CN103192719A - 一种轨道交通车辆及其受流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受流器，包括受流滑靴、摇臂和弹性部件；受流滑靴用于与供电轨滑动配合，摇臂的一端用于与转向架构架铰接、另一端与受流滑靴铰接，弹性部件设置于摇臂和转向架构架之间、以调整受流滑靴与供电轨的接触压力；还包括与摇臂平行设置的辅助摇臂，辅助摇臂铰接设置于受流滑靴和转向架构架之间，且摇臂的铰接点之间距离L₁₂和辅助摇臂的铰接点之间的距离L₁₄相等。与现有技术相比，本发明利用平行四边形机构的摇臂和辅助摇臂以相同角速度转动时，与两者铰接的受流滑靴平动的特点，解决了受流器因受流滑靴偏磨而造成受流不稳定的问题，保证了列车的工作安全性和稳定性。在此基础上，本发明还公开了一种包括上述受流器的轨道交通车辆。

Description

一种轨道交通车辆及其受流器

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆及其受流器。

背景技术

随着我国城镇化进程的发展，中心城市快速扩张，地铁和轻轨为代表的城市轨道交通被各大中城市列为重点建设项目，与架空接触网相比，钢铝复合接触轨(或称导电轨、第三轨)供电系统具有使用寿命长、运营可靠、维修量少且容易、便于管理、电能损耗小和美观等优点，因此，被越来越多的设计单位和用户所采用。对于作为与接触轨配套的受流器也受到越来越多的重视，以保证车辆供电和运行的可靠性。

受流器，是指安装在列车转向架上，为列车从刚性供电轨进行动态取流(采集电流)，满足列车电力需求的一套动态受流设备。供电轨受流分上部受流(受流轨摩擦受流面朝上)、下部受流(受流轨摩擦受流面朝下)、侧向受流(受流轨摩擦受流面侧立)。通常情况下列车采用下部受流的方式。

目前，采用的下部受流器的摆臂都采用单臂结构，其具体结构请参见图1，该受流器包括一端用于与转向架构架04铰接，另一端与受流滑靴02铰接的摇臂01、以及设置设于摇臂01和转向架构架04之间的弹性部件(图中未示出)；其中受流滑靴02用于与供电轨06滑动配合。

现结合图2来说明，供电轨06的摩擦面061和与列车轮对配合的轨面05处于不同工作高度时，受流器的工作状态的变化情况：

当受流器位于理论工作高度H时，受流滑靴02的受流面021与供电轨06的摩擦面061重合；当受流滑靴02或供电轨06初始使用状态下(无磨损量)，轨面05与供电轨面061位于最低工作高度H₁，此时受流器相对于转向架构架04逆时针转动角度δ，即供电轨面061与受流面021之间形成夹角δ；受流滑靴02或供电轨06经使用具有磨损量后，工作高度位于最高工作高度H_h，此时受流器相对于转向架构架04顺时针转动角度ε，即供电轨面061与受流面021之间形成夹角ε。

然而，受流器的受流滑靴02的受流面021与供电轨面061发生偏磨，将会造成受流器受流不稳定的问题。此外，还会因局部磨损量过大而缩短受流器的使用寿命。

有鉴于此，亟待针对现有受流器的结构进行改进，以解决现有技术中因受流靴偏磨而导致受流器受流不稳定的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种用于轨道交通车辆的受流器，以解决现有技术中因受流靴偏磨而导致受流器受流不稳定的问题。在此基础上，本发明还提供一种包括上述受流器的轨道交通车辆。

本发明所提供的一种受流器，包括：

受流滑靴，用于与供电轨滑动配合

摇臂，一端与所述受流滑靴铰接，另一端用于与转向架构架；

弹性部件，设置于所述摇臂和所述转向架构架之间，用于调节所述受流滑靴与所述供电轨的接触压力；其特征在于，还包括辅助摇臂，所述辅助摇臂与所述摇臂平行，且铰接设置于所述转向架构架和所述受流滑靴之间；

其中，所述摇臂的铰接点之间距离L₁₂和所述辅助摇臂的铰接点之间的距离L₁₄相等。

优选地，沿所述供电轨的延伸方向，所述摇臂与所述转向架构架和所述受流滑靴分别具有两个铰接位置，所述辅助摇臂与所述转向架构架和所述受流滑靴分别具有一个铰接位置。

优选地，所述摇臂包括摇臂主体、与所述摇臂主体固定连接的两个第一铰接体和两个第二铰接体；两个所述第一铰接体与所述转向架构架铰接，两个所述第二铰接体与所述受流滑靴铰接。

优选地，沿所述供电轨的延伸方向，两个所述第二铰接体之间设置有固定部，两个所述第二铰接体通过所述固定部与所述摇臂主体固定。

优选地，所述辅助摇臂包括辅助摇臂主体、与所述辅助摇臂主体固定连接的第三铰接体和第四铰接体；其中，所述第三铰接体与所述转向架构架铰接，所述第四铰接体与所述受流滑靴铰接。

优选地，所述受流器还包括固定板，所述转向架构架通过所述固定板与所述摇臂和所述辅助摇臂铰接。

优选地，所述受流滑靴包括基座和可拆卸设置于所述基座上的受流滑块；所述摇臂和所述辅助摇臂分别通过所述基座与受流滑靴铰接，所述受流滑靴通过所述受流滑块与所述供电轨滑动配合。

优选地，所述弹性部件具体为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述转向架构架铰接，另一端与设置于所述摇臂的弹簧安装座铰接。

本发明提供的用于轨道交通车辆用的受流器，包括受流滑靴、摇臂和弹性部件；其中，受流滑靴用于与供电轨滑动配合，摇臂的一端用于与转向架构架铰接、另一端与受流滑靴铰接，弹性部件设置于摇臂和转向架构架之间、以调整受流滑靴与供电轨的接触压力；还包括与摇臂平行设置的辅助摇臂，辅助摇臂铰接设置于受流滑靴和转向架构架之间，且摇臂的铰接点之间距离L₁₂和辅助摇臂的铰接点之间的距离L₁₄相等。

综上，与现有技术相比，本发明所提供的受流器的摇臂、辅助摇臂和受流滑靴，与受流器的转向架构架形成平行四边形铰链机构，利用平行四边形铰链机构工作过程中，两曲柄(摇臂和辅助摇臂)以相同角速度转动时，与两曲柄(摇臂和辅助摇臂)铰接的连杆(受流滑靴)平动的特点，轨道交通车辆运行过程中，避免了受流滑靴的受流面与供电轨的供电轨面的偏磨现象，这样相对不易产生过流和拉弧放电，从而提高了受流器的受流稳定性；此外，上述结构的受流器通过防止偏磨现象发生，延长了受流滑靴的使用寿命。因此，本方案中的受流器有效的解决了现有技术中受流器因受流滑靴偏磨而造成的受流不稳定的问题，保证了车辆的工作安全性和稳定性。

附图说明

图1为现有技术中受流器与供电轨配合的结构简图；

图2为图1中受流器的工作状态示意图；

图3为本发明所提供的受流器的结构示意图；

图4为图3中受流器的工作状态示意图；

图5为图4中受流器的主视结构示意图；

图6为图4中受流器的俯视结构示意图。

图2至6中：

1受流器、11受流滑靴、111基座、1111基座第二铰接部、1112基座第四铰接部、112受流滑块、1121受流面、12摇臂、121摇臂主体、1211减重孔、122第一铰接体、123第二铰接体、1231固定部、13圆柱螺旋弹簧、14辅助摇臂、141辅助摇臂主体、142第三铰接体、143第四铰接体、15弹性部件安装座、16固定板、161固定板第一铰接部、162固定板第三铰接部、2供电轨、21供电轨面、3转向架构架、4水平轨面。

具体实施方式

本发明的目的在于，提供一种用于轨道交通车辆用的受流器，以解决现有技术中受流器因受流滑靴偏磨而造成的受流不稳定的问题，从而在延长受流器使用寿命的基础上，保证轨道交通车辆运行的可靠性和安全。在此基础上，本发明还提供一种包括上述受流器的轨道交通车辆。

不失一般性，现结合说明书附图来说明，本发明所提供的受流器的具体实施例。

请参见图3和图4，其中，图3为本发明所提供的受流器具体实施例的结构示意图，图4为图3中受流器的工作状态示意图。

如图3所示，本方案所提供的受流器1包括受流滑靴11、摇臂12和弹性部件13；其中，受流滑靴11用于与供电轨2滑动配合，摇臂12的一端用于与转向架构架3铰接、另一端与受流滑靴11铰接，弹性部件13设置于摇臂12和转向架构架3之间、以调整受流滑靴11与供电轨2的接触压力；还包括与摇臂12平行设置的辅助摇臂14，辅助摇臂14铰接设置于受流滑靴11和转向架构架3之间，且摇臂12的铰接点之间距离L₁₂和辅助摇臂14的铰接点之间的距离L₁₄相等

与现有技术相比，本方案所提供的受流器1的受流滑靴11、摇臂12、辅助摇臂14，与车辆的转向架构架3形成平行四边形铰链机构。本方案利用平行四边形铰链机构工作过程中，两曲柄以相同角速度转动时，与两曲柄铰接的连杆平动的特点，来解决现有技术中受流器因受流滑靴偏磨而造成受流不稳定的问题。

现结合图4来说明本方案所提供的受流器1在不同工作状态下时，受流滑靴11的受流面1121和供电轨2的供电轨面21之间夹角α的变化情况。如图4所示，当与列车的车轮滚动配合的水平轨面4与供电轨2的距离位于理论工作高度H时，受流面1121和供电轨面21重合，即α＝0°；当受流器1或供电轨2处于安装初始状态(无磨损量)时，水平轨面4与供电轨面21的距离位于最低工作高度H₁，此时受流器1的摇臂12(曲柄)和辅助摇臂14(曲柄)相对于理论工作位置逆时针转动角度β₁，受流滑靴11(连杆)无相对于转动仅发生平行位移，即α＝0°；当受流器1或供电轨2使用一段时间后，由于受流滑靴11或供电轨2的摩擦引起的磨损量，摇臂12(曲柄)和辅助摇臂14(曲柄)相对于理论工作位置顺时针转动角度β₂，水平轨面4与供电轨面21的距离至最高工作高度H_h。

综上所述，本方案通过引入辅助摇臂14，且使摇臂12、辅助摇臂14和受流滑靴11与转向架构架3组成平行四边形机构，避免了车辆运行过程中，受流器1的受流滑靴11的受流面1121与供电轨2的供电轨面21的偏磨现象，这样相对不易产生过流和拉弧放电，提高了受流器的受流稳定性；此外，上述结构的受流器1通过防止偏磨现象发生，延长了受流滑靴11的使用寿命。因此，本方案中的受流器有效的解决了现有技术中受流器因受流滑靴偏磨而造成的受流不稳定的问题，保证了车辆的工作安全性和稳定性。

接下来，结合图5和图6来详细介绍受流器1的各个组成元件的具体结构及其有益效果，其中，图5为图3中受流器的主视结构示意图；图6为图3中受流器的俯视结构示意图。

如图5所示，本方案中的受流器1还包括固定板16，摇臂12和辅助摇臂14通过固定板16与转向架构架3铰接。这样将简化转向架构架3的加工工艺，且使受流器1便于维修，从而降低了受流器1的维护及维修成本。当然，在满足加工工艺及装配工艺要求的基础上，本方案中的摇臂12和辅助摇臂14可直接与转向架构架3实现铰接连接关系。

进一步，如图5所示，本方案中的摇臂12包括摇臂主体121、两个第一铰接体122、两个第二铰接体123、以及沿供电轨2的延伸方向固定连接于两个第二铰接体123之间的固定部1231；其中，第一铰接体122用于与轨道交通车辆的转向架构架3铰接，第二铰接体122与受流滑靴11铰接，两个第一铰接体122和固定部1231通过螺栓与摇臂主体121固定连接。本方案采用分体式结构不仅简化了摇臂12的加工工艺，而且维修过程中只需更换损坏部件即可，从而降低了摇臂的生产和维修成本。

此外，由于第二铰接体123用于与受流滑靴11铰接，受流滑靴11重量直接作用于第二铰接体123上，为了增强第二铰接体123的连接强度，在两者之间设置了长条状固定部1231。且，本方案中的固定部1231和第二铰接体123一体成型，从而更进一步的增强了承载能力。可以理解，在满足承载和连接强度要求的基础上，本方案中的两个第二铰接体123可以直接固定连接于摇臂主体121，或者固定部1231和第二铰接体123分体加工，再通过螺栓固定连接，这样可简化加工工艺，降低受流器1整体的制造成本。

本方案中的辅助摇臂同样也采用分体结构，包括辅助摇臂主体141、与辅助摇臂主体141通过螺栓固定连接的第三铰接体142和第四铰接体143；其中，第三铰接体142用于与轨道交通车辆的转向架构架3铰接，第四铰接体143与受流滑靴11铰接。同理，采用分体结构的有益效果同上，故而在此不再赘述。

当然，在满足加工工艺以及装配工艺要求的基础上，本方案中的摇臂12和辅助摇臂14中的一者，或者两者可采用一体成型技术加工而成。

进一步，受流滑靴11通过与供电轨2接触面间的滑动摩擦从其采集电流以驱动轨道交通车辆运行，因此，受流滑靴11形状为与供电轨2相匹配的长条状。由图5可知，受流滑靴11的重量主要由摇臂12来承担，为了增大摇臂12对受流滑靴11的支撑力，本方案中摇臂12的摇臂主体121具体形状为方形，两个第一铰接体122和两个第二铰接体123，分别固定连接于摇臂主体121的两相对端面的两端部。

本方案通过将受流滑靴11提供支撑力的摇臂主体121设置为方形，且将铰接体设置在端部的方式，为受流滑靴的两端提供了支撑力，从而防止了轨道交通车辆在运行过程中，受流滑靴11因倾斜而造成偏磨问题的发生，从而进一步的提高了受流器1的受流稳定性。当然，在满足使受流滑靴11的受流面1121与供电轨2的供电轨面21不发生偏磨的基础上，本方案中的摇臂主体也可以为异于方形的其他形状。

此外，本方案中的摇臂主体121具有方形减重孔1211，且在与水平轨面4平行的投影面内，两个第二铰接件123和固定部1231形成的“U”字型结构同样也具有减重作用。这样，不仅减轻了整车的重量，优化了其动力学性能，而且降低了对用于调整受流滑靴11和供电轨2之间接触力的弹性部件13的刚度要求，降低了受流器1的制造成本。

另外地，如图6所示，本方案中摇臂12的具有两个第一铰接件122，且每个第一铰接件122的一端通过螺栓与摇臂主体121固定连接、另一端通过转轴与固定板16上的相应的两个固定板铰接部161铰接，且两个第一铰接件122固定连接于摇臂主体121的两端。这样，不仅简化了第一铰接件122的加工工艺，降低了受流器1的整体重量，而且对摇臂主体121的两端施加支撑力，限制了其相对转向架构架3的转动自由度，从而降低了列出运行过程中，因摇臂主体121发生转动致使受流滑靴倾斜问题发生的几率，进一步的提高了受流器1的受流稳定性。当然，在满足加工工艺和装配工艺要求的基础上，沿供电轨2的延伸方向本方案中的两个第一铰接体122之间也可设置固定部，两者亦可整体加工成型。

如图5所示，受流滑靴11包括基座111和可拆卸的设置于基座111的受流滑块112，摇臂12和所述辅助摇臂14分别通过基座111与受流滑靴11铰接，受流滑靴11通过受流滑块112与供电轨2滑动配合。由于受流器1动态取流主要造成的磨损量由受流滑靴112承受，因此，当受流滑块112因与供电轨2摩擦达到使用极限时，只需更换受流滑块112即可，无需整体拆除受流滑靴11，从而减小了受流器的维修成本，进而减少了资源浪费。

此外，由于本方案中支撑受流滑靴11的支撑力主要由摇臂12提供，因此为了减轻受流器1的整体重量，本方案中辅助摇臂14的辅助摇臂主体141的形状为长条状。当然，在满足受流器1的整体重量允许范围之内，以及加工工艺要求的基础上，本方案中的辅助摇臂主体141的形状为方形或其他异于本方案中提供的其他任意形状。

如前所述，本方案中的弹性部件13具体为圆柱螺旋拉伸弹簧，圆柱螺旋拉伸具有成本低结构简单等优点。当然，在满足受流器1装配工艺要求及成本预算的基础上，本方案中的弹性部件13的功能也可以采用其他机械结构来实现。

此外，本方案中圆柱螺旋拉伸弹簧的一端与转向架构架3铰接，另一端与设置于摇臂主体12的弹簧安装座15铰接。通过与摇臂主体121分体加工且通过螺栓可拆卸连接的弹簧安装座15的设置，简化了圆柱螺旋拉伸弹簧的更换和维修，从而降低了受流器1的维修成本。当然，在满足加工及装配工艺要求的基础上，本方案中的圆柱螺旋拉伸弹簧可直接铰接于摇臂主体121。

接下来，进一步结合图5和图6来详细说明摇臂12和辅助摇臂14，与固定板16和受流滑靴11的具体铰接结构。

如图6所示，沿供电轨2的延伸方向，摇臂12的两个第一铰接件122分别与固定板16的两个固定板第一铰接件161通过转轴(图中未示出)铰接；辅助摇臂14的第三铰接件142与固定板第三铰接件162通过转轴铰接。两个固定板第一铰接件161和一个固定板第三铰接件163形成的三个铰接位置呈

倒三角形布置，即固定板第三铰接件162位于三角形的顶点，两个固定板第一铰接件161分别位于三角形底边的两端点。也就是说，摇臂12和辅助摇臂14与转向架构架3之间形成的三个铰接位置呈倒三角形布置。

相应地，沿供电轨2的延伸方向，摇臂12的两个第二铰接件123通过转轴，与受流滑靴11的底座111上两个底座第二铰接部1111铰接；辅助摇臂14的第四铰接件143通过转轴与底座第四铰接部1112铰接。两个底座第二铰接部1111和一个底座第四铰接部1112呈

倒三角形布置，即底座第四铰接部1112位于三角形的顶点，底座第二铰接部1111分别位于三角形底边的两端点。同上，也就是说，摇臂12和辅助摇臂14与受流滑靴11之间形成的三个铰接位置呈

倒三角形布置。

此外，两个倒三角形为等腰三角形，且两者的高相等。通过上述布置方式本方案不仅利用了三角形结构的力学性能最稳定的特点，而且使其具体为等腰三角形，保证了平行四边形机构动作过程中，摇臂12和辅助摇臂14作用于受流滑靴11上的支撑力相对均衡，从而进一步的保证了受流器1的受流稳定性，且提高了其使用寿命。

需要说明的是，在满足摇臂12、辅助摇臂14和受流滑靴11，与转向架构架3之间能满足平行四边形机构连接要求的基础上，本方案中的倒三角形结构也可以为非等腰三角形，或者是摇臂12和辅助摇臂14分别与转向架构架3和受流滑靴11之间形成的铰接位置也可以布置为其他结构。

除上述受流器外，本发明还提供一种轨道交通车辆，包括车体、转向架、固定于转向架用于驱动所述车体的驱动装置、以及固定于转向架构架上用于与供电轨摩擦配合采集电流供给驱动装置的受流器，所述受流器具体为如上所述的受流器。可以理解，构成该轨道交通车辆的基本功能部件及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种受流器，包括：

受流滑靴(11)，用于与供电轨(2)滑动配合

摇臂(12)，一端与所述受流滑靴(11)铰接，另一端用于与转向架构架(3)铰接；

弹性部件(13)，设置于所述摇臂(12)和所述转向架构架(3)之间，用于调节所述受流滑靴(11)与所述供电轨(2)的接触压力；其特征在于，还包括辅助摇臂(14)，所述辅助摇臂(14)与所述摇臂(12)平行，且铰接设置于所述转向架构架(3)和所述受流滑靴(11)之间；

其中，所述摇臂(12)的铰接点之间距离L₁₂和所述辅助摇臂(14)的铰接点之间的距离L₁₄相等。

2.根据权利要求1所述的受流器，其特征在于，沿所述供电轨(2)的延伸方向，所述摇臂(12)与所述转向架构架(3)和所述受流滑靴(11)分别具有两个铰接位置，所述辅助摇臂(14)与所述转向架构架(3)和所述受流滑靴(11)分别具有一个铰接位置；所述摇臂(12)和所述辅助摇臂(14)与所述转向架构架(3)的三个所述铰接位置呈

倒三角形设置；相应地，所述摇臂(12)和所述辅助摇臂(14)与所述受流滑靴(11)的三个所述铰接位置呈

倒三角形设置。

3.根据权利要求2所述的受流器，其特征在于，所述三角形具体为等腰三角形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的受流器，其特征在于，所述摇臂(12)包括摇臂主体(121)、与所述摇臂主体(121)固定连接的两个第一铰接体(122)和两个第二铰接体(123)；两个所述第一铰接体(122)与所述转向架构架(3)铰接，两个所述第二铰接体(123)与所述受流滑靴(2)铰接。

5.根据权利要求4所述的受流器，其特征在于，沿所述供电轨(2)的延伸方向，两个所述第二铰接体(123)之间设置有固定部(1231)，两个所述第二铰接体(123)通过所述固定部(1231)与所述摇臂主体(121)固定。

6.根据权利要求5中任一项所述的受流器，其特征在于，所述辅助摇臂(14)包括辅助摇臂主体(141)、与所述辅助摇臂主体(141)固定连接的第三铰接体(142)和第四铰接体(143)；其中，所述第三铰接体(142)与所述转向架构架(3)铰接，所述第四铰接体(143)与所述受流滑靴(11)铰接。

7.根据权利要求1中所述的受流器，其特征在于，所述受流器还包括固定板(16)，所述转向架构架(3)通过所述固定板(16)与所述摇臂(12)和所述辅助摇臂(14)铰接。

8.根据权利要求1所述的受流器，其特征在于，所述受流滑靴(11)包括基座(111)和可拆卸设置于所述基座(111)上的受流滑块(112)；所述摇臂(12)和所述辅助摇臂(14)分别通过所述基座(111)与受流滑靴(11)铰接，所述受流滑靴(11)通过所述受流滑块(112)与所述供电轨(2)滑动配合。

9.根据权利要求1所述的受流器，其特征在于，所述弹性部件(13)具体为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述转向架构架(3)铰接，另一端与设置于所述摇臂(12)的弹簧安装座(15)铰接。

10.一种轨道交通车辆，包括车体、用于支撑所述车体的转向架构架、设置于所述转向架构架上的驱动装置，以及与所述转向架构架铰接，用于与供电轨滑动配合动态采集电流以供给所述驱动装置的受流器，其特征在于，所述受流器具体为权利要求1至9中所述的受流器。

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