CN104228590A - 一种主动转轮式受电弓弓头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电气化铁路和城市轨道交通的机车技术领域，具体涉及一种主动转轮式受电弓弓头。包括转轮、驱动机构、支架、导电线路。其特征是于，支架连接并支撑转轮两端；驱动机构驱动转轮转动；导电线路采用良好的导电材料，将通过转轮的电能传导至机车；转轮能在驱动机构驱动下主动转动；转轮与接触网导线、导电线路的一端直接接触，将电能传导至导电线路，转轮与接触网导线及导电线路直接接触部分采用良好的导电材料。本发明的有益效果是：1）可明显减少摩擦损耗，有效消减不确定性和不安全性因素，避免出现接触网导线脱离、起火等现象。2）遇到接触网导线上有不正常凸起，转轮会主动滚动通过，碰撞、刮削造成的影响很小。
Description
技术领域
本发明属于电气化铁路和城市轨道交通的机车技术领域，具体涉及一种主动转轮式受电弓弓头。
背景技术
现有电气化铁路和城市轨道交通的机车通常通过受电弓从接触网导线获得电能。其中，受电弓通过其滑板与接触网导线接触，在机车前行中滑板与接触网导线高速相对滑动，产生的滑动摩擦带来了我们不可忽视的材料磨损、不安全性和不确定性。而且，速度越高，材料磨损、不安全性和不确定性成几何级数增长。更加可悲的是，我们的追求和目标就是速度高一点再高一点，这导致材料磨损、不安全性和不确定性更加明显，甚至出现接触网导线脱离、起火等现象。
在列车高速运行的同时，减少设备摩擦损耗和不安全性因素，是时之所需。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种主动转轮式受电弓弓头，能在列车高速运行的同时，减少相关设备摩擦损耗和不安全性因素。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：所述一种主动转轮式受电弓弓头，包括转轮、驱动机构、支架、导电线路。其特征是于，支架连接并支撑转轮两端；驱动机构驱动转轮转动；导电线路采用良好的导电材料,将通过转轮的电能传导至机车；转轮能在驱动机构驱动下主动转动，而不是因为与接触网导线摩擦被动转动；转轮与接触网导线直接接触，转轮与导电线路一端直接接触，转轮将接触网导线上的电能传导至导电线路，转轮与接触网导线、导电线路直接接触部分采用良好的导电材料。
所述驱动机构采用电动机，电动机基座固定在支架上，电动机驱动转轮转动。
所述电动机的输出转速是可控可调的。
机车上安装有测速器，测速器感应机车的运行速度和方向，并将测到的数据传递给电动机；电动机根据机车运行速度和机车运行方向，控制、调节输出转速，使转轮同接触网导线接触的正接触点的瞬时速度为零（正接触点，这里是指某一时点上转轮同接触网导线接触的那一部分）。下面结合附图2的视角对这一状态进一步实例解释，机车相对地面及接触网导线以某一运行速度向前运行，转轮逆时针转动，注意附图2转轮转动方向与机车运行方向的图示，转轮外壁线速度大小与机车运行速度相同，这时，转轮同接触网导线接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线为零，正接触点的瞬时速度相对于机车速度大小相同但方向正好相反。这一状态下，转轮同接触网导线接触的正接触点理论上相对于接触网导线是静止的，从而达到减少、消除与接触网导线之间的滑动摩擦的目的。
导电线路与转轮接触部分是一块接触片；接触片一端与转轮直接接触，但不固定在一起；接触片另一端固定在支架上，支架起支撑、固定接触片作用。因为接触片与转轮是直接接触，所以能从转轮传导电能到导电线路；因为转轮与接触片的位置、结构是稳定的，不会产生相对摆动，所以，当转轮转动时，转轮与接触片之间产生的滑动摩擦较小、稳定而可控。
本发明中，根据电气化铁路和城市轨道交通的机车技术领域公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。
本发明的有益效果是：1）可明显减少与接触网导线的摩擦损耗，有效消减不确定性和不安全性因素，避免出现接触网导线脱离、起火等现象。2）万一遇到接触网导线上有不正常凸起，转轮会主动滚动通过，碰撞、刮削造成的影响会比传统的滑动摩擦受电弓小得多。
针对现有技术的不足，本发明提供的另一平行方案是一种主动履带式受电弓弓头，能在列车高速运行的同时，减少相关设备摩擦损耗和不安全性因素。
为了实现上述目的，技术方案如下：所述一种主动履带式受电弓弓头，包括履带、只少两个转轮、驱动机构、支架、导电线路。其特征是于，支架连接并支撑各转轮的两端；驱动机构驱动转轮转动；各转轮共同支撑履带，转轮驱动履带转动；导电线路采用良好的导电材料,将通过履带的电能传导至机车；履带能在驱动机构和转轮共同驱动下主动转动，而不是因为与接触网导线摩擦被动转动；履带与接触网导线直接接触，履带与导电线路一端直接接触，履带将接触网导线上的电能传导至导电线路，履带与接触网导线、导电线路直接接触部分采用良好的导电材料。
所述驱动机构采用电动机，电动机基座固定在支架上，电动机驱动转轮转动。
所述电动机的输出转速是可控可调的。
机车上安装有测速器，测速器感应机车的运行速度和运行方向，并将测到的数据传递给电动机；电动机根据机车运行速度和机车运行方向，控制、调节输出转速，使履带同接触网导线接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线为零（正接触点，这里是指某一时点上履带同接触网导线接触的那一部分）。结合附图3的视角对这一状态进一步实例解释，机车相对地面及接触网导线以某一运行速度向前运行，转轮逆时针转动，这时，履带同接触网导线接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线为零，正接触点的瞬时速度相对于机车速度大小相同但方向正好相反。这一状态下，履带同接触网导线接触的正接触点理论上相对于接触网导线是静止的，从而达到减少、消除与接触网导线之间的滑动摩擦的目的。
导电线路与履带接触部分是一块接触片；接触片一端与履带直接接触，但不固定在一起；接触片另一端固定在支架上，支架起支撑、固定接触片作用。因为接触片与履带是直接接触，所以能从履带传导电能到导电线路；因为履带与接触片的位置、结构是稳定的，不会产生相对摆动，所以，当履带转动时，履带与接触片之间产生的滑动摩擦较小、稳定而可控。
本发明中，根据电气化铁路和城市轨道交通的机车技术领域公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。
所述一种主动履带式受电弓弓头的有益效果是：1）可明显减少与接触网导线的摩擦损耗，有效消减不确定性和不安全性因素，避免出现接触网导线脱离、起火等现象。2）万一遇到接触网导线上有不正常凸起，履带会主动滚动通过，碰撞、刮削造成的影响会比传统的滑动摩擦受电弓小得多。3）本方案是所述一种主动转轮式受电弓弓头的一个平行方案，与之对比，优点是接触网导线接触部分更多，导电效果会更好，缺点是更复杂。
附图说明
图１一种主动转轮式受电弓弓头后视示意图。
图2一种主动转轮式受电弓及相关设备侧视示意图。
图3一种主动履带式受电弓及相关设备侧视示意图。
图中，1转轮，1.1转动方向，2电动机，3支架，4导电线路，4.1接触片，5测速器，6机车，6.1运行方向，7接触网导线；11转轮，12电动机，13支架，14导电线路，14.1接触片，15测速器，16机车，17接触网导线，18履带。
具体实施方式
实施例1。
下面结合说明书附图1和附图2对所述一种主动转轮式受电弓弓头发明作进一步描述。
所述一种主动转轮式受电弓弓头，包括转轮（1）、驱动机构、支架（3）、导电线路（4）。其特征是于，支架（3）连接并支撑转轮（1）两端；驱动机构驱动转轮（1）转动；导电线路（4）采用良好的导电材料,将通过转轮（1）的电能传导至机车（6）；转轮（1）能在驱动机构驱动下主动转动，而不是因为与接触网导线（7）摩擦被动转动；转轮（1）与接触网导线（7）直接接触，转轮（1）与导电线路（4）一端直接接触，转轮（1）将接触网导线（7）上的电能传导至导电线路（4），转轮（1）与接触网导线（7）、导电线路（4）直接接触部分采用良好的导电材料。
所述驱动机构采用电动机（2），电动机（2）基座固定在支架（3）上，电动机（2）驱动转轮（1）转动。
所述电动机（2）的输出转速是可控可调的。
机车（6）上安装有测速器（5），测速器（5）感应机车（6）的运行速度和运行方向（6.1），并将测到的数据传递给电动机（2）；电动机（2）根据机车（6）运行速度和机车（6）运行方向（6.1），控制、调节输出转速，使转轮（1）同接触网导线（7）接触的正接触点的瞬时速度为零。
导电线路（4）与转轮（1）接触部分是一块接触片（4.1）；接触片（4.1）一端与转轮（1）直接接触，但不固定在一起；接触片（4.1）另一端固定在支架（3）上，支架（3）起支撑、固定接触片（4.1）作用。因为接触片（4.1）与转轮（1）是直接接触，所以能从转轮（1）传导电能到导电线路（4）；因为转轮（1）与接触片（4.1）的位置、结构是稳定的，不会产生相对摆动，所以，当转轮（1）转动时，转轮（1）与接触片（4.1）之间产生的滑动摩擦较小、稳定而可控。
某年某月某日某地某铁道，一列使用所述一种主动转轮式受电弓弓头的电气化列车停在轨道上，所述一种主动转轮式受电弓的转轮（1）与接触网导线（7）接触，且相互之间有一定的恰当的压力，效果良好。这列车准备出发，驾驶员启动机车（6），列车速度从零开始加速，测速器（5）感应到了机车（6）的速度，并将测到的数据传递给电动机（2），电动机（2）根据机车（6）运行速度和机车（6）运行方向（6.1），控制、调节输出转速，使转轮（1）和接触网导线（7）接触的各点的线速度与机车（6）运行速度相同。这时，机车（6）运行方向（6.1）向前，转轮（1）转动方向（1.1）在附图2的视角上为逆时针方向，转轮（1）同接触网导线（7）接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线（7）为零，正接触点的瞬时速度相对于机车（6）速度大小相同但方向正好相反。这一状态下，转轮（1）同接触网导线（7）接触的正接触点理论上相对于接触网导线（7）是静止的，从而达到减少、消除与接触网导线（7）之间的滑动摩擦的目的。
实施例2。
下面结合说明书附图3对所述一种主动履带式受电弓弓头发明作进一步描述。
所述一种主动履带式受电弓弓头，包括履带（18）、只少两个转轮（11）、驱动机构、支架（13）、导电线路（14）。其特征是于，支架（13）连接并支撑各转轮（11）的两端；驱动机构驱动转轮（11）转动；各转轮（11）共同支撑履带（18），转轮（11）驱动履带（18）转动；导电线路（14）采用良好的导电材料,将通过履带（18）的电能传导至机车（16）；履带（18）能在驱动机构和转轮（11）共同驱动下主动转动，而不是因为与接触网导线（17）摩擦被动转动；履带（18）与接触网导线（17）直接接触，履带（18）与导电线路（14）一端直接接触，履带（18）将接触网导线（17）上的电能传导至导电线路（14），履带（18）与接触网导线（17）、导电线路（14）直接接触部分采用良好的导电材料。
所述驱动机构采用电动机（12），电动机（12）基座固定在支架（13）上，电动机（12）驱动转轮（11）转动。
所述电动机（12）的输出转速是可控可调的。
机车（16）上安装有测速器（15），测速器（15）感应机车（16）的运行速度和方向，并将测到的数据传递给电动机（12）；电动机（12）根据机车（16）运行速度和机车（16）运行方向，控制、调节输出转速，使履带（18）同接触网导线（17）接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线（17）为零。
导电线路（14）与履带（18）接触部分是一块接触片（14.1）；接触片（14.1）一端与履带（18）直接接触，但不固定在一起；接触片（14.1）另一端固定在支架（13）上，支架（13）起支撑、固定接触片（14.1）作用。
某年某月某日某地某铁道，一列使用所述一种主动转轮式受电弓弓头的电气化列车停在轨道上，所述一种主动履带式受电弓弓头的履带（18）与接触网导线（17）接触，且相互之间有一定的恰当的压力，效果良好。这列车准备出发，驾驶员启动机车（16），列车速度从零开始加速，测速器（15）感应到了机车（16）的速度，并将测到的数据传递给电动机（12），电动机（12）根据机车（16）运行速度和机车（16）运行方向，控制、调节输出转速，使履带（18）和接触网导线（17）接触的各点的线速度相对于机车（16）运行速度大小相同，履带（18）同接触网导线（17）接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线（17）为零。正因为履带（18）同接触网导线（17）接触的正接触点理论上相对于接触网导线（17）是静止的，从而达到减少、消除与接触网导线（17）之间的滑动摩擦的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围之内即可。
Claims (10)
1.一种主动转轮式受电弓弓头，包括转轮、驱动机构、支架、导电线路，其特征在于：支架连接并支撑转轮两端；驱动机构驱动转轮转动；导电线路采用良好的导电材料,将通过转轮的电能传导至机车；转轮能在驱动机构驱动下主动转动，转轮与接触网导线直接接触，转轮与导电线路一端直接接触，转轮将接触网导线上的电能传导至导电线路，转轮与接触网导线、导电线路直接接触部分采用良好的导电材料。
2.根据权利要求1所述的一种主动转轮式受电弓弓头，其特征在于：所述驱动机构采用电动机，电动机基座固定在支架上，电动机驱动转轮转动。
3.根据权利要求2所述的一种主动转轮式受电弓弓头，其特征在于：所述电动机的输出转速是可控可调的。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种主动转轮式受电弓弓头，其特征在于：机车上安装有测速器，测速器感应机车的运行速度和运行方向，并将测到的数据传递给电动机；电动机根据机车运行速度和机车运行方向，控制、调节输出转速，使转轮同接触网导线接触的正接触点的瞬时速度为零。
5.根据权利要求1所述的一种主动转轮式受电弓弓头，其特征在于：导电线路与转轮接触部分是一块接触片；接触片一端与转轮直接接触，但不固定在一起；接触片另一端固定在支架上，支架起支撑、固定接触片作用。
6.一种主动履带式受电弓弓头，包括履带、只少两个转轮、驱动机构、支架、导电线路，其特征在于：支架连接并支撑各转轮的两端；驱动机构驱动转轮转动；各转轮共同支撑履带，转轮驱动履带转动；导电线路采用良好的导电材料,将通过履带的电能传导至机车；履带能在驱动机构和转轮共同驱动下主动转动；履带与接触网导线直接接触，履带与导电线路一端直接接触，履带将接触网导线上的电能传导至导电线路，履带与接触网导线、导电线路直接接触部分采用良好的导电材料。
7.根据权利要求6所述的一种主动履带式受电弓弓头，其特征在于：所述驱动机构采用电动机，电动机基座固定在支架上，电动机驱动转轮转动。
8.根据权利要求7所述的一种主动履带式受电弓弓头，其特征在于：所述电动机的输出转速是可控可调的。
9.根据权利要求6、7、8所述的一种主动履带式受电弓弓头，其特征在于：机车上安装有测速器，测速器感应机车的运行速度和方向，并将测到的数据传递给电动机；电动机根据机车运行速度和机车运行方向，控制、调节输出转速，使履带同接触网导线接触的正接触点的瞬时速度相对于接触网导线为零。
10.根据权利要求6所述的一种主动履带式受电弓弓头，其特征在于：导电线路与履带接触部分是一块接触片；接触片一端与履带直接接触，但不固定在一起；接触片另一端固定在支架上，支架起支撑、固定接触片作用。
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