CN101062660B - 电流进入和回流的受流器 - Google Patents

Abstract

本发明是关于电动车辆的受电装置。一种电流进入和回流的受流器，包含受电靴和弹力装置，设置有两个并列的平行四边形四连杆机构和一个脱离机构；每一四连杆机构由铰接在对应的侧板和绝缘板上的上连杆和下连杆组成；该脱离机构包含气缸、铰接在气缸活塞杆端的气缸连动杆和具有两个摆臂的下连杆制动杆，该下连杆制动杆与一对下连杆共同铰接在固定于两侧壁之间的下连杆销轴上，它的一个摆臂铰接气缸连动杆上，另一个摆臂设置有分别与一对下连杆抵靠的止档；每一绝缘板底部安装一受电靴；每一四连杆机构的上连杆与该弹力装置相连。解决受流器可平稳地与供电轨紧密接触或脱离的技术问题，以及受流器可以同时实现接地回流的技术问题。

Description

电流进入和回流的受流器 

技术领域：

本发明是关于电动车辆的受电装置，尤其是关于高速磁悬浮列车使用的受电和回流装置。 

背景技术：

城市轨道交通如轻轨、地铁都是使用电力来驱动的，沿线路设置有供电系统的接触网或供电轨，行驶轨道上的车辆则通过安装在车顶部的受电弓与接触网滑动接触获取电力，或者通过固定在车辆底部的受流器与供电轨接触获取电能。此外，还需要通过车轮在接地的轨道上的行走接触，构成电流回路，才能实现电力的驱动和各设备的用电。因此，在整个的运行过程中，受电弓或受流器，永远与接触网或供电轨处于接触状态。 

磁浮列车特别是速度达430千米/时以上的高速磁浮列车，是一种靠电磁力将列车悬浮在轨道上方，利用地面输电设备向敷设在轨道上的直线电机的长定子线圈供电来驱动列车的，列车在运行中与轨道是没有机械接触的，而车上各电器设备用电是靠蓄电池和车载直线发电机联合供应直流电力。但是车载直线发电机在列车速度小于100千米/时时，其发电能力小，无法向车载电网供电，这就加大了车载蓄电池的负担，需要有足够的电容量，即蓄电池要有足够多的数量。如果在磁浮列车上也安装现有轨道交通的受电弓或受流器，虽可获得直流馈电供应，但需要沿线全长架设接触网和接地轨，或者供电轨和接地轨。这就意味着基础设备投资巨大，施工难度大、周期长。为此，寻求解决磁浮列车在启动后速度尚未达到100千米/ 时时，由受流器从供电轨获得直流电，而当速度大于100千米/时后，受流器能自动收回脱离供电轨，成了一个有待解决的课题。此外，现有受流器为在弹力装置的施力下，受电靴不脱离供电轨的结构，且只有一个受电靴，没有回流电路设施。 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种电流进入和回流的受流器，解决受流器可平稳地与供电轨紧密接触或脱离的技术问题，其次是解决受流器可以同时实现接地回流的技术问题。 

本发明解决上述技术的技术方案是： 

一种电流进入和回流的受流器，包含受电靴、弹力装置、两个并列的平行四边形四连杆机构和一个脱离机构；每一四连杆机构由铰接在对应的侧板和绝缘板上的上连杆和下连杆组成，每一绝缘板底部安装一受电靴，其特征在于：该脱离机构包含气缸、铰接在气缸活塞杆端的气缸连动杆和具有两个摆臂的下连杆制动杆，该下连杆制动杆与一对下连杆共同铰接在固定于两侧壁之间的下连杆销轴上，它的一个摆臂铰接气缸连动杆上，另一个摆臂于受电靴收回时与分别设置在一对下连杆上的止档相抵靠，每一四连杆机构的上连杆与该弹力装置相连。 

其特征在于：设置有限位开关和限位止挡，该限位开关固定在侧板上，该限位止挡固定在气缸活塞杆上或气缸连动杆上。 

其特征在于：该下连杆止动杆与下连杆上的止档抵靠的摆臂端呈阶梯状，当下连杆止动杆与下连杆抵靠时，两受电靴底面不在同一高度上。 

其特征在于：侧板上设置有限制该四连杆机构旋转位置的止位销。 

其特征在于：该弹力装置由弹簧拉杆前固定端、内弹簧固定端、外弹簧固定端、张力内弹簧、压力外弹簧和张力弹簧调节螺杆组成，该套合在一起的张力内弹簧和压力外弹簧的两端分别螺固在位于弹簧拉杆前固定端上的内、外弹簧固定端上和张力弹簧调节螺杆的内、外弹簧固定端上。 

本发明具有下述的有益效果： 

1)将绝缘板作为四连杆机构中的一个连杆构件，实现了受电靴与其他构件的绝缘，简化了受流器的机械结构。 

2)利用气动与弹簧张力相接合的机构实现受电靴的收放与恒定压力； 

3)本发明采用了平行四杆连动机构实现了受电靴平行于供电轨的平移，在高速磁浮车辆结构限制的条件下达到了接触供电的目的； 

4)在同一台受流器上同时实现受电功能和接地回流功能； 

5)无论是在受流器安装部位的车体横向联合向摆动或者受电靴磨损情况下，都能够保证受电靴与供电轨始终保持最大面积的平行平面接触； 

6)同一台受流器上实现供电轨和接地轨的不同步接触，能够避免受电靴与供电轨接触时的电火花现象。 

附图说明：

图1是本发明的主视图。 

图2是本发明的仰视图。 

图3是图1的局部剖视结构图。 

图4是图3中标记A-A的剖视图。 

图5是上连杆与侧壁铰接结构示意图。 

图6是受电靴的结构和安装示意图。 

图7是弹力装置结构示意图。 

具体实施方式：

请参阅图1至图3所示，本发明各个部件安装在以安装底板1、左右两侧板2、顶盖板4、气缸固定端板5组成的方形盒体上，它们之间用定位销定位，螺栓紧固连接。安装底板1实现对外连接，顶盖板4上安装定位销6，用于受流器安装时定位。该受流器设有两组分别安装在靠近左右两侧板2处并列的平行四边形四连杆机构，每一组平行四边形四连杆机构由上连杆7、下连杆9、绝缘板8、和一个对应的侧板2组成，上连杆7的安装孔距和下连杆9的安装孔距相等，绝缘板8的安装孔距和侧板2的安装孔距相等，上连杆7和绝缘板8之间通过上连杆前销轴13连接，下连杆9和绝缘板8之间通过下连杆前销轴14连接，上连杆7通过上连杆销轴11安装在侧板2与气缸连杆定位转动支座15(见图5)组成的槽内，侧板2上安装止位销16，限制上连杆7、下连杆9、绝缘板8、侧板2组成的平行四边形四连杆机构的旋转位置。侧板2和气缸连杆转动支座15可以是一体的，也可以通过定位销定位，用紧固螺栓组装成一体。该上连杆7位于上连杆销轴11的一端具有弯折的延伸部分，通过该延伸部分与弹力装置3铰接相连。 

弹力装置3通过杆销30和上连杆7的延伸部分连接在一起，另一端通过弹簧固定螺栓18连接在气缸垫块19上，而气缸垫块19通过气缸尾部固定销21和气缸22连接在一起。 

该弹力装置3是为平行四边形四连杆机构施力的元件，它由弹簧拉杆前固定端341、弹簧固定螺栓342、内弹簧固定端344、外弹簧固定端343、张力内弹簧346、压力外弹簧345和张力弹簧调节螺杆347组成，其中弹簧 固定螺栓342穿过弹簧拉杆前固定端341、弹簧固定螺栓342的尾部卡入弹簧拉杆前固定端341的沉台内，弹簧固定螺栓342上穿入外弹簧固定端343和内弹簧固定端344，并用螺母10紧固，外弹簧固定端343拧入压力外弹簧345的一端，内弹簧固定端344拧入张力内弹簧346的一端，另一个内弹簧固定端344拧入张力内弹簧346的另一端，另一个外弹簧固定端343拧入压力外弹簧345的另一端，张力弹簧调节螺杆347的一端拧入内弹簧固定端344的螺纹孔，并用螺母10锁紧，其另一端拧入弹力装置尾部固定端348。通过张力弹簧调节螺杆347的一端拧入内弹簧固定端344的螺纹深度来调整受电靴的接触压力。 

绝缘板8为绝缘材料，实现受流器主电路对地绝缘隔离，受电靴固定在绝缘板8底端(参见图6)，它由受电靴绝缘板23和滑板25组成。受电靴绝缘板23通过受电靴固定螺栓26拧入绝缘板8内的嵌入绝缘板固定止块27，使受电靴绝缘板23和绝缘板8连接在一起，而滑板25则和受电靴  绝缘板23通过螺栓连接在一起。滑板25采用含碳自调滑铜粉经粉末冶金烧结而成。 

设置有脱离机构，该脱离机构由下连杆制动杆28、气缸连动拉杆20、限位止档32，气缸22以及下连杆9上的止档9a构成，该下连杆止动杆28为一个具有两个摆臂的杠杆，它以中间的支点铰接在固定于左右两侧板2上的下连杆销轴12上，处于下连杆销轴12的中央，两组平行四边形四连杆机构上的下连杆9共同铰接在下连杆销轴12上，且分布于下连杆制动杆28的两侧，使下连杆制动杆28和两下连杆9有一共同的转轴。下连杆制动杆28的一个摆臂通过连接销29和气缸连动杆20连接，它的另一摆臂分别 与两个下拉杆9上的止挡9a抵靠，气缸连动杆20和限位止档32通过气缸杆销轴31连接，推块拧入气缸22的气缸活塞杆33带累纹的端头，同时用限位止档定位螺母34锁紧。气缸活塞杆33上装配气缸内置压缩弹簧35。气缸22端部和气缸固定端板5用螺栓连接在一起。该下连杆止动杆28与止档9a抵靠的摆臂端呈阶梯状，致使上述的两个下拉杆9上的止档9a与下连杆止动杆28抵靠时处于两个不同的高度位置(见图4所示)，因此两个受电靴的位置也存在高度差，从而保证了两受电靴在分别与供电轨和接地轨接触时不是同步的，有效地避免了电火花现象的产生。 

脱离机构的释放过程为：气缸22充气，在气压作用下，压缩气缸内置压缩弹簧35，同时气缸活塞杆33带动限位止档32，在气缸连动杆20的作用下，使下连杆止动杆28绕下连杆销轴12逆时针旋转，四连杆机构则在弹力装置3的作用下，做逆时针旋转，当受电靴的滑板25接触供电轨后，限制四连杆机构的旋转自由度，通过弹力装置3作用，为滑板25和供电轨或接地轨提供接触压力。若没有供电轨或接地轨阻挡时，四连杆机构则在弹力装置3的作用下，继续做逆时针旋转，直到上连杆7和止位销16接触，限制其继续旋转。 

脱离机构的脱离过程为：气缸22放气，气压减小，在气缸内置压缩弹簧35的作用下，推动气缸活塞杆33，带动限位止档32、气缸连动杆20，使下连杆制动杆28绕下连杆销轴12向相反的方向作顺时针旋转，同时下连杆制动杆28伸出的摆臂端部推动下连杆9上的止档9a，克服弹力装置3的反力，使平行四边形四连杆机构顺时针旋转，通过绝缘板8带动受电靴脱离供电轨和接地轨。脱离的具体位置由气缸22活塞杆的行程决定。为此， 受电靴的收回状态的平衡位置是通过气缸22内设置的压缩气缸内置压缩弹簧35产生的压缩力，作用在两并列的平行四边形四连杆机构上，抵消3弹力装置3的弹力和整个机构的重量实现的；只要气缸22处于无气源的状态下，受流器始终保持着受电靴收回的状态。 

限位开关的固定支架37设置在气缸22前部的固定端板5上，其数量可以是一个，也可以是多个。将受电靴收放状态限位开关36安装在限位开关固定支架37上，该限位开关36由限位止档32驱动动作，限位开关36安装位置为限位止档32的收回位以及放出位，其间的距离为气缸的行程，受电靴收放状态的限位开关36的数量可以为一个也可以为多个。 

本发明对外安装接口有气路连接口39、电气接插口40，它们均安装在接口安装支架38上。气路连接口39一端在和车体安装时对外连接，另一端通过软管连接到气缸22。电气接插口40一端连接限位开关36，另一端在和车体安装时对外连接，电气接插口40的数量可以为一个，也可为多个。主电路接口为：软导电铜带52，它一端安装在并列的两受电靴的绝缘板23处与滑板25电接触连接，另一端在受流器与车体安装时与外接连线相连。 

Claims (7)

1.一种电流进入和回流的受流器，包含受电靴、弹力装置、两个并列的平行四边形四连杆机构和一个脱离机构；每一四连杆机构由铰接在对应的侧板和绝缘板上的上连杆和下连杆组成，每一绝缘板底部安装一受电靴，其特征在于：该脱离机构包含气缸、铰接在气缸活塞杆端的气缸连动杆和具有两个摆臂的下连杆制动杆，该下连杆制动杆与一对下连杆共同铰接在固定于两侧壁之间的下连杆销轴上，它的一个摆臂铰接气缸连动杆上，另一个摆臂于受电靴收回时与分别设置在一对下连杆上的止档相抵靠；每一四连杆机构上连杆与该弹力装置相连。

2.根据权利要求1所述的电流进入和回流的受流器，其特征在于：设置有限位开关和限位止挡，该限位开关固定在侧板上，该限位止挡固定在气缸活塞杆上或气缸连动杆上。

3.根据权利要求1所述的电流进入和回流的受流器，其特征在于：侧板上设置有限制该四连杆机构旋转位置的止位销。

4.根据权利要求2所述的电流进入和回流的受流器，其特征在于：侧板上设置有限制该四连杆机构旋转位置的止位销。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的电流进入和回流的受流器，其特征在于；该下连杆止动杆与下连杆止档抵靠的摆臂端呈阶梯状，当下连杆止动杆与下连杆抵靠时，两受电靴底面不在同一高度上。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的电流进入和回流的受流器，其特征在于：该弹力装置由弹簧拉杆前固定端、内弹簧固定端、外弹簧固定端、张力内弹簧、压力外弹簧和张力弹簧调节螺杆组成，该套合在一起的张力内弹簧和压力外弹簧的两端分别螺固在位于弹簧拉杆前固定端上的内、外弹簧固定端上和张力弹簧调节螺杆的内、外弹簧固定端上。 

7.根据权利要求5所述的电流进入和回流的受流器，其特征在于：该弹力装置由弹簧拉杆前固定端、内弹簧固定端、外弹簧固定端、张力内弹簧、压力外弹簧和张力弹簧调节螺杆组成，该套合在一起的张力内弹簧和压力外弹簧的两端分别螺固在位于弹簧拉杆前固定端上的内、外弹簧固定端上和张力弹簧调节螺杆的内、外弹簧固定端上。 

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