CN109094602B - 吸能梁、轨道车辆的司机室底架结构及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸能梁、轨道车辆的司机室底架结构及轨道车辆，该吸能梁连接在轨道车辆的司机室底架结构上，吸能梁包括：筒状外壳以及位于外壳内部的至少一个隔板；外壳的自司机室的后端至司机室的前端的方向上的横截面面积逐渐减小；隔板与外壳的内壁连接，隔板的板面方向与轨道车辆的行进方向相互垂直；外壳的朝向轨道车辆前方的一端的部分外壁上开设有V形缺口，V形缺口上焊接有与V形缺口的形状匹配的折角板，从而提高了司机室底架结构的防撞吸能功能。

Description

吸能梁、轨道车辆的司机室底架结构及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种吸能梁、轨道车辆的司机室底架结构及轨道车辆。

背景技术

轨道车辆的种类繁多，主要有：运营于地下的地铁列车、连接城市中心与城郊的快轨和轻轨列车、穿梭于城市繁华地段的有轨电车等。

轨道车辆的防碰撞的被动安全性设计是车辆安全运营的重要保障。轨道车辆包括车体和连接在车体一端的司机室，司机室包括底架结构和连接在底架结构上的骨架结构，为了防止车辆爬车，现有技术通过在司机室的前端安装防爬装置，具体地，防爬装置安装在司机室的前墙上，即，司机室位于防爬装置的后方，当轨道车辆发生碰撞时，通过防爬装置吸收一定的撞击能量。也就是说，现有技术的轨道车辆的司机室，起防爬吸能作用的部件仅是防爬装置，而由底架结构和骨架结构组成的司机室结构主要起到承载作用。

在碰撞发生时，防爬装置完成了吸能作用，但如果碰撞过程仍在进行，会进一步压缩司机室结构，但现有技术的司机室底架结构仅具有承载功能，其自身不具有吸能功能，底架结构的变形不可控制，会导致底架结构在撞击力作用下，发生向上或向下的翘起变形，仍然存在发生爬车的风险，危害司机的生命安全。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种吸能梁、轨道车辆的司机室底架结构及轨道车辆，能够提高司机室底架结构的防撞吸能功能。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种吸能梁，所述吸能梁连接在轨道车辆的司机室底架结构上，所述吸能梁包括：筒状外壳以及位于所述外壳内部的至少一个隔板；

所述外壳的自所述司机室的后端至所述司机室的前端的方向上的横截面面积逐渐减小；所述隔板与所述外壳的内壁连接，所述隔板的板面方向与所述轨道车辆的行进方向相互垂直；

所述外壳的朝向所述轨道车辆前方的一端的部分外壁上开设有V形缺口，所述V形缺口上焊接有与所述V形缺口的形状匹配的折角板。

本发明提供的吸能梁，将吸能梁连接在底架结构上，当车辆发生碰撞时，吸能梁能够吸收一定的能量，其中，吸能梁外壳的自司机室的后端至司机室的前端方向上的横截面面积逐渐减小，使隔板与外壳的内壁连接，且隔板的板面方向与轨道车辆行进方向相互垂直，从而使得外壳的小截面端为压缩变形的起始端，同时，在小截面端的部分外壁上开设V形缺口，且在V形缺口上焊接与其形状匹配的折角板，从而形成撞击侧的预制缺陷，当碰撞发生时，能够有效控制吸能梁的变形一定从小截面端开始，并通过设置在外壳内的隔板控制外壳的变形从前向后顺序发生，使得吸能梁具有良好的渐进压溃变形的稳定性能，提高了底架结构的防撞吸能功能，有效防止爬车的发生。

可选的，所述V形缺口的两个侧壁之间的夹角范围为90°～150°。

可选的，所述隔板的与所述外壳连接的侧边上具有向外延伸的凸起，所述外壳的侧壁上开设有可供对应的所述凸起伸出的通槽。

可选的，所述外壳的横截面为四边形，所述外壳包括两个端板以及四个依次连接的侧壁，四个所述侧壁围成两端开口的中空筒体，两个所述端板分别焊接在所述中空筒体的两端开口上。

可选的，所述隔板至少为两个，至少两个所述隔板沿所述轨道车辆的行进方向间隔排布。

第二方面，本发明提供一种轨道车辆的司机室底架结构，包括：两个对称设置的侧边梁、连接在两个所述侧边梁的后端之间的底架背板、连接在两个所述侧边梁的前端之间的前端板；

所述前端板的前端面设置有防爬齿，两个所述侧边梁、所述底架背板和所述前端板共同围成容置空间，所述容置空间内设有如上所述的吸能梁，所述吸能梁连接在所述底架背板和所述前端板之间。

本实施例提供的轨道车辆的司机室底架结构，通过在底架结构上设置吸能梁，将吸能梁连接在底架结构的前端板和底架背板之间，当车辆发生碰撞时，吸能梁能够吸收一定的能量，其中，吸能梁外壳的自司机室的后端至司机室的前端方向上的横截面面积逐渐减小，使隔板与外壳的内壁连接，且隔板的板面方向与轨道车辆行进方向相互垂直，从而使得外壳的小截面端为压缩变形的起始端，同时，在小截面端的部分外壁上开设V形缺口，且在V形缺口上焊接与其形状匹配的折角板，从而形成撞击侧的预制缺陷，当碰撞发生时，能够有效控制吸能梁的变形一定从小截面端开始，并通过设置在外壳内的隔板控制外壳的变形从前向后顺序发生，使得吸能梁具有良好的渐进压溃变形的稳定性能，提高了底架结构的防撞吸能功能，有效防止爬车的发生。

可选的，所述容置空间内设置有至少一个过渡梁，所述过渡梁连接在两个所述侧边梁之间，以将所述容置空间分隔为至少两个吸能区域，每个所述吸能区域内均设有所述吸能梁，且每个所述吸能梁均沿轨道车辆的行进方向设置。

可选的，所述前端板包括第一子端板以及位于所述第一子端板两侧的第二子端板，所述侧边梁的前端与所述第二子端板的外端连接；

所述第一子端板与所述底架背板之间、所述第二子端板与所述底架背板之间均设置有所述吸能梁。

可选的，所述第一子端板通过调节板与所述第二子端板连接，所述调节板为朝向所述底架背板凸出的几字型调节板；

所述防爬齿设置在所述第二子端板的前端面。

第三方面，本发明提供一种轨道车辆，包括车体以及连接在所述车体的一端的司机室，所述司机室包括如上所述的轨道车辆的司机室底架结构。

本实施例提供的轨道车辆，通过在其司机室底架结构上设置吸能梁，将吸能梁连接在底架结构的前端板和底架背板之间，当车辆发生碰撞时，吸能梁能够吸收一定的能量，吸能梁外壳的自司机室的后端至司机室的前端方向上的横截面面积逐渐减小，使隔板与外壳的内壁连接，且隔板的板面方向与轨道车辆行进方向相互垂直，从而使得外壳的小截面端为压缩变形的起始端，同时，在小截面端的部分外壁上开设V形缺口，且在V形缺口上焊接与其形状匹配的折角板，从而形成撞击侧的预制缺陷，当碰撞发生时，能够有效控制吸能梁的变形一定从小截面端开始，并通过设置在外壳内的隔板控制外壳的变形从前向后顺序发生，使得吸能梁具有良好的渐进压溃变形的稳定性能，提高了底架结构的防撞吸能功能，有效防止爬车的发生。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的吸能梁的主视图；

图2为本发明一实施例提供的吸能梁的侧面剖视图一；

图3为本发明一实施例提供的吸能梁的侧面剖视图二；

图4为本发明一实施例提供的吸能梁的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的轨道车辆的司机室底架结构的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的轨道车辆的司机室的结构示意图。

附图标记说明：

1—底架结构；

11—底架背板；

12—吸能梁；

13—过渡梁；

14—侧边梁；

141—凸台；

110—前端板；

111—第一子端板；

112—第二子端板；

1120—凸台；

121—外壳；

122、125—端板；

123—隔板；

1231—凸起；

124—折角板；

15—折弯板；

16—防爬齿组成；

161—防爬齿；

17—调节板；

2—骨架结构；

21—骨架背板；

22—窗上横梁；

23—窗上小斜梁；

24—窗侧立梁；

25—窗下横梁；

26—窗下侧梁；

27—窗下立梁；

28—上侧支撑梁；

29—下侧支撑梁。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明一实施例提供的吸能梁的主视图。图2为本发明一实施例提供的吸能梁的侧面剖视图一。图3为本发明一实施例提供的吸能梁的侧面剖视图二。图4为本发明一实施例提供的吸能梁的结构示意图。图5为本发明一实施例提供的轨道车辆的司机室底架结构的结构示意图。参照图1至图5所示，本实施例提供一种吸能梁，该吸能梁12可应用在轨道车辆的司机室上，具体实现时，可将吸能梁12连接在司机室的底架结构1上。

通过在底架结构1上设置吸能梁12，在轨道车辆发生碰撞时，通过吸能梁吸收一定的能量，具有缓冲吸能的功能，即，使底架结构1不仅具有承载功能，底架结构1自身还具有防撞吸能功能。

在本实施例中，吸能梁12具体可连接在司机室底架结构1的底架背板11和前端板110之间。需要说明的是，在其他实现方式中，也可以将吸能梁12设置在底架结构1的前端，同样可起到吸能作用。

吸能梁12具体包括：筒状外壳121和位于外壳121内部的至少一个隔板123。外壳121的自司机室的后端至司机室的前端的方向上的横截面面积逐渐减小。隔板123与筒状外壳121的内壁连接，隔板123的板面方向与轨道车辆的行进方向相互垂直。

在本实施例中，外壳121朝向轨道车辆前方的一端的部分外壁上开设有V形缺口，V形缺口上焊接有与V形缺口的形状匹配的折角板124。由于撞击一般发生在司机室的前端，即，外壳121的小截面端为压缩变形的起始端，在小截面端，外壳121与折角板124组焊，形成撞击侧的预制缺陷，有效控制吸能梁12的变形一定从小截面端部开始。

由于外壳121内设置有至少一个隔板123，通过隔板123控制外壳121的变形从前向后顺序发生，使得吸能梁12具有良好的渐进压溃变形的稳定性能。

其中，可将V形缺口的两个侧壁之间的夹角设置在90°～150°之间，这样可对发生形变的方向起到较好的引导作用，使得变形有序发生。

具体实现时，外壳121的横截面具体可以设置为四边形。需要说明的是，外壳121的横截面形状并不限于此，可根据实际需求进行设定。在本实施例中，外壳121具体可由四个侧壁以及两个端板围成，两个端板分别是端板122和端板125。四个侧壁依次连接围成两端具有开口的中空筒体，中空筒体的其中一端开口上连接一个端板122，另一端开口上连接一个端板125。示例性的，参照图1至图5所示，当该吸能梁12安装在底架结构1的前端板110和底架背板11之间时，将吸能梁12的顶面称之为b面，将吸能梁12的其中一个侧面称之为a面，其中，a面及其对称面为斜面，b面及其对称面为水平的，使得吸能单元梁结构成方塔形。当吸能单元梁安装在底架结构1上时，水平b面可以起到很好的承载作用，而斜面a面帮助整体结构实现截面渐变。四个侧壁可通过焊接的方式连接在一起。

其中，隔板123的与外壳121连接的侧边上具有向外延伸的凸起1231，外壳121的侧壁上开设有可供对应的凸起1231伸出的通槽。在本实施例中，隔板123至少为两个，至少两个隔板123沿轨道车辆的行进方向间隔排布，隔板123的具体数量可根据吸能梁12的体积以及实际需求进行设定，本发明对此不作限定。

在本实施例中，隔板123具有四个侧边，每个侧边上分别具有一个凸起1231，相应地，外壳121的a面、a面的对称面、b面、b面的对称面上均开设有通槽。需要说明的是，隔板123的具体形状可根据外壳121的形状进行适应性改变。比如，外壳121为圆柱筒状，那么隔板123的外轮廓为圆形，此时可在隔板123的外边缘周向上间隔设置凸起1231。

本实施例提供的吸能梁12，将吸能梁12连接在底架结构1上，当车辆发生碰撞时，吸能梁12能够吸收一定的能量，吸能梁外壳121的自司机室的后端至司机室的前端方向上的横截面面积逐渐减小，使隔板123与外壳121的内壁连接，且隔板123的板面方向与轨道车辆行进方向相互垂直，从而使得外壳121的小截面端为压缩变形的起始端，同时，在小截面端的部分外壁上开设V形缺口，且在V形缺口上焊接与其形状匹配的折角板124，从而形成撞击侧的预制缺陷，当碰撞发生时，能够有效控制吸能梁12的变形一定从小截面端开始，并通过设置在外壳121内的隔板124控制外壳121的变形从前向后顺序发生，使得吸能梁12具有良好的渐进压溃变形的稳定性能，提高了底架结构1的防撞吸能功能，有效防止爬车的发生。

实施例二

图5为本发明一实施例提供的轨道车辆的司机室底架结构的结构示意图。图6为本发明一实施例提供的轨道车辆的司机室的结构示意图。参照图1至图6所示，本实施例提供一种轨道车辆的司机室底架结构。

该底架结构1包括：两个对称设置的侧边梁14，连接在两个侧边梁14的后端之间的底架背板11以及连接在两个侧边梁14的前端之间的前端板110。也就是说，底架背板11位于底架结构1的后侧，前端板110位于底架结构1的前侧，两个侧边梁14分别位于底架结构1的两侧。其中，前端板110的前端面设置有防爬齿161，具体地，前端板110的前端面设置有防爬齿组成16，防爬齿组成16的最前端具有防爬齿161，防爬齿组成16具体可焊接在前端板110上。其中，底架背板11、前端板110和两个侧边梁14共同围成容置空间，容置空间内具有沿轨道车辆的行进方向设置的吸能梁12，吸能梁12连接在底架背板11和前端板110之间。

需要说明的是，本实施例中的吸能梁12与实施例一提供的吸能梁12的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照实施例一的描述。

在车辆发生碰撞时，防爬齿161通过齿端咬合，增加碰撞界面的摩擦力，防止整个碰撞过程中沿碰撞界面垂向滑动而导致爬车。在列车碰撞压溃作用下，由于底架结构1的容置空间内具有吸能梁12，吸能梁12会进一步吸收能量，使得底架结构1自身不仅具有承载功能，且具有吸能功能。

在本实施例中，容置空间内还可以设置至少一个过渡梁13，过渡梁13连接在两个侧边梁14之间，以将容置空间分隔为至少两个吸能区域，每个吸能区域内均设有吸能梁12，且每个吸能梁12均沿轨道车辆的行进方向设置。

比如，参照图5和图6所示，在本实施例中，过渡梁13具体为一个，该过渡梁13将容置空间分隔为两个吸能区域，具体可将前端板110与过渡梁13之间的吸能梁12设置为长吸能梁，将过渡梁13与底架背板11之间的吸能梁12设置为短吸能梁。

具体地，由于吸能梁12的外壳形状以及隔板123的上述相关特征，可以从长吸能梁纵向长度任意截取一段，形成一个新的吸能梁。例如，短吸能梁就是长吸能梁沿纵向长度截取的一部分。吸能梁12通过前端板110与底架结构1的相关结构，如前端板110，底架背板11以及过渡梁13等，通过焊接或螺栓连接的方式实现安装。

由于车辆的司机室设计空间并不相同，在实际应用中，可以通过调节吸能梁12的长度来适应不同司机室的结构空间需求，设计应用灵活。当司机室结构纵向空间短时，前端板110与底架背板11之间可以只设置一排吸能梁12，但当司机室结构空间长时，如图5所示，可通过一个能够承受纵向压溃载荷的过渡梁13隔离组成第二级吸能区域，设置第二排的吸能梁12。

在本实施例中，过渡梁13将底架结构1分割成两个独立的吸能区域，其自身能够向后传递纵向压缩载荷的功能。由于底架结构1空间区域的划分，使得每个吸能区域不会过长，不容易发生欧拉屈曲，导致吸能梁12变形吸能失效，相当于提高了底架结构1的刚度。此外，由于底架结构1变形是从前向后依次发生的，当碰撞速度较小，尚未触动第二级吸能梁发生变形时，在维修中可将第二级吸能梁拆解下来，仍然能够继续使用，以减少了维修费用。

具体实现时，前端板110包括：第一子端板111和两个第二子端板112，两个第二子端板112分别位于第一子端板111的两侧。侧边梁14的前端具体通过折弯板15与第二子端板112的外端连接。第一子端板111与底架背板11之间、第二子端板112和底架背板11之间均设置有吸能梁12。

其中，第一子端板111通过调节板17与第二子端板112连接，调节板17为朝向底架背板11凸出的几字型调节板。在本实施例中，防爬齿组成16具体设置在第二子端板112的前端面。在发生碰撞时，防爬齿161接触到撞击界面，在碰撞压缩载荷的作用下，通过第二子端板112压缩位于其后的两个吸能梁12，随着碰撞压缩的进行，第二子端板112带动几字形调节板17变形。

几字形调节板17连接第一子端板111和第二子端板112，起到调整底架结构1上各吸能梁12压缩动作顺序的作用。在碰撞中，使得位于防爬齿组成16后方的吸能梁12首先发生压缩变形后，第二子端板112带动几字形调节板17发生变形，此过程中，并不会牵动第一子端板111和其后方的吸能梁12，直到第一子端板111与防爬齿161位于同一个平面上，接触到碰撞界面后，即：位于防爬齿组成16后方的吸能梁12压缩变形量达到防爬齿组成16高度差时，第一子端板111后的吸能梁12才开始压缩变形。这样，确保在整个碰撞过程中，防爬齿161可以首先接触碰撞界面，为结构碰撞提供稳定的界面连锁力，同时，调理底架结构1上所有吸能梁12的压缩动作关系，确保能吸能梁实现顺序压溃。

在本实施例中，防爬齿组成16具体为两个，每个第二子端板112的前端面设置一个防爬齿组成16，需要说明的是，在其他实现方式中，也可以将防爬齿组成16设置为一个，即，前端板110的整个前端面上设置该防爬齿组成16。

其中，前端板110和侧边梁14之间通过折弯板15连接，即，第二子端板112的外端通过折弯板15与侧边梁14的前端连接。如果侧边梁14和第二子端板112直接连接，在碰撞变形过程中，侧边梁14在底架结构1压溃过程中，有可能到导致连接位置焊缝撕裂。通过增加折弯板15，给整个底架结构1增加了变形缓冲区域，起到侧边梁14调节变形，防止结构连接点撕裂。

实施例三

图6为本发明一实施例提供的轨道车辆的司机室的结构示意图。参照图1至图6所示，本实施例提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括车体和司机室，其中，司机室连接在车体的一端。

司机室包括：骨架结构2以及焊接在骨架结构2底部的底架结构1。

其中，底架结构1与实施例二提供的底架结构的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照实施例一和实施例二的描述。

其中，骨架结构2具体包括：焊接在底架背板11上的骨架背板21、两个对称设置的窗侧立梁24、连接在两个窗侧立梁24之间的窗下横梁25以及位于窗侧立梁24外侧的窗下侧梁26。其中，窗侧立梁24的顶端连接在骨架背板21上，窗侧立梁24的底端连接在侧边梁14上。可以在侧边梁14上进行折弯处理或焊接凸台141，用于焊接窗侧立梁24的底端。窗下侧梁26的一端与窗侧立梁24连接，窗下侧梁26的另一端与骨架背板21连接。也就是说，窗侧立梁24为一根通长的梁，使其从底架侧边梁14上平面连接到司机室顶部，连同窗下横梁25和窗下侧梁26形成稳定的结构，起到支撑底架结构1，传递载荷的作用。在碰撞过程中，当底架结构1在压缩变形过程中，受到垂向载荷的扰动时，强壮的窗侧立梁24抵抗底架结构1发生翘起变形趋势，并连同窗下横梁25和窗下侧梁26将压缩载荷、垂向载荷分散传递到车辆的车顶、侧墙结构上，使得整个车辆结构的断面同时承载，提高了司机室结构压溃载荷传递均匀性，从而提高了司机室防撞工作压力的效率。

参照图6所示，其中，窗侧立梁24、窗下横梁25以及窗下侧梁26上均具有至少两处朝向司机室的外部凸出的折弯处，折弯处形成为骨架结构2压溃变形的预设变形点。具体地，这些折弯点，一方面为车辆外壳的流线型造型提供便捷，另一方面重要功能是，这些折弯点是司机室骨架结构2压溃变形的预设控制点。在整个司机室结构发生压缩变形时，骨架结构2的变形首先从这些折弯点开始，造就骨架可控的变形趋势，避免骨架发生不可预估的变形模式导致底架吸能失效。司机室骨架结构2的变形，也起到一定的吸能作用，增加了防撞击司机室结构的吸能总量。

可以理解的是，司机室主体由两大部件：底架结构1和骨架结构2组焊而成，具体制作时，可以在骨架背板21和底架背板11上开设螺孔，在车体结构的与司机室连接的面上开设螺孔，整个司机室结构在组焊完成之后，通过穿设在螺孔中的螺栓将司机室与车体连接在一起，实现司机室与车体的组装，并可在骨架结构2和底架结构1围成的空间内安装司机室地板、操纵台等相关设备，在外观上安装玻璃钢外罩、司机室前窗、电器等相关零部件，在车辆运营中，司机室结构负责承载这些设备及载荷，具有承载功能。在发生撞击后，可以便捷地进行司机室结构整体的更换维修。

本实施例中的司机室，通过在底架结构1的前端板110的前端面设置防爬齿161，在底架背板11、前端板110、两个侧边梁14共同围成的容置空间内设置吸能梁12，使吸能梁12沿轨道车辆的行进方向设置，当车辆发生碰撞时，通过防爬齿161咬合并传递碰撞压溃载荷，在列车碰撞压溃作用下，由于底架结构1的容置空间内具有吸能梁12，吸能梁12会压溃变形吸收能量，当骨架结构2接触到撞击界面时，由于窗侧立梁24、窗下横梁25以及窗下侧梁26上均设置至少两处朝向司机室的外部凸出的折弯处，该折弯处形成为骨架结构2的压溃变形的预设变形点，使得司机室结构发生压缩变形时，骨架结构2的变形首先从这些折弯点开始，造就骨架可控的变形趋势，避免骨架发生不可预估的变形模式导致底架吸能失效，且这样设置起到了一定的吸能作用，增加了司机室结构的吸能总量；同时通过将窗侧立梁24的顶端连接在骨架结构2上，窗侧立梁24的底端直接连接在底架结构1的侧边梁14的前端，

窗下侧梁26的一端连接在窗侧立梁24上，窗下侧梁26的另一端连接在骨架背板21上，使得整个骨架结构2更加稳定，能够更好地支撑底架结构1，当底架结构1在压缩变形的过程中，受到垂向载荷的扰动时，窗侧立梁24能够抵抗底架结构1发生翘起变形趋势，并连同窗下横梁25和窗下侧梁26将压缩载荷、垂向载荷分散传递至车辆的车顶、侧墙结构上，使得整个车辆结构的断面同时承载，提高了司机室结构压溃载荷传递均匀性，通过上述设置，使得司机室不仅具有承载功能，同时具有防爬吸能功能，能够有效防止爬车发生，为司机的安全提供了保证。

具体实现时，窗下横梁25的上方还设置有窗上横梁22，窗上横梁22连接在两个窗侧立梁24之间。其中，骨架结构2具体为对称结构。为了进一步加强骨架结构2的结构强度和稳定性，在窗侧立梁24和骨架背板21之间还可以设置上侧支撑梁28、下侧支撑梁29以及窗上小斜梁23。上侧支撑梁28位于窗下侧梁26上方，下侧支撑梁29位于窗下侧梁26下方。上侧支撑梁28的一端、下侧支撑梁29的一端分别与窗侧立梁24连接，上侧支撑梁28的另一端、下侧支撑梁29的另一端分别与骨架背板21连接。其中，窗下侧梁26可与窗下横梁25大致处于同一平面内。窗上小斜梁23位于上侧支撑梁28的上方，窗上小斜梁23的一端与窗侧立梁24连接，窗上小斜梁23的另一端与骨架背板21连接。窗上小斜梁23可与窗上横梁22大致处于同一平面内。

在本实施例中，上侧支撑梁28和下侧支撑梁29上均具有至少两处朝向司机室的外部凸出的折弯处，上侧支撑梁28和下侧支撑梁29上的折弯处形成为骨架结构2压溃变形的预设变形点。窗上小斜梁23上也可以具有至少一处朝向司机室外部凸出的折弯处。这些折弯处与上述的窗侧立梁24、窗下侧梁26、窗下横梁25上的折弯处共同形成司机室骨架结构2压溃变形的预设控制点。

另外，窗下横梁25的下方还设有窗下立梁27，窗下立梁27的顶端与窗下横梁25连接，窗下立梁27的底端焊接在前端板110上。通过设置窗下立梁27，对底架结构1起到了较好的辅助支撑作用。具体地，可以在第二子端板112上进行折弯处理或者焊接凸台1120，用于安装窗下立梁27。

骨架结构2具体可由上述各梁组焊而成，其中，司机室骨架背板21既为司机室骨架结构2的组成提供端部集成环境，又为整个司机室结构提供安装接口。骨架结构2与底架结构1的组成是由骨架背板21与底架背板11在接口位置焊接，同时，窗侧立梁24端部坐落在底架结构1的侧边梁14上并进行组焊，窗下立梁27端部坐落在底架结构1的前端板110上并进行组焊。

下面具体介绍司机室在受到撞击时的变形过程，参照图1至图6所示，

当列车发生碰撞事故时，首先由位于车体结构上的车钩缓冲装置吸收能量，当撞击能量超过车钩缓冲装置的吸能能力时，在列车继续碰撞压溃作用下，司机室结构将会进入到撞击区内，开始司机室结构的压溃变形过程。

当司机室结构进入到撞击区内，首先是，底架结构1上的防爬齿组成16的防爬齿161接触到碰撞界面，在撞击力的作用下，压缩位于防爬齿组成16后方的吸能梁12。然后，防爬齿组成16后方的吸能梁12在进一步压缩过程中，第二子端板112带动几字形调节板17发生变形，但并不会牵动第一子端板111和其后方的吸能梁12发生压缩动作，直到第一子端板111与防爬齿161位于同一个平面上，接触到碰撞界面后，即：位于防爬齿组成16后方的吸能梁12压缩变形量达到防爬齿组成16高度差时，第一子端板111后的吸能梁12才开始压缩变形。

接着，司机室骨架结构2接触到撞击界面，整个司机室结构在撞击力的作用下整体压溃，司机室骨架结构2的所有的侧面梁、窗下横梁25沿折弯位置向内压缩；司机室骨架结构2的窗侧立梁24伴随着底架侧边梁14的凹陷变形动作，向外扭转，并沿折弯处向司机室内部整体内收变形。在这个过程中窗侧立梁24和窗下立梁27始终与底架结构1保持有效连接，并保持直立姿态，对底架结构1起到有效支撑作用。

最后，当过渡梁13之前的吸能梁12完成压缩之后，在撞击力的用下，进一步压缩过渡梁13之后的吸能梁12，司机室骨架结构2压缩变形进一步的加剧，直至，整个司机室结构完全压实，防碰撞司机室结构完成变形吸能功能，整个碰撞过程一致保持顺序可控的压缩变形模式。

本发明的司机室结构具有以下优点：

(1)在现有技术中，防爬装置位于司机室主体结构的前端，司机室主体结构是承载结构，主要承担的是承载功能，防撞击功能主要是由防爬装置承担，在既定的车辆设计空间内，即在同等长度的司机室设计空间L内，如果防爬装置需要占据为L1，那么司机室主体结构的设计空间仅剩余L-L1，则会导致司机室主体空间较小。而本实施例提供的司机室结构，充分利用车辆的设计空间，实现司机室自身同时具备承载功能和防碰撞缓冲吸能两个功能。由于轨道车辆的车体长度受到运营环境等方面的限制，通常是一个定值。该司机室结构，实现了承载和防撞击功能一体化设计，将现有技术的司机室的需要外伸出司机室主体结构的防爬装置的设计空间，扩充到司机室主体结构设计中，有限增加了司机室内部空间，使得司机能够有一个更为舒适和宽敞的操作空间。

同时，本实施例的整个司机室主体结构本身形成了防撞击吸能结构，可以实现整体压缩，扩充了吸能结构的有效工作行程，提高了防撞击吸能总量，能够实现车辆运营中更高速度撞击的被动安全需求。

(2)该司机室既能够实现顺序变形吸能，又具有一定的防爬能力。司机室底架结构1的吸能梁12通过各个组件间的相互配合，能够实现顺序压溃变形，并具有一定抗垂向载荷的能力；坐落在底架上方的司机室骨架结构2通过增强窗侧立梁、窗下横梁25的设计结构强度，有效提高底架结构1的抵抗垂向载荷的能力，在整个车辆断面上并较为均匀的传递压缩载荷；控制骨架结构2弯梁的折弯位置和折弯程度，从而实现在撞击变形过程中，骨架结构2配合底架结构1发生可控的整体变形，并始终保持对底架结构1的支撑功能。

(3)在实际应用中，可以快速灵活地更改设计，生成新的防撞击司机室。通过调节吸能梁12的个数、尺寸，快速调整司机室结构的尺寸、吸能总量，以满足不同车辆的设计需要，提高了设计及生产效率。

(4)整个司机室是一个独立模块结构，可以实现独立生产、组装和更换维修。此外，当碰撞事故发生之后，可以拆卸下部分未压缩变形的吸能梁继续使用，节省了维修成本。

需要说明的是，本发明提供的各个实施例之间可以相互结合。对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种轨道车辆的司机室底架结构，其特征在于，包括：两个对称设置的侧边梁、连接在两个所述侧边梁的后端之间的底架背板、连接在两个所述侧边梁的前端之间的前端板；

所述前端板的前端面设置有防爬齿，两个所述侧边梁、所述底架背板和所述前端板共同围成容置空间，所述容置空间内设有吸能梁，所述吸能梁连接在所述底架背板和所述前端板之间；

所述容置空间内设置有至少一个过渡梁，所述过渡梁连接在两个所述侧边梁之间，以将所述容置空间分隔为至少两个吸能区域，每个所述吸能区域内均设有所述吸能梁，且每个所述吸能梁均沿轨道车辆的行进方向设置；

所述前端板包括第一子端板以及位于所述第一子端板两侧的第二子端板，所述侧边梁的前端与所述第二子端板的外端连接；

所述第一子端板与所述底架背板之间、所述第二子端板与所述底架背板之间均设置有所述吸能梁；

所述第一子端板通过调节板与所述第二子端板连接，所述调节板为朝向所述底架背板凸出的几字型调节板；

所述防爬齿设置在所述第二子端板的前端面；

所述前端板和所述侧边梁之间连接有弯折板；

所述吸能梁包括：筒状外壳以及位于所述外壳内部的至少一个隔板；

所述外壳的自所述司机室的后端至所述司机室的前端的方向上的横截面面积逐渐减小；所述隔板与所述外壳的内壁连接，所述隔板的板面方向与所述轨道车辆的行进方向相互垂直；

所述外壳的朝向所述轨道车辆前方的一端的部分外壁上开设有V形缺口，所述V形缺口上焊接有与所述V形缺口的形状匹配的折角板；

所述外壳的横截面为四边形，所述外壳包括两个端板以及四个依次连接的侧壁，四个所述侧壁围成两端开口的中空筒体，两个所述端板分别焊接在所述中空筒体的两端开口上；

所述吸能梁的顶面及其对称面水平设置，所述吸能梁的两个侧面为斜面，所述吸能梁呈方塔形。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆的司机室底架结构，其特征在于，所述V形缺口的两个侧壁之间的夹角范围为90°～150°。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆的司机室底架结构，其特征在于，所述隔板的与所述外壳连接的侧边上具有向外延伸的凸起，所述外壳的侧壁上开设有可供对应的所述凸起伸出的通槽。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆的司机室底架结构，其特征在于，所述隔板至少为两个，至少两个所述隔板沿所述轨道车辆的行进方向间隔排布。

5.一种轨道车辆，其特征在于，包括车体以及连接在所述车体的一端的司机室，所述司机室包括如权利要求1所述的轨道车辆的司机室底架结构。

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