CN111532297A - 一种司机室头罩结构、轨道车辆及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种司机室头罩结构、轨道车辆及制备工艺，其中头罩结构包括至少两块罩板，所述罩板至少采用树脂制成，任意相邻两块所述罩板之间至少通过粘接剂连接，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂；所有所述罩板围合形成头罩，所述头罩具有至少一个一开口的头罩腔。此结构的司机室头罩结构中，通过将头罩结构分成至少两块罩板，且两块罩板分体成型后，在进行固定头罩时，利用高分子聚合物粘接剂作为粘接剂将相邻的两块罩板进行粘接固定，其安全性能能够达到将司机室头罩应用到轨道上进行固定安装与实际使用时所需求的安全性能标准，实现与将一体式成型罩板应用到轨道上进行固定安装与实际使用的安全性能相同的效果。

Description

一种司机室头罩结构、轨道车辆及制备工艺

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种司机室头罩结构、轨道车辆及制备工艺。

背景技术

近年来，城市轨道车辆以其快速、准时、安全、便捷的特点为各国所重视，并得到了大力的推广和发展。作为城轨车辆重要的核心控制部分，司机室的设计生产也在逐渐的走向成熟，经过发展改进，逐渐形成了完整的结构体系，司机室空间作为一个单独的***，需保证司乘人员更为舒适有效的完成驾驶工作，司机室内的设备布置需符合行业标准的相关要求，同时结合人机工程学的基本原理。

现有技术中，司机室头罩是一体式注塑成型，由于司机室头罩的头罩腔的前后方向上深度较大，在成型过程中存在成型难度大、废品率高的问题；并且在头罩成型后，若头罩的任意位置处存在注塑缺陷，则整体头罩均报废，引起头罩制作成本高。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的司机室头罩成型难度高和废品率高的缺陷。

为此，本发明提供一种司机室头罩结构，包括至少两块罩板，所述罩板至少采用树脂制成，任意相邻两块所述罩板之间至少通过粘接剂连接，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂；所有所述罩板围合形成头罩。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，罩板为三块，三块所述罩板分别为主罩板，及设于所述主罩板两侧的左罩板和右罩板；

所述主罩板、左罩板及右罩板至少在三者的尾部围成第一开口。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述主罩板呈具有顶盖的曲面罩板，

所述左罩板和所述右罩板包括平面部，及成型在所述平面部一侧的曲面部，所述曲面部与曲面罩板的边缘相邻并光滑过渡。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述高分子聚合物粘接剂为环氧类粘接剂或聚氨酯类粘接剂。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，相邻两块所述罩板还通过至少一个紧固件固定连接，且所述紧固件的外周被所述粘接剂包围。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述紧固件为铆接件。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述头罩的头部设有通口，所述通口与所述第一开口相对布置；

所述头罩结构还包括设在所述通口上的安装梁，所述安装梁上设有与所述通口同向延伸的安装口，所述安装口用于供门体安装。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述安装梁呈“几”字型，且成型在所述通口的边缘的内侧上。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述罩板呈复合结构，所述复合结构包括至少一层碳纤维层，及填充在所述碳纤维层的孔内并包裹在所有所述碳纤维层外的本体，所述本体采用树脂制成。

可选地，上述所述司机室头罩结构中，所述复合结构还包括至少一层增韧层，所述增韧层和所述碳纤维层交替铺设布置并被所述本体包裹。

一种轨道车辆，包括：

底架；

如上任一所述的司机室头罩结构，所述司机室头罩结构的底部安装在所述底架上。

一种司机室头罩结构的制备工艺，包括如下步骤：

S1：采用注塑成型工艺分别制备出各个罩板；

S2：采用粘接剂将任意相邻两块所述罩板粘接固定，以形成具有头罩腔的头罩结构；

其中，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂，所述罩板至少采用树脂材料制成。

可选地，上述头罩结构的制备工艺中，在S1步骤之前还包括

S0：

先在模具的下模内壁面上铺设碳纤维层，再合模以使上模和下模上的碳纤维层之间形成腔体；

在所述S1步骤中，向所述腔体内注入树脂材料。

可选地，上述头罩结构的制备工艺中，在所述S0步骤中，

在模具的下模内壁面上交替铺设增韧层和碳纤维层。

可选地，上述头罩结构的制备工艺中，在所述S2步骤之后还包括如下步骤：

S3：采用至少一个紧固件将相邻两块罩板相互粘接的端部固定连接。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种司机室头罩结构，包括至少两块罩板，所述罩板至少采用树脂制成，任意相邻两块所述罩板之间至少通过粘接剂连接，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂；所有所述罩板围合形成头罩。

此结构的司机室头罩结构中，通过将头罩结构分成至少两块罩板，且两块罩板分体成型后，在进行固定相邻的两个头罩时，利用高分子聚合物粘接剂，将该类高分子聚合物粘接剂作为粘接剂将相邻的两块罩板进行粘接固定，其中，粘接剂在涂抹到相邻的罩板的粘接面上时，粘接剂分子会渗入到罩板缝隙中，且罩板采用了树脂材质，待粘接剂在树脂材质的罩板之间的粘接面之间固定后，会在相邻的罩板之间形成牢固接头，完成各个分体成型的罩板之间的固定连接，并且将该罩板应用到轨道上进行固定安装与实际使用时，其安全性能能够达到将司机室头罩应用到轨道上进行固定安装与实际使用时所需求的安全性能标准，实现了与将一体式成型罩板应用到轨道上进行固定安装与实际使用的安全性能相同的效果，其中，通过将头罩结构进行分体成型，在注塑成型过程中，若有其中一块或者两块的罩板上存在缺陷，只需要替换存在缺陷的罩板即可，无需将整体的头罩结构做报废处理，有效降低了头罩的制作成本以及成品的报废率，提高了成品率，且有效降低了因头罩结构的前后方向上深度较大导致注塑成型难度大的问题；进一步由于将原本一体成型的罩板分成两个及以上的罩板进行成型，分体后的每一个罩板头罩腔的深度相对于一体成型的罩板的头罩腔深度小，因此罩板成型难度相对于一体头罩结构的罩板成型难度降低，有效降低了废品率的问题。

2.本发明提供的司机室头罩结构中，所述罩板为三块，三块所述罩板分别为主罩板，及设于所述主罩板两侧的左罩板和右罩板；所述主罩板、左罩板及右罩板至少在三者的尾部围成第一开口。

此结构的司机室头罩结构中，通过将罩板分成主罩板、左罩板和右罩板，采用三块罩板围合成头罩结构，利用三块罩板组成的头罩结构更加实用，三块罩板的面积大小适于工作人员将罩板进行组装并安装到底架上的操作。

3.本发明提供的司机室头罩结构中，司机室头罩结构中，相邻两块所述罩板还通过至少一个紧固件固定连接，且所述紧固件的外周被所述粘接剂包围。

此结构的司机室头罩结构中，在将罩板通过粘接剂粘接之后，再在相邻的两块罩板之间设置紧固件进行固定连接，提高了两块罩板之间的固定强度，确保罩板形成后的头罩结构符合使用安全性能。

4.本发明提供的司机室头罩结构中，上述的司机室头罩结构，所述头罩的头部设有通口，所述通口与所述第一开口相对布置；所述头罩结构还包括设在所述通口上的安装梁，所述安装梁上设有与所述通口同向延伸的安装口，所述安装口用于供门体安装。

此结构的司机室头罩结构中，在通口上设置安装梁，将逃生门设于该安装梁上，便于将逃生门安装在安装梁上之后，与头罩结合为一体，安装梁的底部与底架连在一起，通过该结构，减少了安装梁与车体钢结构的焊接步骤，避免了安全隐患，并且可以使逃生门在头罩结构未安装于底架之前即可安装在头罩结构上，然后再和头罩结构一起作为整体部件安装到底架上，便于工作人员的操作。

5.本发明提供的一种司机室头罩结构的制备工艺，包括如下步骤：S1：采用注塑成型工艺分别制备出各个罩板；S2：采用粘接剂将任意相邻两块所述罩板粘接固定，以形成具有头罩腔的头罩结构；其中，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂，所述罩板至少采用树脂材料制成。

此司机室头罩结构的制备工艺中，将头罩结构分成至少两个罩板并进行分体成型，在成型过程中，由于各个罩板在头罩腔的前后方向上的深度相对一体成型的头罩在头罩腔的前后方向上的深度低，可以有效降低罩板的注塑成型的难度，且采用胶粘的加工工序将罩板粘接固定，其中粘接剂在涂抹到相邻的罩板的粘接面上时，粘接剂分子会渗入到罩板缝隙中，且罩板采用了树脂材质，待粘接剂在树脂材质的罩板之间的粘接面之间固定后，会在相邻的罩板之间形成牢固接头，使得罩板的安全性能能够达到将司机室头罩应用到轨道上进行固定安装与实际使用时所需求的安全性能标准以及使用寿命也满足使用需求，使头罩的罩板结构符合安全性能要求，成型后的头罩结构，其产品质量稳定好、尺寸精度高，且由于罩板采用树脂材料以及粘接剂采用高分子聚合物粘接剂，同时采用合模后再进行树脂注入，避免在成型过程中产生的VOC挥发到空气里及被工作人员吸入到体内的情况，克服了传统手糊工艺将树脂暴露在空气中进行成型导致VOC挥发到空气中，生产过程不环保的问题，使得生产过程产生的VOC排放大大的降低，减少了对环境的污染，以及对工作人员的身体健康起到了保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的第一种实施方式中提供的头罩结构的示意图；

图2为图1中所示的主罩板、左罩板与右罩板围合成的头罩腔的结构示意图；

图3为图1中所示的左罩板的结构示意图；

图4为图1中所示的安装梁的结构示意图；

图5为图1中所示的通口在主罩板上的位置结构示意图；

附图标记说明：

1-头罩腔；2-主罩板；3-左罩板；4-右罩板；5-第一开口；6-平面部；7-曲面部；8-通口；9-安装梁；10-安装口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或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，而不是指示或暗示所指的装置或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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种轨道车辆，例如，可以为地铁，高铁等轨道类车辆，其中，该轨道车辆包括底架和司机室头罩结构，该司机室头罩结构的底部安装于该底架上，再通过该底架安装于轨道上。

本实施例中，上述司机室头罩结构包括至少两块罩板，所有该罩板在围合固定后形成头罩结构，具体地，该罩板可以设置为复合结构，该复合结构包括本体和至少一层碳纤维层(未在图中示出)以及至少一层增韧层，该增韧层与碳纤维层交替铺设布置，然后该树脂本体填充在该碳纤维层的孔内并包裹在所有的交替铺设布置的碳纤维层以及增韧层外，具体地，该树脂本体可以为环氧类树脂，该增韧层可以采用芳纶纤维织物，其中，该芳纶纤维织物和碳纤维层的层数量可以设置三组，四组，或者五组，例如，本实施例中，芳纶纤维织物和碳纤维层的层数量各为三组，具体地，将一层芳纶纤维织物作为基层铺在最下一层，然后将碳纤维层铺在芳纶纤维织物层的上面，然后再继续在碳纤维层铺上铺芳纶纤维织物，依次类推，将数量为三个的芳纶纤维织物和碳纤维层交替铺完即可，然后再将树脂本体填充到碳纤维层的孔内，以及将铺设完成的芳纶纤维织物和碳纤维层进行包裹，成型为复合结构的罩板，其中增韧层的具体的数量需要工作人员根据实际情况进行布置，当然，随着增韧层的数量的增加，罩板结构的韧性也会增加。

该头罩结构具有至少一个一开口的头罩腔1，其中在围合固定中，相邻的两块罩板之间至少通过粘接剂连接，实现相邻的两块罩板之间的固定，在具体地实施应用中，该粘接剂可以为环氧类粘接剂，也可以为聚氨酯类粘接剂，也可以为丙烯酸类粘接剂，将其中一种粘接剂涂抹到相邻两块罩板之间的粘接面上，具体地，罩板可以采用树脂制成，例如，环氧类树脂，当粘接剂采用环氧类粘接剂时，与环氧类树脂的罩板之间相容性较高，粘接剂分子可以渗入到树脂本体以及碳纤维层和芳纶纤维织物中，在相邻的罩板之间形成牢固接头，完成相邻罩板的粘接固定，完成各个分体成型的罩板之间的固定连接，并且将该罩板应用到轨道上进行固定安装与实际使用时，其安全性能，例如防击穿，密封性均能够达到将司机室头罩应用到轨道上进行固定安装与实际使用时所需求的安全性能标准，实现了与将一体式成型罩板应用到轨道上进行固定安装与实际使用的安全性能相同的效果。

具体地，为了提高罩板之间粘接后的固定强度，可以在相邻两块的罩板之间设置至少一个紧固件(未在图中示出)进行固定连接，在实际应用中，可以将该紧固件设置为铆钉件，该铆钉件插接于相邻的罩板之间，以连接两块罩板，在该铆钉件的外周被上述粘接剂包围，将由于铆钉件安装与罩板上后的缝隙填充满，以确保铆钉件周围的密封性，本实施例中，安装固定在罩板上的铆钉件的数量根据实际使用需求进行布置。

参见图1至图5，可选地，可以将头罩结构设为三块罩板，分别为主罩板2、左罩板3和右罩板4，其中左罩板3和右罩板4分设于主罩板2的两侧，在将左罩板3与右罩板4分别固定在主罩板2的两侧后，三块罩板的尾部形成第一开口5，具体地，在实际的应用中，可以将该主罩板2设置为呈具有顶盖的曲面罩板，该左罩板3和右罩板4包括平面部6以及曲面部7，该曲面部7成型在该平面部6的一侧，且该曲面部7与该曲面罩板的边缘相邻且光滑过渡设置，以实现在将左罩板3或者右罩板4连接于主罩板2上之后形成连接平稳的头罩腔1，当然罩板结构也可以设为四块罩板、五块罩板，具体的数量根据实际的情况进行布置。

本实施例中，如图4、图5所示，还可以在上述头罩的头部位置设置通口8，该通口8的位置与上述第一开口5的位置相对布置，具体地，可以将该通口8设置在上述主罩板2上，在该通口8的位置上设置安装梁9，在该安装梁9上设置有与该通口8同向延伸的安装口10，该安装口10可以用于安装门体，例如，轨道车辆的司机室由于需要，会安装逃生门，用于在紧急情况下起到给司机的逃生作用，因此可以将该逃生门安装与该安装口10上，其中，可以将该安装梁9设置为呈“几”字型，在将该安装梁9成型在该通口8的边缘的内侧上，该安装梁9在成型后被树脂本体和碳纤维层和芳纶纤维织物形成的复合材料包裹，其中利用安装梁9将逃生门固定在上述主罩板2上，减少了安装梁9与车体钢结构的焊接步骤，避免了安全隐患，并且可以使逃生门在头罩结构未安装于底架之前即可安装在头罩结构上，然后再和头罩结构一起作为整体部件安装到底架上，便于工作人员的操作；

具体的，上述安装梁9采用钢材质，能够确保在逃生门安装与安装梁9上时候的稳定性，当然也可以采用其他材质，在此不进行赘述。

实施例2

本实施例提供一种司机室头罩结构的制备工艺，用于制备如图1所示的司机室头罩结构，先成型各个罩板，可以为上述主罩板2、左罩板3以及右罩板4，其中，罩板呈复合结构，具体地，为芳纶纤维织物和碳纤维层交替铺设布置并被树脂本体包裹形成的复合结构，其中树脂可以填充到碳纤维层的孔内，具体成型步骤如下：

首先，需要将各个罩板进行成型，具体地，先将芳纶纤维织物和碳纤维层交替铺设在下模的内壁面上，其次，将下模和上模进行合模，以使上模和下模上的碳纤维层和芳纶纤维织物之间形成了腔体，然后，向该腔体的内部注入环氧类树脂，该树脂的粘度范围在200-500MPA*s，在该粘度范围内的树脂流动性适合注入到该腔体的内部并进行成型，成型后的罩板呈复合结构，具体地，芳纶纤维织物和在碳纤维层交替铺设在下模上之后，被注入的树脂本体给包裹，同时树脂本体可以填充在碳纤维层的孔内，以及将芳纶纤维织物的缝隙填充完，本实施例中的罩板为分体成型罩板，在模具上分别完成成型的工作。

最后，将成型后的各个罩板进行固定成完整的罩板，例如，分体成型的罩板为三块，分别为主罩板2、左罩板3和右罩板4，其中左罩板3和右罩板4分设于主罩板2的两侧，然后利用环氧类粘接剂或聚氨酯类粘接剂或者二者任意比例的混合物将依次排列设置的设置在主罩板2的两侧的左罩板3和右罩板4与主罩板2进行连接，具体地，可以将该粘接剂涂抹在相邻的主罩板2与左罩板3以及主罩板2与右罩板4的粘接面上，在将粘接剂涂抹到粘接面上之后，粘接剂分子能够渗入到各罩板的缝隙中，使得两个相邻的罩板之间形成牢固接头，完成相邻罩板之间的固定连接。

其中为了能够提高相邻罩板之间的固定的稳定性，还可以在将粘接剂涂抹到主罩板2与左罩板3以及主罩板2与右罩板4的粘接面之前，将铆钉件分别固定在主罩板2与左罩板3以及主罩板2与右罩板4之间，然后再利用粘接剂分别填充主罩板2与左罩板3以及主罩板2与右罩板4之间的缝隙中，并将铆钉件的外周给包围住，保证铆钉件周围的密封性。

本实施例中，在向腔体内输入树脂之前，先将上述安装梁安装在碳纤维层和芳纶纤维织物交替铺设完成后的最上层，然后再将树脂注入到腔体内部，该安装梁9在成型后被树脂本体和碳纤维层和芳纶纤维织物形成的复合材料包裹，最终成型为上述具有头罩腔的头罩结构，其中将各个罩板在模具内成型后，利用模具这一载具，将罩板移动到固化机的内部进行固化工序，在对罩板成型时，温度采用室温即可，无需对模具以及模具内的树脂材料进行加热作业，该制备工艺制出的头罩结构成品质量稳定好，且尺寸精度高，并且生产过程几乎无VOC排放，不会造成环境污染，也不会影响工作人员的身体健康。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种司机室头罩结构，其特征在于，包括至少两块罩板，所述罩板至少采用树脂制成，任意相邻两块所述罩板之间至少通过粘接剂连接，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂；所有所述罩板围合形成头罩。

2.根据权利要求1所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述罩板为三块，三块所述罩板分别为主罩板(2)，及设于所述主罩板(2)两侧的左罩板(3)和右罩板(4)；

所述主罩板(2)、左罩板(3)及右罩板(4)至少在三者的尾部围成第一开口(5)。

3.根据权利要求2所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述主罩板(2)呈具有顶盖的曲面罩板，

所述左罩板(3)和所述右罩板(4)包括平面部(6)，及成型在所述平面部(6)一侧的曲面部(7)，所述曲面部(7)与曲面罩板的边缘相邻并光滑过渡。

4.根据权利要求2或3中所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述高分子聚合物粘接剂为环氧类粘接剂或聚氨酯类粘接剂。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的司机室头罩结构，其特征在于，相邻两块所述罩板还通过至少一个紧固件固定连接，且所述紧固件的外周被所述粘接剂包围。

6.根据权利要求5所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述紧固件为铆接件。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述头罩的头部设有通口(8)，所述通口(8)与所述第一开口(5)相对布置；

所述头罩结构还包括设在所述通口(8)上的安装梁(9)，所述安装梁(9)上设有与所述通口(8)同向延伸的安装口(10)，所述安装口(10)用于供门体安装。

8.根据权利要求7所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述安装梁(9)呈“几”字型，且成型在所述通口(8)的边缘的内侧上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述罩板呈复合结构，所述复合结构包括至少一层碳纤维层，及填充在所述碳纤维层的孔内并包裹在所有所述碳纤维层外的本体，所述本体采用树脂制成。

10.根据权利要求9所述的司机室头罩结构，其特征在于，所述复合结构还包括至少一层增韧层，所述增韧层和所述碳纤维层交替铺设布置并被所述本体包裹。

11.一种轨道车辆，其特征在于，包括：

底架；

权利要求1-10中任一项所述的司机室头罩结构，所述司机室头罩结构的底部安装在所述底架上。

12.一种司机室头罩结构的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用注塑成型工艺分别制备出各个罩板；

S2：采用粘接剂将任意相邻两块所述罩板粘接固定，以形成具有头罩腔(1)的头罩结构；

其中，所述粘接剂为高分子聚合物粘接剂，所述罩板至少采用树脂材料制成。

13.根据权利要求12所述的头罩结构的制备工艺，其特征在于，在S1步骤之前还包括

S0：

先在模具的下模内壁面上铺设碳纤维层，再合模以使上模和下模上的碳纤维层之间形成腔体；

在所述S1步骤中，向所述腔体内注入树脂材料。

14.根据权利要求13所述的头罩结构的制备工艺，其特征在于，在所述S0步骤中，

在模具的下模内壁面上交替铺设增韧层和碳纤维层。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的头罩结构的制备工艺，其特征在于，在所述S2步骤之后还包括如下步骤：

S3：采用至少一个紧固件将相邻两块罩板相互粘接的端部固定连接。

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