CN105291849A - 用于受电弓的电动直驱装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于受电弓的电动直驱装置。它主要是解决现有轨道交通车辆外部供电时存在维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网等技术问题。其技术要点是:它包括联动传动机构(202)、直线运动机构(206)、控制器(208)、电机(209)、支座(210)和连接头(217),在直线运动机构(206)的两端分别设置与之相连接的支座(210)和连接头(217);在直线运动机构(206)与连接头(217)之间设置绝缘子A(2),在直线运动机构(206)与底座组件(5)之间设置绝缘子C(201);在电机(209)与直线运动机构(206)之间采用联动传动机构(202)相连接,控制器(208)与电机(209)相连接。它可广泛应用于各种轨道交通、非轨道交通公交车辆,运输卡车等电动驱动车辆的受电用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轨道交通、非轨道交通公交车辆,运输卡车等电动驱动车辆受电用的小型受电弓。
背景技术
受电弓(又名受电器)是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备,安装在机车或动车车顶上。受电弓可分为四大类:双臂式、单臂式、垂直式和石津式,单臂弓和双臂弓此两种均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓,也称钻石受电弓,以前非常普遍,后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰,近年来多采用单臂弓,但现有单臂弓基本上都是采用弹簧和拉绳进行驱动,不能实现电动控制或手动控制,特别是在需要降弓时,操作非常不方便,而且存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种可通过电动方式实现自动升降弓功能,也可通过连接手动装置实现升降弓功能,且安装、维护、使用方便,结构简单、体积较小,且可通过设置位置传感器能随时操控升降的用于受电弓的电动直驱装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:所述受电弓包括底座组件5、支撑臂、升降臂、电动直驱装置4、弹簧组件8和弓头组件10,在底座组件5的下部设置有绝缘子B3;电动直驱装置4与下支撑杆6的下部相连接,通过推拉力使下支撑杆6围绕转轴方向转动,带动推杆7、上支撑杆13及平衡杆9转动,从而实现升降弓;弹簧组件8的一端安装在底座组件5与铰接下支撑杆6相对的一侧,弹簧组件8另一端设置的弹簧端头14采用销轴15与下支撑杆6下部相连接;所述电动直驱装置4包括联动传动机构202、直线运动机构206、控制器208、电机209、支座210和连接头217,在直线运动机构206的两端分别设置与之相连接的支座210和连接头217;在直线运动机构206与连接头217之间设置绝缘子A2,在直线运动机构206与底座组件5之间设置绝缘子C201;在电机209与直线运动机构206之间采用联动传动机构202相连接,控制器208与电机209相连接。
所述电动直驱装置4与下支撑杆6之间设置绝缘子A2,确保电动直驱装置4与支撑臂、升降臂之间的绝缘隔离。
所述联动传动机构202采用包括齿轮箱,在齿轮箱中设置有减速齿轮组41,减速齿轮组41与电机209的输出轴相连接;所述直线运动机构206采用包括丝杆、或蜗轮蜗杆结构。也可在直线运动机构206与支座210之间采用耳轴212相连接,且在支座210的下部设置绝缘子C201并固定安装在底座组件5上。
也可在直线运动机构206与绝缘子A2之间设置防尘罩215,并采用连接杆213和连接套214相连接;在连接头217与绝缘子A2之间设置弹性阻尼器207,并采用端连接杆216相连接。
还可在直线运动机构206后端连接的耳轴212采用圆柱销211与支座210连接,耳轴212能绕支座210转动,从而克服直线运动机构206在直线运动时并带动下支撑杆转动时产生的垂直方向位移。
还可在直线运动机构206上设置1个以上的行程位置传感器204,行程位置传感器204与控制器208相连接;所述行程位置传感器204采用包括无源接近开关、涡流式接近开关、电容式接近开关、霍尔接近开关和光电式接近开关。
本发明所述电动直驱装置4上可设置有与之配合连接软轴控制***1,用作辅助降弓控制;所述软轴控制***1包括绝缘棒101、软轴104和手摇杆105,在软轴104外周设置软轴绝缘套102,在软轴104的两端分别连接绝缘棒101和手摇杆105;绝缘棒101与联动传动机构202中的软轴连接端头40相连接。软轴104和手摇杆105的连接处设置有固定板108,在固定板108上设置有升弓指示灯106和降弓指示灯107,升弓指示灯106和降弓指示灯107分别与控制器208相连接。
所述受电弓的支撑臂包括相互铰接的下支撑杆6和上支撑杆13构成活动曲臂机构,下支撑杆6的下端铰接安装在底座组件5上部,下支撑杆6的上端与上支撑杆13的下端相铰接,上支撑杆13的上端与弓头组件10相铰接;
升降臂包括成夹角相互铰接的推杆7和平衡杆9构成活动曲臂机构,推杆7的下部铰接安装在底座组件5上部,推杆7的上端通过推杆转轴分别与上支撑杆13和平衡杆9相铰连;
下支撑杆6和推杆7的下端铰接轴不在同轴线上,当下支撑杆6转动时带动上支撑杆13上抬,由于推杆7转动推动上支撑杆13转动,使上支撑杆13能跟随下支撑杆转动及推动平衡杆9转动,平衡杆9的上端与弓头组件10相铰接,上支撑杆13和平衡杆9的上端铰接轴不在同轴线上,以保证弓头平稳的上升;
电动直驱装置4与下支撑杆6的下部相连接,通过推拉力使下支撑杆6围绕转轴方向转动,并带动上支撑杆13及平衡杆9转动,从而实现升降弓。
它通过采用电机驱动,并通过直线运动机构动作实现直线运动,机构在运动到行程位置时,实现升弓或降弓控制;在机构中均设置上下位止挡,提高机构的可靠性。并可通过手动紧急控制***将紧急控制引入车厢内操作,手动紧急控制***有绝缘子与受电弓绝缘。总之,它结构简单可靠,成本低,抗冲击振动,受流稳定,跟随性好,结构强度高,应用范围广,操作维护方便,它可广泛应用于各种轨道交通、非轨道交通公交车辆,运输卡车等电动驱动车辆的受电用。
附图说明
图1是本发明的使用状态结构示意图。
图2是显示拉簧位置及电机位置的使用状态示意图。
图3是弓头位置检测的安装结构示意图。
图4是辅助升降弓的软轴结构示意图。
图5是绝缘棒剖视结构示意图。
图6是操作机构面板示意图。
图7是电动直驱装置方案示意图。
图8是电动直线运动机构实例之一的结构示意图。
图中:软轴控制***1、绝缘子A2、绝缘子B3、电动直驱装置4、底座组件5、下支撑杆6、推杆7、弹簧组件8、平衡杆9、弓头组件10、滑板11、润滑条12、上支撑杆13、弹簧端头14、销轴15、撑杆横梁21、铰支座22,
传感器支座31、位置传感器32、弓头33,
软轴连接端头40、减速齿轮组41、丝杆42、电源接头43,推拉杆44,
绝缘棒101、软轴绝缘套102、法兰盘103、软轴104、手摇杆105、升弓指示灯106、降弓指示灯107、固定板108,
绝缘子C201、联动传动机构202、压板203、行程位置传感器204、垫板205、直线运动机构206、弹性阻尼器207、控制器208、电机209、支座210、圆柱销211、耳轴212、连接杆213、连接套214、防尘罩215、端连接杆216、连接头217。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明如下:
参阅图1至图8,本发明的受电弓包括底座组件5、支撑臂、升降臂、电动直驱装置4、弹簧组件8和弓头组件10,在底座组件5的下部设置有绝缘子B3,将底座组件5通过绝缘子B3与车体连接,通过绝缘子使受电器与车体之间保持绝缘状态。支撑臂与升降臂相配合形成联动的活动曲臂框架结构;电动直驱装置4通过绝缘子与底座组件5、推杆7及下支撑杆6连接;所述弹簧组件8的弹簧可采用拉簧或压簧,它可使受电弓始终处于升弓状态或降弓状态。
电动直驱装置4与下支撑杆6的下部相连接,通过推拉力使下支撑杆6围绕转轴方向转动,带动推杆7、上支撑杆13及平衡杆9转动,从而实现升降弓;弹簧组件8的一端安装在底座组件5与铰接下支撑杆6相对的一侧,弹簧组件8另一端设置的弹簧端头14采用销轴15与下支撑杆6下部相连接;所述电动直驱装置4包括联动传动机构202、直线运动机构206、控制器208、电机209、支座210和连接头217,在直线运动机构206的两端分别设置与之相连接的支座210和连接头217;在直线运动机构206与连接头217之间设置绝缘子A2,在直线运动机构206与底座组件5之间设置绝缘子C201;在电机209与直线运动机构206之间采用联动传动机构202相连接,控制器208与电机209相连接。
所述电动直驱装置4与下支撑杆6之间设置绝缘子A2,确保电动直驱装置4与支撑臂、升降臂之间的绝缘隔离。
所述联动传动机构202采用包括齿轮箱,在齿轮箱中设置有减速齿轮组41,减速齿轮组41与电机209的输出轴相连接;所述直线运动机构206采用包括丝杆、或蜗轮蜗杆结构。也可在直线运动机构206与支座210之间采用耳轴212相连接,且在支座210的下部设置绝缘子C201并固定安装在底座组件5上。
也可在直线运动机构206与绝缘子A2之间设置防尘罩215,并采用连接杆213和连接套214相连接;在连接头217与绝缘子A2之间设置弹性阻尼器207,并采用端连接杆216相连接。
还可在直线运动机构206后端连接的耳轴212采用圆柱销211与支座210连接,耳轴212能绕支座210转动,从而克服直线运动机构206在直线运动时并带动下支撑杆转动时产生的垂直方向位移。
还可在直线运动机构206上设置1个以上的行程位置传感器204,行程位置传感器204与控制器208相连接;所述行程位置传感器204采用包括无源接近开关、涡流式接近开关、电容式接近开关、霍尔接近开关和光电式接近开关。
本发明所述电动直驱装置4上可设置有与之配合连接软轴控制***1,用作辅助降弓控制;所述软轴控制***1包括绝缘棒101、软轴104和手摇杆105,在软轴104外周设置软轴绝缘套102,在软轴104的两端分别连接绝缘棒101和手摇杆105;绝缘棒101与联动传动机构202中的软轴连接端头40相连接。软轴104和手摇杆105的连接处设置有固定板108,在固定板108上设置有升弓指示灯106和降弓指示灯107,升弓指示灯106和降弓指示灯107分别与控制器208相连接。
本发明的与推杆和支撑杆等相铰接的铰支座可采用轴座结构,它可通过在轴座的轴上安装轴套,并在下支撑杆的铰接处安装滚针轴承,通过滚针轴承与轴套相铰接。
支撑臂可由包括相互铰接的下支撑杆6和上支撑杆13构成活动曲臂机构,下支撑杆6的下端铰接安装在底座组件5上部,下支撑杆6的上端与上支撑杆13的下端相铰接,上支撑杆13的上端与弓头组件10相铰接;
升降臂可由包括成夹角相互铰接的推杆7和平衡杆9构成活动曲臂机构,推杆7的下部铰接安装在底座组件5上部,推杆7的上端通过推杆转轴分别与上支撑杆13和平衡杆9相铰连;
电动直驱装置4与下支撑杆6的下部相连接,通过推拉力使下支撑杆6围绕转轴方向转动,并带动推杆7、上支撑杆13及平衡杆9转动,从而实现升降弓;
弹簧组件8的一端安装在底座组件5与铰接下支撑杆6相对的一侧,弹簧组件8另一端设置的弹簧端头14采用销轴15与下支撑杆6下部相连接。
在安装使用过程中,下支撑杆6和推杆7的下端铰接轴最好不在同轴线上,且下支撑杆6和推杆7的长短不同,通常情况下是下支撑杆6小于推杆7的长度,以便在转动时使弓头组件10产生上升或下降距离。当下支撑杆6转动时带动上支撑杆13上抬,由于推杆7转动推动上支撑杆13转动,使上支撑杆13能跟随下支撑杆转动及推动平衡杆9转动,平衡杆9的上端与弓头组件10相铰接,上支撑杆13和平衡杆9的上端铰接轴不在同轴线上,使弓头组件10上部在上升或下降时处于水平位置,并保证弓头平稳的上升。
所述支撑臂既可采用双撑杆结构,即包括2根下支撑杆6和2根上支撑杆13,每根下支撑杆6的下端分别铰接安装在底座组件5一侧上部,下支撑杆6的上端分别与撑杆横梁21相铰接,上支撑杆13的下端与撑杆横梁21相固接,每根上支撑杆13的上端分别与弓头组件10的一侧相铰接,推杆7的下部铰接安装在底座组件5上,推杆7的上端一侧铰接在撑杆横梁21上,平衡杆9的下端撑杆横梁21相铰接,平衡杆9的上端与弓头组件10相铰接,通过采用双撑杆结构,以保证弓头能平整与接触网相接触。
所述支撑臂也可采用2个“U”形结构的支撑杆相互铰接构成活动曲臂机构;即2根下支撑杆6下部与相垂直的转轴梁相固定连接构成一个“U”形结构的下支撑杆,转轴梁的两端分别铰接在底座组件5上,并在转轴梁上设置与电动直驱装置4动力输出端相连接的铰支座;2根上支撑杆13的下部与撑杆横梁21固定连接构成一个“U”形结构的上支撑杆,且在撑杆横梁21上设置有铰支座,推杆7的上端和平衡杆9的下端一起铰接在撑杆横梁21的铰支座上;每根下支撑杆6的上端分别与撑杆横梁21相铰接,每根上支撑杆13的上端分别与弓头组件10相铰接。
本发明的推杆7上端可设置腰部采用包括方轴或销轴相对固定连接的推杆转轴,推杆转轴伸出推杆7连接处的两端为圆轴结构、且分别与平衡杆9和上支撑杆13相铰接。
也可在推杆7的下端及下支撑杆6与底座组件的铰接处、上支撑杆13与推杆7铰接处均设置有油杯润滑轴承。电动直驱装置4也可直接与下支撑杆6连接,但连接处的转轴不在同一轴线,通过推拉力使下支撑杆6围绕转轴方向转动,并带动上支撑杆13、推杆7及平衡杆9转动,从而实现升降弓。
本发明的弓头组件10顶部外侧分别设置有滑板11与受电轨接触实现受电;弓头组件10顶部外侧设置的滑板11之间设置有润滑条12,通过在滑板11之间设置有润滑条12,方便润滑受电轨或接触线,从而提高滑块11及受电轨或接触线的使用寿命。
也可在底座组件5上安装传感器支座31,所述传感器支座31采用绝缘材料制作而成,在传感器支座31的上部对应弓头33的设定位置处设置位置传感器32,用于精确检测受电器弓头的升降位置,判断弓头是否已经升、降到位。也可在位置传感器32与弓头33之间设置有触发间隙,位置传感器32的信号与控制电路相连通。
所述位置传感器32可包括无源接近开关、涡流式接近开关、电容式接近开关、霍尔接近开关、光电式接近开关等。
本发明的工作原理如下:
在实际操作使用过程中,将软轴控制***1中的软轴104连接至车厢操控室内,固定板108及安装在固定板108上的升弓指示灯106和降弓指示灯107、以及控制器208均安装在车厢操控室内,从而使所有操作均可在车厢操控室内完成。
当电机进行工作时,通过给控制器208以控制信号,使电机209工作,由电机209通过联动传动机构202的减速齿轮组41驱动直线运动机构206的丝杆42旋转,通过丝杆的旋转带动推拉杆44做伸缩运动;带下支撑杆6向前或向后摆动,通过下支撑杆6围绕转轴转动,因而带动上支撑杆13、推杆7转动,即下支撑杆6带动推杆7转动,由推杆7推动上支撑杆13及平衡杆9一起转动,实现弓头组件10的平稳上升或下降,从而实现升弓、或降弓功能;直线运动机构206上设置的行程位置传感器204分别设置在直线运动机构206的行程最大位置和最小位置,当推拉杆位于最大或最小位置时,行程位置传感器204传递信号至控制器208,通过控制器208实现精确的升弓、或降弓功能。并通过弹簧组件8所产生的拉力或推力,使下支撑杆6转动,从而使弓头组件10保持在升、或降弓状态,以实现复位功能。
当电机209出现故障时,可通过手动紧急装置进行升降弓控制,在车厢内通过手摇杆105的摇动,通过软轴104转动传递扭矩至绝缘棒101上,绝缘棒101转动带动联动传动机构202中的减速齿轮组41转动,齿轮转动传递运动至丝杆42,丝杆42的转动带动推拉杆44从而推动直线推杆向前伸出或向后拉,带动下支撑杆6、推杆7摆动,以实现手动紧急升降弓控制,在直线推杆推到行程位置时,行程位置传感器204得到信号,提供给控制器,控制器再将信号传递到法兰盘103上的升弓指示灯106或降弓指示灯107,指示灯亮,就可以停止转动,实现紧急升弓或降弓操作。
Claims (10)
1.一种用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:所述受电弓包括底座组件(5)、支撑臂、升降臂、电动直驱装置(4)、弹簧组件(8)和弓头组件(10),在底座组件(5)的下部设置有绝缘子B(3);电动直驱装置(4)与下支撑杆(6)的下部相连接,通过推拉力使下支撑杆(6)围绕转轴方向转动,带动推杆(7)、上支撑杆(13)及平衡杆(9)转动,从而实现升降弓;弹簧组件(8)的一端安装在底座组件(5)与铰接下支撑杆(6)相对的一侧,弹簧组件(8)另一端设置的弹簧端头(14)采用销轴(15)与下支撑杆(6)下部相连接;所述电动直驱装置(4)包括联动传动机构(202)、直线运动机构(206)、控制器(208)、电机(209)、支座(210)和连接头(217),在直线运动机构(206)的两端分别设置与之相连接的支座(210)和连接头(217);在直线运动机构(206)与连接头(217)之间设置绝缘子A(2),在直线运动机构(206)与底座组件(5)之间设置绝缘子C(201);在电机(209)与直线运动机构(206)之间采用联动传动机构(202)相连接,控制器(208)与电机(209)相连接。
2.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:所述电动直驱装置(4)与下支撑杆(6)之间设置绝缘子A(2),确保电动直驱装置(4)与支撑臂、升降臂之间的绝缘隔离。
3.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:所述联动传动机构(202)采用包括齿轮箱,在齿轮箱中设置有减速齿轮组(41),减速齿轮组(41)与电机(209)的输出轴相连接;所述直线运动机构(206)采用包括丝杆、或蜗轮蜗杆结构。
4.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:在直线运动机构(206)与支座(210)之间采用耳轴(212)相连接,且在支座(210)的下部设置绝缘子C(201)并固定安装在底座组件(5)上。
5.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:在直线运动机构(206)与绝缘子A(2)之间设置防尘罩(215),并采用连接杆(213)和连接套(214)相连接;在连接头(217)与绝缘子A(2)之间设置弹性阻尼器(207),并采用端连接杆(216)相连接。
6.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:在直线运动机构(206)后端连接的耳轴(212)采用圆柱销(211)与支座(210)连接,耳轴(212)能绕支座(210)转动,从而克服直线运动机构(206)在直线运动时并带动下支撑杆转动时产生的垂直方向位移。
7.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:在直线运动机构(206)上设置1个以上的行程位置传感器(204),行程位置传感器(204)与控制器(208)相连接;所述行程位置传感器(204)采用包括无源接近开关、涡流式接近开关、电容式接近开关、霍尔接近开关和光电式接近开关。
8.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:所述电动直驱装置(4)上设置有与之配合连接软轴控制***(1),用作辅助降弓控制;所述软轴控制***(1)包括绝缘棒(101)、软轴(104)和手摇杆(105),在软轴(104)外周设置软轴绝缘套(102),在软轴(104)的两端分别连接绝缘棒(101)和手摇杆(105);绝缘棒(101)与联动传动机构(202)中的软轴连接端头(40)相连接。
9.根据权利要求8所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:软轴(104)和手摇杆(105)的连接处设置有固定板(108),在固定板(108)上设置有升弓指示灯(106)和降弓指示灯(107),升弓指示灯(106)和降弓指示灯(107)分别与控制器(208)相连接。
10.根据权利要求1所述用于受电弓的电动直驱装置,其特征是:所述支撑臂包括相互铰接的下支撑杆(6)和上支撑杆(13)构成活动曲臂机构,下支撑杆(6)的下端铰接安装在底座组件(5)上部,下支撑杆(6)的上端与上支撑杆(13)的下端相铰接,上支撑杆(13)的上端与弓头组件(10)相铰接;
升降臂包括成夹角相互铰接的推杆(7)和平衡杆(9)构成活动曲臂机构,推杆(7)的下部铰接安装在底座组件(5)上部,推杆(7)的上端通过推杆转轴分别与上支撑杆(13)和平衡杆(9)相铰连;
下支撑杆(6)和推杆(7)的下端铰接轴不在同轴线上,当下支撑杆(6)转动时带动上支撑杆(13)上抬,由于推杆(7)转动推动上支撑杆(13)转动,使上支撑杆(13)能跟随下支撑杆转动及推动平衡杆(9)转动,平衡杆(9)的上端与弓头组件(10)相铰接,上支撑杆(13)和平衡杆(9)的上端铰接轴不在同轴线上,以保证弓头平稳的上升;
电动直驱装置(4)与下支撑杆(6)的下部相连接,通过推拉力使下支撑杆(6)围绕转轴方向转动,并带动上支撑杆(13)及平衡杆(9)转动,从而实现升降弓。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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