CN100430279C - 一种车站站台缓冲防滑安全防护装置 - Google Patents

Abstract

一种车站站台缓冲防滑安全防护装置，属于包括乘客保护设备的车站站台的安全防护装置，也涉及到使行驶的车辆减速，减小由于车辆冲击而造成的对站台结构损坏的安全防护装置。在站台的边缘有连接板，连接板上有用于连接缓冲防滑装置的固定装置，在站台边缘装有由软体耐磨材料与金属骨架组合的复合弹性元件所构成的缓冲防滑装置，缓冲防滑装置通过固定装置固定在站台外边缘的连接板上，缓冲防滑装置的垂直断面为梳齿状，顶面设有用于防滑的凸齿。缓冲防滑装置作为一种橡胶减震弹性元件，主要安装在地铁室内的月台外侧，阻隔月台和运行中的地铁，缓冲地铁车体在运行过程中可能对其产生的碰撞，从而减少甚至避免在碰撞中月台、地铁车体以及旅客受到的损害。

Description

一种车站站台缓冲防滑安全防护装置

一、技术领域

本发明属于一种包括乘客保护设备的车站和站台的安全防护装置，同时也涉及到用于使行驶的车辆减速，减小由于车辆冲击而造成的对站台结构损坏的安全防护装置。

二、背景技术

列车在进站时将做减速运动，理论上说应是匀减速运动，而且希望这种运动的时间越短越好，然而实际上到车进站时是通过司机间断式的制动来实现列车由高速到停止的。由于列车的巨大惯性，这种间断式的制动很容易造成列车的前后窜动，进而引起列车的横向摆动，这种摆动往往比列车的正常运行时还要厉害得多。为了防止列车进站时由于列车的横向摆动碰撞到站台的边缘，对于列车来说进站时总希望站台的边缘平面离列车车厢越远越好。而另一方面，为了方便旅客上下列车，又希望车站站台的边缘平面离列车车厢越近越好。对于地铁由于地下空间本身就比较小，而且地铁站台平面是与列车的车厢平面是一样高的，所以为了方便旅客，特别是老、弱、病、残的乘客上下列车，更希望站台边缘贴近车厢的边缘。由于目前尚没有一种车站站台边缘的防止列车冲撞的安全防护装置，所以现在站台的边缘与列车总是保持一个相对较远的距离，这很不利于老、弱、病、残及儿童的上下列车，同时也不利于万一列车冲撞站台时的安全减速防护。美国专利US5845580公开了一种列车站台缓冲装置(间隙填充装置)，该装置是通过一系列的软体耐磨弹性元件镶嵌在站台上所构成，但这种结构很容易在梳齿的根部产生应力集中而使梳齿断裂，因此很有必要对此加以改进。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种既能方便旅客上下，又可起到防止列车冲撞站台，使行驶的列车减速，并减小由于车辆冲击而造成的对站台结构损坏的车站站台缓冲防滑安全防护装置。

本发明是通过这样一种技术方案实现。在车厢与车站站台之间的车站站台边缘上设有缓冲防滑装置，缓冲防滑装置通过固定装置固装在站台的外边缘，所述的缓冲防滑装置为软体耐磨弹性材料和金属骨架复合的弹性元件，软体耐磨弹性体是采用三元乙丙为主体材料的橡胶，且金属骨架是与软体耐磨弹性体整体硫化在一起的。缓冲防滑装置的在水平面上的投影为梳齿状，而在缓冲防滑装置的顶面设有用于防滑的凸齿。缓冲防滑装置作为一种橡胶减震弹性元件，主要安装在地铁室内的月台外侧，阻隔月台和运行中的地铁，缓冲地铁车体在运行过程中可能对其产生的碰撞，从而减少甚至避免在碰撞中月台、地铁车体以及旅客受到的损害，尤其对旅客的生命安全起到相当重要的保护作用。

本发明的首要作用是缓冲作用——缓解在运行过程中的地铁车体因摆动幅度过大而可能与月台产生的碰撞，即延长碰撞作用时间从而减小相互碰撞产生的作用力。其次，考虑了防止两者在碰撞并相对磨擦过程中可能产生高温以及其它原因带来的火源引起橡胶燃烧，要求使用的橡胶材料有很好的阻燃特性。再者，由于本发明用于旅客频繁经过的月台边缘，因而考虑了其防滑作用。另外，还考虑了其整体使用寿命及安装和更换等工艺要求。

1、缓冲作用方面

运行的地铁车体在与月台的碰撞过程中对月台的作用力，可分解为运行方向的摩擦力f(包括静摩擦力和滑动摩擦力)和垂直运行方向(以下简称“垂向”)的力N。考虑到通过橡胶材料的弹性减震作用及产品结构的合理设计，增强该产品的弹性，可以延长碰撞时间，从而减小作用力f和N，提高产品的缓冲作用。

我们分析两种碰撞面情况下，产品被运行中的地铁车体碰撞，变形由零至最大这段过程的受力情况，受力时间为t(即为开始相互碰撞至垂直运行方向的速度减为零的时间)。一种情况是碰撞面为纯平面，另一种情况是碰撞面为梳齿形断面。与地铁车体接触的产品橡胶面设计成梳齿形，各梳齿厚度方向与地铁运行方向平行，梳齿在碰撞过程中先弯曲变形并产生静摩擦力和垂向力N，弯曲变形量及车体位移到达一定程度时，产生滑动摩擦力f，各梳齿朝同一方向——车体运行方向叠加，受摩擦力被拉伸和受车体压缩变形，齿根部的空隙由大变小；而产品的碰撞接触面采用纯平面时，垂向刚度大，橡胶部位因缺少梳齿变形这一缓冲过程，受力时间t必然明显小于有梳齿的情况。地铁车体在碰撞并与产品滑动过程中垂直于运行方向，由动量定理公式可知；

F·t＝mv

F——产品在垂向对地铁车体的作用力    V——地铁车体碰撞前的速度；

m——地铁车体总重量(包括车内人员及设备的重量)；

当mv值不变时，时间t增大，平均作用力 $F=\frac{\mathrm{mv}}{t}$ 减小。

而N＝F(牛顿第三运动定律)

摩擦力f＝μN(虎克定律，μ为常量)

所以 $N=\frac{\mathrm{mv}}{t}$ $f=\mathrm{\μ}\·\frac{\mathrm{mv}}{t}$

由此分析可知，在其它条件相同的情况下，有梳齿与无梳齿的情况相比，因力的作用时间t较长，产品受到的作用力f和N均要小，即缓冲效果好些。

2、梳齿的结构

梳齿结构及布局从三个方面考虑，即缓冲作用、梳齿强度以及结构的工艺性。

从缓冲作用方面考虑，各梳齿并排平行布置，留有一定的间隙量，且各梳齿厚度方向平行于地铁运行方向。从梳齿强度方面考虑，梳齿形状可为矩形或梯形，但梯形比矩形结构更好，不容易被摩擦力作用扯断，梳齿根部采用圆弧角过渡，有利于增强其抗扯断能力；而从结构的工艺性考虑，梯形结构更有利于产品硫化完成后的出模，更不易造成出模时橡胶被撕裂，当梳齿最外端采用圆弧倒角时，有利于提高模具对应部位的强度，即提高了模具的使用寿命。

3、软体耐磨弹性体的材料

我们选用三元乙丙为橡胶配方的软体耐磨弹性体的主体材料，并在其中加入阻燃剂，严格控制产品的烟密度、氧指数、温度指数等技术指标。

4、防滑方面

由于本发明用于经常有旅客经过的月台边缘，必须考虑旅客的安全和舒适感，要求安装位置的上表面具有防滑作用，所以在此表面设计防滑纹路，以及旅客踩在上面不能有不适感，即旅客施加的重力不会造成产品在重力方向上的大变形。在保证钢材强度的条件下，通过控制防滑面胶层的厚度及其硬度，即可实现该目的。

5、整体使用寿命及安装、更换工艺方面

因为产品要承受旅客重量，要求产品在重力方向具有足够的强度，所以在橡胶产品中加入钢材，以提高产品的强度。钢材的结构可采用角钢形状，也可将钢板加工成U形。当采用U形时，若将与地面平行的两面均设计成防滑纹路，在保证橡胶材料的使用寿命的情况下，可以调换使用防滑纹路，从而提高产品的使用寿命。在钢板中布置一定数量的孔，使沉头螺栓能穿过这些孔将产品固定在月台上，所以要求沉头螺栓有足够的机械强度，以保证产品在使用过程中稳固。

四、附图说明

图1为本发明原理结构示意图；

图2为本缓冲防滑装置实施例一断面结构示意图；

图3为本缓冲防滑装置实施例一主视图；

图4为本缓冲防滑装置实施例二断面结构图；

图5为本缓冲防滑装置实施例二主视图。

图中：1.列车车厢  2.缓冲防滑装置  3.车站站台  4.车站站台边缘  5.连接板  6.固定装置  7.软体耐磨弹性体  8.金属骨架  9.缓冲梳齿  10.防滑纹。

五、具体实施方案

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步的描述，从附图中可以看出，本发明是在车厢1与车站站台3之间的车站站台边缘4上增设一缓冲防滑装置2，缓冲防滑装置2为软体耐磨弹性体7和金属骨架8复合的弹性元件。在车站站台边缘4的外侧设有用于安装缓冲防滑装置的连接板5，缓冲防滑装置2通过固定装置6固装在站台的外边缘，固定装置6可以是螺栓固定的，也可以是铆接固定的，其软体耐磨弹性体7在水平面上的投影为梳齿9，梳齿9的最外端及根部采用圆弧倒角。并且为了提高软体耐磨弹性体7的阻燃性，软体耐磨弹性体7是采用三元乙丙为主体材料的。而且本发明的金属骨架8是与软体耐磨弹性体7整体硫化在一起的，金属骨架8可以是“L”形状体，也可以是“U”形状体。此外，为了使旅客经过本发明时具有防滑和舒适感，在软体耐磨弹性7的顶部表面设有防滑纹路。为了增加产品的使用寿命，软体耐磨弹性体7的底面也可设有防滑纹路，当顶面的防滑纹路磨光后，可以将本发明上下颠倒又可再次使用。

Claims (4)

1、一种车站站台缓冲防滑安全防护装置，在车厢(1)与车站站台(3)之间的车站站台边缘(4)上设有缓冲防滑装置(2)，缓冲防滑装置(2)的软体耐磨弹性体(7)在水平面上的投影为梳齿(9)，而且梳齿(9)的根部和最外端均采用圆弧倒角，在软体耐磨弹性体(7)的顶部表面设有防滑纹路，在车站站台边缘(4)的外侧设有用于安装缓冲防滑装置的连接板(5)，所述的缓冲防滑装置(2)通过固定装置(6)固装在站台的外边缘，其特征在于：缓冲防滑装置(2)为软体耐磨弹性体(7)和金属骨架(8)复合的弹性元件；所述的软体耐磨弹性体(7)是三元乙丙为主体材料的，且金属骨架(8)是与软体耐磨弹性体(7)是整体硫化在一起的。

2、如权利要求书1所述的一种车站站台缓冲防滑安全防护装置，其特征在于：所述的软体耐磨弹性体(7)的底面设有防滑纹路。

3、如权利要求书1所述的一种车站站台缓冲防滑安全防护装置，其特征在于：所述的金属骨架(8)是“L”形状体。

4、如权利要求书1所述的一种车站站台缓冲防滑安全防护装置，其特征在于：所述的金属骨架(8)是“U”形状体。

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