CN102935809A - 一种受电弓 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓，包括下臂杆，所述下臂杆的前、后两端分别连接所述底架、所述上框架；所述受电弓还包括电驱动的升降弓装置，所述升降弓装置通过驱动所述下臂杆转动实现升弓、降弓。采用上述结构，通过110V低压控制电驱动装置，就能够简单、方便地实现受电弓的升弓、降弓，与现有技术中采用供气装置驱动升弓、降弓的受电弓，该受电弓电驱动装置的体积远小于供气装备的体积，因此该受电弓还具有结构紧凑、节省空间的特点，更适用于当前电力机车的进一步发展。

Description

一种受电弓

技术领域

本发明涉及电力机车技术领域，尤其涉及一种用于电力机车的受电弓。

背景技术

受电弓是安装在城轨地铁车辆以及低板车上、用于从接触网上集取电流以供车辆使用的电气设备。目前，多数城轨地铁车辆上采用的是气动驱动受电弓，分为气缸弹簧式和气囊式两种。

气缸弹簧式受电弓采用一个含有压缩降弓弹簧的降弓气缸和一组升弓拉伸弹簧来控制受电弓的升降，当降弓气缸内没有通入压缩气体时，设于降弓气缸内的压缩降弓弹簧产生的力矩大于拉伸升弓弹簧产生的力矩，降弓气缸内的压缩降弓弹簧起到降弓作用，受电弓处于降弓状态。向降弓气缸内通入压缩气体时，压缩气体克服压缩降弓弹簧的力矩，使拉伸升弓弹簧起作用，从而实现受电弓的升弓操作。

对于气囊式受电弓，向气囊内充入压缩气体，气囊体积膨胀带动受电弓下臂杆转动实现升弓，气囊放气后下臂杆收起重力作用自然下降实现降弓。

然而，上述两种驱动方式的受电弓均需要压缩机供风设备、脚踏泵和电动泵等供气设备，这些供气设备占用的空间比较大，但在很多城轨地铁车辆和低地板车，为了节约车内设备空间，不能够设置上述设备，因此上述两种受电弓已经不能够满足当前电力机车的需求。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，另辟蹊径涉及一种新型驱动方式的受电弓，减小其升降弓装置占用的空间，使其具有结构紧凑、节省空间的特点。

发明内容

本发明的目的为提供一种受电弓，该受电弓采用电驱动装置驱动其升弓、降弓，具有结构紧凑、节省空间的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种受电弓，包括下臂杆，所述下臂杆的前、后两端分别连接所述底架、所述上框架；所述受电弓还包括电驱动的升降弓装置，所述升降弓装置通过驱动所述下臂杆转动实现升弓、降弓。

优选地，所述升降弓装置包括电驱动装置、制动部件和升弓弹簧；所述电驱动装置的前端与所述底架连接，其后端可选择地驱动所述制动部件制动所述下臂杆或放开所述下臂杆；所述升弓弹簧呈拉伸状态，其前端、后端分别连接所述底架、所述下臂杆，且所述升弓弹簧的拉力小于所述制动部件的制动力。

优选地，所述电驱动装置包括直线电机，所述直线电机的前端与所述底架连接，所述直线电机后端的转轴通过所述制动部件与所述下臂杆连接；所述直线电机正转时，所述制动部件抱紧所述下臂杆；所述直线电机反转时，所述制动部件放开所述下臂杆。

优选地，所述制动部件为活动支板，所述活动支板通过第一转轴、第二转轴与所述转轴、所述下臂杆铰接，所述活动支板设有凸起部；所述凸起部在所述直线电机正转时卡紧所述下臂杆，所述凸起部在所述直线电机反转时放开所述下臂杆。

优选地，所述直线电机的前端与所述底架之间、所述直线电机的后端与所述活动支板之间均设有绝缘子。

优选地，所述制动部件与所述直线电机后端的所述绝缘子之间还设有缓冲部件。

优选地，所述升弓弹簧包括横截面较大的粗弹簧和套装于所述粗弹簧内部的细弹簧，所述粗弹簧与所述细弹簧的两端分别连接于夹板的两端，且所述夹板的前端、后端分别与所述底架、所述下臂杆连接。

优选地，所述夹板的前端通过钢丝绳与所述底架连接，所述夹板的后端通过螺杆与所述下臂杆连接。

优选地，所述受电弓的弓头组件包括碳滑板、弓角和弓头悬挂，所述碳滑板为浸金属碳滑板。

优选地，所述弓头悬挂为橡胶弹簧结构，所述橡胶弹簧的一端通过导杆组焊与所述上框架的转轴连接，另一端通过螺栓与所述弓头组件的滑板托架连接。

优选地，所述弓角呈圆弧形，所述圆弧形弓角设于所述弓头组件的滑板托架的横向外侧。

优选地，所述底架通过绝缘子组件与电力机车的车顶连接。

优选地，还包括手动操作轴，所述手动操作轴一端与所述电驱动装置连接，另一端与电力机车内部的手摇杆连接。

本发明提供一种受电弓，其还包括电驱动的升降弓装置，所述升降弓装置通过驱动所述下臂杆转动实现升弓、降弓。具体的方案中，上述升降弓装置包括电驱动装置、制动部件和升弓弹簧；电驱动装置的前端与底架连接，其后端可选择地驱动制动部件制动下臂杆或放开下臂杆；升弓弹簧呈拉伸状态，其前端、后端分别连接底架、下臂杆，且升弓弹簧的拉力小于制动部件的制动力。

采用这种结构，工作过程中，启动电驱动装置使其驱动制动部件制动下臂杆，此时下臂杆同时受到升弓弹簧施加的拉力和制动部件施加的制动力，由于升弓弹簧的拉力小于制动力，因此下臂杆处于制动状态，不能向上转动，受电弓处于降弓状态；启动电驱动装置使其驱动制动部件放开下臂杆，则下臂杆在升弓弹簧的压力作用下向上转动，受电弓实现升弓。

由此可见，采用上述电驱动装置能够简单、方便地实现受电弓的升弓、降弓，与现有技术中采用供气装置驱动升弓、降弓的受电弓，该受电弓电驱动装置的体积远小于供气装备的体积，因此该受电弓还具有结构紧凑、节省空间的特点，更适用于当前电力机车的进一步发展。

附图说明

图1为本发明所提供受电弓的一种具体实施方式的俯视图；

图2为图1中的电驱动装置的结构示意图；

图3为图1中的升弓弹簧的结构示意图；

图4为图1中的弓头组件的结构示意图；

图5为图1中的绝缘组件的结构示意图。

其中，图1至图5中的部件名称与附图标记之间的对应关系为：

铰链机构1；底架11；橡胶止挡111；下臂杆12；调整板121；上框架13；拉杆14；平衡杆15；

电驱动装置21；第一绝缘子211；安装板组焊212；连接件213；盖板214；安装块215；安装台组焊216；直线电机217；防尘套218；连接杆219；第二绝缘子2110；缓冲部件2111；隔离板组焊2112；

制动部件22；第一转轴221；第二转轴222；凸起部223；

升弓弹簧23；钢丝绳231；夹板232；粗弹簧233；细弹簧234；螺杆235；

手动操作轴24；

弓头组件3；碳滑板31；弓角32；弓头悬挂33；滑板托架34；导杆组焊35；

绝缘子组件4；六角螺栓41、弹簧接触垫圈42、调整垫圈43、球面垫圈44、锥形座45、第三绝缘子46；

控制盒5。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种受电弓，该受电弓采用电驱动装置驱动器升弓、降弓，使其具有结构紧凑、节省空间的优点。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，本文中的方位词“前端”、“后端”分别指的是图1中的左端、右端，“顶端”、“底端”分别指的是图1中垂直于纸面射出的一端、垂直于纸面射入的一端；应当理解，这些方位词的出现是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

请参考图1，图1为本发明所提供受电弓的一种具体实施方式的俯视图。

在一种具体实施方式中，如图所示，本发明提供一种受电弓，该受电弓包括一个整体铰链机构1和通过驱动下臂杆12转动实现升弓、降弓的升降弓装置。该铰链机构1包括下臂杆12、上框架13、拉杆14和平衡杆15。下臂杆12和拉杆14的底端和底架11连接，下臂杆12和拉杆14的顶端与上框架13铰接，上框架13和平衡杆15的顶端与弓头组件3连接，平衡杆15底端与下臂杆12连接。整个铰链机构中，下臂杆12、拉杆14、上框架13、平衡杆15组成两个平面四连杆机构。下臂杆12采用钢管焊接成工字型结构。上框架13采用整体的铝合金变径管焊接而成，减轻了受电弓的整体质量，归算质量小，同时采用对角线杆加强受电弓的横向刚度。拉杆14采用铝合金管而成，两端采用万向轴承与底架11和上框架13铰接，减少了受电弓内摩擦力。平衡杆15采用钢管焊接而成。拉杆14和平衡杆15长度都可调节，可对受电弓的四杆机构参数进行微调，从而获得更好的升降弓静态接触压力曲线，保证受电弓的稳定受流。底架11上装有三个橡胶止挡111，当受电弓降弓时，橡胶止挡111起缓冲作用，避免铰链机构同底架11刚性接触，从而保护受电弓。上述升降弓装置为电驱动的升降弓装置。

具体的方案中，上述升降弓装置包括电驱动装置21、制动部件22和升弓弹簧23；电驱动装置21的前端与底架11连接，其后端可选择地驱动制动部件22制动下臂杆12或放开下臂杆12；升弓弹簧23呈拉伸状态，其前端、后端分别连接底架11、下臂杆12，且升弓弹簧23的拉力小于制动部件22的制动力。

采用这种结构，工作过程中，启动电驱动装置21使其驱动制动部件22制动下臂杆12，此时下臂杆12同时受到升弓弹簧23施加的拉力和制动部件22施加的制动力，由于升弓弹簧23的拉力小于制动力，因此下臂杆12处于制动状态，不能向上转动，受电弓处于降弓状态；启动电驱动装置21使其驱动制动部件22放开下臂杆12，则下臂杆12在升弓弹簧23的压力作用下向上转动，受电弓实现升弓。

由此可见，采用上述电驱动装置21能够简单、方便地实现受电弓的升弓、降弓，与现有技术中采用供气装置驱动升弓、降弓的受电弓，该受电弓电驱动装置21的体积远小于供气装备的体积，因此该受电弓还具有结构紧凑、节省空间的特点，更适用于当前电力机车的进一步发展。

可以想到，上述升降弓装置并不仅限于这种结构，还可以采用其他结构，例如，升降弓装置可以包括升弓弹簧、降弓弹簧和电驱动装置，其中升弓弹簧、降弓弹簧对下臂杆施加相反的力矩，需要升弓时，启动电驱动装置使其拉伸升弓弹簧实现升弓，需要降弓时启动电驱动装置使其拉伸降弓弹簧实现降弓。

还可以进一步介绍上述电驱动装置21和制动部件22的具体结构。请参考图2，图2为图1中的电驱动装置21的结构示意图。

在另一种具体实施方式中，如图2所示，上述电驱动装置21可以为直线电机组件，其主要包括直线电机217，直线电机217的前端与底架11连接，直线电机217后端的转轴通过制动部件22与下臂杆12连接；直线电机217正转时，制动部件22抱紧下臂杆12；直线电机217反转时，制动部件22放开下臂杆12。

采用这种结构，工作过程中只需操作直线电机217使其正转、反转，即可实现受电弓的升弓、降弓，由此可见，采用直线电机217作为受电弓的电驱动装置21能够大大提高受电弓的可操作性。当然，上述受电弓的结构并不仅限于此，还可以采用其他装置作为电驱动装置。

更具体的方案中，如图2所示，上述制动部件22可以为活动支板，活动支板通过第一转轴221、第二转轴222与转轴、下臂杆12铰接，活动支板设有凸起部223；凸起部223在直线电机217正转时卡紧下臂杆12，凸起部223在直线电机217反转时放开下臂杆12。

这样，操作直线电机217使其正转，直线电机217的转轴向后伸出，推动活动支板转动，凸起部223卡接于下臂杆12后侧，起到制动的作用，阻止下臂杆12转动；操作直线电机217使其翻转，直线电机217的转轴向前收缩，带动活动支板转动，凸起部223随之向下转动、放开下臂杆12，此时下臂杆12在升弓弹簧23的作用下向上转动，实现升弓。

由此可见，将活动支板作为制动部件22能够简单、方便地实现对受电弓的制动。可以想到，上述制动部件22并仅限于此，还可以采用其他结构，例如可以将制动部件22设置为具有两个夹持部的夹具，两个夹持部的夹角随直线电机217正转而减小、夹紧下臂杆12，实现降弓；两个夹持部的夹角随直线电机217翻转而增大、松开下臂杆12，实现升弓。

进一步的方案中，上述直线电机组件可以包括从前到后依次连接的第一绝缘子211、安装板组焊212、连接件213、盖板214、安装块215、安装台组焊216、直线电机217、防尘套218、连接杆219、第二绝缘子2110和隔离板组焊2112。采用这种结构，直线电机组件两端的绝缘子能够将直线电机组件与电力机车车顶的受电弓高压部分隔离开来，保证了低压直线电机组件的安全操作。

更进一步地，上述制动部件22与直线电机217后端的第二绝缘子2110之间还设有缓冲部件2111。这样，能够避免在制动部件22与直线电机217在运动方向突然转变时发生刚性碰撞，进一步保证直线电机217的工作稳定性。

还可以进一步设置上述升弓弹簧23的具体结构。请参考图3，图3为图1中的升弓弹簧23的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图3所示，上述升弓弹簧23可以包括横截面较大的粗弹簧233和套装于粗弹簧233内部的细弹簧234，粗弹簧233与细弹簧234的两端分别连接于夹板232的两端，且夹板232的前端、后端分别与底架11、下臂杆12连接。

采用这种结构，通过夹板232连接粗弹簧233和细弹簧234合成的升弓弹簧23伸缩时具有更大的弹簧力，进一步保证升弓弹簧23的工作稳定性和使用寿命。当然，上述升弓弹簧23并不仅限于此，其还可以采用单个弹簧，或者更多数目的弹簧合成的升弓弹簧。

更具体的方案中，上述夹板232的前端通过钢丝绳231与底架11连接，夹板232的后端通过螺杆235、楔形垫与下臂杆12的调整板121连接。采用这种结构，由于钢丝绳231具有较高的强度，并且具有较好的柔性，因此能够进一步增强升弓弹簧23的连接可靠性和工作灵活性。此外，夹板232后端通过螺杆235与下臂杆12连接的结构，使得操作人员能通过对螺杆235的旋进、旋出调整对升弓弹簧23装置的具体位置和长度，这更进一步增强升弓弹簧23装置的工作灵活性和工作适应性。当然，上述升弓装置还可以采用拉杆14等其他刚性部件与底架11、下臂杆12连接。

还可以进一步设置上述受电弓的弓头组件3的具体结构。图4为图1中的弓头组件3的结构示意图。

在另一种具体实施方式中，如图4所示，上述受电弓的弓头组件3包括碳滑板31、弓角32和弓头悬挂33，碳滑板31可以为浸金属碳滑板31。这种材料的碳滑板31能够承受较大的运行电流载荷和静止载荷。

此外，上述弓头悬挂33为橡胶弹簧结构，橡胶弹簧的一端通过导杆组焊35与上框架13的转轴连接，另一端通过螺栓与弓头组件3的滑板托架34连接。这使得弓头组件3具有一定的自由度，能吸收受电弓正常运行时弓网之间的冲击和振动。

更进一步地，上述弓角32可以呈圆弧形，圆弧形弓角32设于滑板托架34的横向外侧。这样能够防止受电弓发生钻网、挂弓等现象的发生。

在另一种具体实施方式中，图5为图1中的绝缘组件的结构示意图，如图5所示，并结合图1，上述底架11通过绝缘子组件4与电力机车的车顶连接。具体地，该绝缘子组件4可以包括六角螺栓41、弹簧接触垫圈42、调整垫圈43、球面垫圈44、锥形座45、第三绝缘子46。底架11开设有圆孔，弹簧接触垫圈42放在圆孔上，六角螺栓41穿过底架11上的支撑架后，穿过弹簧接触垫圈42、调整垫圈43、球面垫圈44、锥形座45将受电弓安装在绝缘子组件上，从而使受电弓与车顶绝缘隔离。

具体地，上述绝缘子组件4的数目可以为四个，四个绝缘子组件4对称设置于底架11的支撑架上。当然，上述绝缘子组件4还可以为其他数目。

在另一种具体实施方式中，本发明提供的受电弓还可以包括手动操作轴24，手动操作轴24一端与直线电机连接，另一端与电力机车内部的手摇杆连接。

采用这种结构，电力机车内的蓄电池电源电力不足的情况下，当需要升弓时，操作人员可以通过该手动操作轴24使直线电机217反转，解除对下臂杆12的束缚，使升弓弹簧23起作用实现升弓，受电弓与接触网接触集取电流供车辆使用。

以上对本发明所提供的一种受电弓进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种受电弓，包括底架(11)、下臂杆(12)和上框架(13)，所述下臂杆(12)的前、后两端分别连接所述底架(11)、所述上框架(13)；其特征在于，所述受电弓还包括电驱动的升降弓装置，所述升降弓装置通过驱动所述下臂杆(12)转动实现升弓、降弓。

2.根据权利要求1所述的受电弓，其特征在于，所述升降弓装置包括电驱动装置(21)、制动部件(22)和升弓弹簧(23)；所述电驱动装置(21)的前端与所述底架(11)连接，其后端可选择地驱动所述制动部件(22)制动所述下臂杆(12)或放开所述下臂杆(12)；所述升弓弹簧(23)呈拉伸状态，其前端、后端分别连接所述底架(11)、所述下臂杆(12)，且所述升弓弹簧(23)的拉力小于所述制动部件(22)的制动力。

3.根据权利要求2所述的受电弓，其特征在于，所述电驱动装置(21)包括直线电机(217)，所述直线电机(217)的前端与所述底架(11)连接，所述直线电机(217)后端的转轴通过所述制动部件(22)与所述下臂杆(12)连接；所述直线电机(217)正转时，所述制动部件(22)抱紧所述下臂杆(12)；所述直线电机(217)反转时，所述制动部件(22)放开所述下臂杆(12)。

4.根据权利要求3所述的受电弓，其特征在于，所述制动部件(22)为活动支板，所述活动支板通过第一转轴(221)、第二转轴(222)与所述转轴、所述下臂杆(12)铰接，所述活动支板设有凸起部(223)；所述凸起部(223)在所述直线电机正转时卡紧所述下臂杆(12)，所述凸起部(223)在所述直线电机反转时放开所述下臂杆(12)。

5.根据权利要求4所述的受电弓，其特征在于，所述直线电机(217)的前端与所述底架(11)之间、所述直线电机(217)的后端与所述活动支板之间均设有绝缘子。

6.根据权利要求5所述的受电弓，其特征在于，所述制动部件(22)与所述直线电机(217)后端的所述绝缘子之间还设有缓冲部件(2111)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的受电弓，其特征在于，所述升弓弹簧(23)包括横截面较大的粗弹簧(233)和套装于所述粗弹簧(233)内部的细弹簧(234)，所述粗弹簧(233)与所述细弹簧(234)的两端分别连接于夹板(232)的两端，且所述夹板(232)的前端、后端分别与所述底架(11)、所述下臂杆(12)连接。

8.根据权利要求7所述的受电弓，其特征在于，所述夹板(232)的前端通过钢丝绳(231)与所述底架(11)连接，所述夹板(232)的后端通过螺杆(235)与所述下臂杆(12)连接。

9.根据权利要求1-6任一项所述的受电弓，其特征在于，所述受电弓的弓头组件(3)包括碳滑板(31)、弓角(32)和弓头悬挂(33)，所述碳滑板(31)为浸金属碳滑板。

10.根据权利要求9所述的受电弓，其特征在于，所述弓头悬挂(33)为橡胶弹簧结构，所述橡胶弹簧的一端通过导杆组焊(35)与所述上框架(13)的转轴连接，另一端通过螺栓与所述弓头组件(3)的滑板托架(34)连接。

11.根据权利要求9所述的受电弓，其特征在于，所述弓角(32)呈圆弧形，所述圆弧形弓角(32)设于所述弓头组件(3)的滑板托架(34)的横向外侧。

12.根据权利要求1-6任一项所述的受电弓，其特征在于，所述底架(11)通过绝缘子组件(4)与电力机车的车顶连接。

13.根据权利要求2-6任一项所述的受电弓，其特征在于，还包括手动操作轴(24)，所述手动操作轴(24)一端与所述电驱动装置(21)连接，另一端与电力机车内部的手摇杆连接。

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