簧10的中间部位，所述定位块7固定于所述大臂9的弧顶上。

无轨电车在行驶过程中，参照图3，在没有触网情形下，所述大臂9被锁止在车顶，并保持水平状态，即与车辆的车顶相平行，所述连杆二4伸展至最大长度，使得所述连杆二4或者所述连杆座6与所述大臂9相接触。

当车辆需要触网时，通过对所述大臂9进行解锁，此时，由于所述大臂9在水平状态下，所述弹簧10处于张开状态，当所述大臂9解锁后，所述弹簧10会进行回弹，在所述弹簧10的反弹力的拉动下，能使得所述大臂9向上升起，由于所述弹簧10的反弹力较大，为了能使反弹力可控，此时可以根据大臂上升速度的需求，通过所述连杆二4对所述大臂9进行施加一定的阻力，能有效控制所述大臂9的上升速度，在此，当所述大臂9处于起初上升阶段时，可以通过所述连杆二4与所述大臂9进行短暂的分离，能减少对所述大臂9上升的阻力，使所述大臂9迅速被所述弹簧10拉高，当所述大臂9靠近于接触网12时，可以将所述连杆二4与所述大臂相接触，能增加对所述大臂9上升的阻力，使所述大臂9平稳地与接触网12相接触，当所述大臂9尾部的碳刷11与接触网12相接触后，所述接触网12上的电流能通过所述大臂9传导至车辆，为车辆行驶提供动力。

所述大臂9触网后，所述连杆二4通过所述快速气缸41迅速将所述连杆二4的长度缩短，即所述快速气缸41上的活塞杆迅速回缩，拉动所述连杆三5上升，同时使得所述连杆二4迅速与所述大臂9分离，当所述快速气缸41上的活塞杆到达极限位置时，所述慢速气缸42启动，所述慢速气缸42上的活塞杆回缩，能对所述连杆二4的长度进行精准调整，使所述连杆二4提供给所述大臂9的阻力适当，满足大臂9平稳搭线的需求。

在车辆行驶过程中，当接触网12距离地面的高度增加时，所述连杆二4在保持对所述大臂9原先的阻力下，所述大臂9会保持原先的高度，此时所述接触网12会处于所述碳刷11的上方，所述大臂9上的碳刷11会出现脱网，为了能使所述大臂9在脱网后短时间内迅速进行触网，通过控制策略，将所述慢速气缸42上的活塞杆向内收缩，能使得所述大臂9向上抬升，从而与所述接触网12相接触；同样的道理，当接触网12距离地面的高度缩短时，所述所述连杆二4在保持对所述大臂9原先的阻力下，所述大臂9会保持原先的高度，此时所述接触网12会处于所述大臂9的碳刷11的下方，所述大臂9上的碳刷11会出现脱网，为了能使得所述大臂9在脱网后短时间内迅速进行触网，通过控制策略将所述慢速气缸42上的活塞杆向外伸展，能延长所述连杆二4的长度，从而增加对所述大臂9施加的阻力，所述大臂9能够下降到需求的高度，使所述碳刷11与所述接触网12相接触。

当车辆需要主动脱网时，启动所述快速气缸41，所述快速气缸41上的活塞杆向外迅速延伸，能在短时间内延伸所述连杆二4的长度，缩短与所述大臂9之间的垂直距离，当所述快速气缸41上的活塞杆延伸至极限位置后，通过启动所述慢速气缸42能够与所述大臂9相靠近并接触，所述连杆三5与所述大臂9完全接触，此时，通过所述连杆二4向所述大臂9提供足够的压力，能够克服所述弹簧10的反弹力，使得所述大臂9下降至车顶，保持水平状态，然后对大臂9进行锁止，从而完成降杆作业。

需要注意的是，在所述大臂9触网状态下，所述连杆三5作为连杆二4与大臂9之间的枢纽，其一方面能够将连杆二4提供的阻力平稳的传导至所述大臂9上，使所述大臂9保持既定的高度，能够实现平稳搭线；另一方面，当车辆行驶在颠簸路面时，通过所述连杆三5能够调整所述连杆二4对于所述大臂9施加的阻力，起到缓冲作用，从而使所述大臂9始终保持与所述接触网12连接，避免出现脱线状况。

在本实施例中，所述所述连杆三5为伸缩气缸，通过伸缩气缸根据不同的路况进行微调长度，其相当于改变所述连杆二4与所述大臂9之间的距离，调整了所述连杆二4对所述大臂9施加的阻力的大小，从而能使得所述大臂9根据不同的路况进行升降，实现平稳搭线。

另外，本实施例由于采用了四连杆机构，能够将所述大臂调整至负角度，具体实施过程如下；当所述大臂9处于水平状态时，所述连杆二4与所述大臂9相接触，此时，通过利用旋转气缸推动所述支撑座2进行转动，由于所述大臂9与所述支撑座2相接，所述大臂9能随着所述支撑座2摆动至车顶侧部，通过向下拉拽所述大臂9，一方面能将所述大臂9与所述连杆二4相分离，此时所述连杆三5成为了所述连杆二4与所述大臂9之间的连接枢纽，另一方面能使所述大臂9靠近于地面，驾驶员或者维修员可以在地面完成对大臂上零部件的更换与维护，有助于节省时间，提高工作效率。

实施例2

其余与实施例1相同，所不同之处在于，所述连杆三5为丝杆，所述连杆三5的顶端通过螺母51与所述连杆座6相接，当车辆在不同高度的接触网的路面行驶时，驾驶员可以通过手动调节所述螺母51，能够灵活调整所述丝杆的长短，这样能使所述大臂9在不同的接触网高度下保持触网状态，提升触网的灵活性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于集电杆的四连杆机构，包括底板，其特征在于，所述底板上连接有相对于所述底板进行旋转的支撑座，在所述支撑座上连接有能够与所述支撑座一体转动的大臂，在所述大臂上设有固定座，所述固定座和所述支撑座之间连接有若干组弹簧；所述支撑座与连杆一的底端相接，所述连杆一的顶端与可变速调整长度的连杆二的左端相接；在所述大臂上固定有定位块，能进行伸缩调整的连杆三的底端与所述定位块活动相接，顶端与所述连杆二的右端相接。

2.根据权利要求1所述的一种用于集电杆的四连杆机构，其特征在于，所述连杆二由两个反向相接的气缸组成，与连杆一相接的气缸为慢速气缸，与连杆三相接的为快速气缸。

3.根据权利要求1所述的一种用于集电杆的四连杆机构，其特征在于，所述大臂的头部为弧形结构，弧顶位于所述弹簧的中间部位，所述定位块位于弧顶处。

4.根据权利要求2所述的一种用于集电杆的四连杆机构，其特征在于，所述支撑座与所述底板轴向相接，通过旋转气缸能推动所述支撑座进行转动。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于集电杆的四连杆机构，其特征在于，所述连杆三为伸缩气缸。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于集电杆的四连杆机构，其特征在于，所述连杆三为丝杆，所述丝杆的顶端与所述连杆二的右端通过连杆座相接。

7.根据权利要求1所述的一种用于集电杆的四连杆机构，其特征在于，在所述固定座和所述支撑座上分别穿射支撑杆，不同的支撑杆之间相互平行，所述支撑杆之间装有若干均匀分布的所述弹簧，所述弹簧与所述大臂相平行。