CN105270430B - 一种吸能防爬装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆安全技术领域，具体涉及了一种吸能防爬装置，包括若干吸能机构，所述吸能机构固定于车体上；所述吸能机构包括防爬齿板、吸能管件和限位件，所述吸能管件的一端连接所述防爬齿板，另一端连接所述车体，所述吸能管件在所述防爬齿板向车体运动时产生形变；所述限位件设置于所述防爬齿板和所述车体之间，且限制所述吸能管件的形变方向。本发明提供的一种吸能防爬装置，无需采用导向杆进行导向，并且能有效吸收车辆碰撞时产生的冲击能量。

Description

一种吸能防爬装置

技术领域

本发明涉及轨道车辆安全技术领域，尤其涉及一种吸能防爬装置，更具体地涉及一种交叉铰接式吸能防爬装置。

背景技术

吸能防爬装置应用于轨道交通车辆中的目的是，为了在车辆发生异常情况下，尽量减小由于车辆碰撞引起的事故损失。其工作原理如下：轨道交通车辆在撞击过程中，当车辆前端车钩达到吸能饱和后会发生剪断，安装在车辆端部的防爬齿开始接触并相互啮合，以防止车辆发生爬车，同时设计的吸能管通过压溃变形来吸收动能。

现有的吸能防爬装置一般在防爬方面主要是依靠导向杆起到导向的作用，这种结构存在如下缺点：

1、导向杆的长度较长且固定，在车辆设计时，面临车端后部的自由空间问题；

2、由于现有的吸能防爬装置的吸能件的性能不可改变，当需要提高列车的能量吸收能力时，需要对吸能元件进行重新设计，无法根据列车的改进需求进行替换和资源的可重复利用，大大提高了研发和维护的成本；

3、冲击过程中无法较好地控制吸能过程，不能有效吸收车辆碰撞时产生的冲击能量，在初始冲击时会引起过大的峰值力造成乘客区域受到的减速度过大，不能有效减小车辆发生碰撞事故时带来的危险。

因此，现有的吸能防爬装置不能满足在车辆空间利用率、制作成本以及安全性上的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种吸能防爬装置，无需采用导向杆进行导向，并且能有效吸收车辆碰撞时产生的冲击能量。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吸能防爬装置，包括若干吸能机构，所述吸能机构固定于车体上；所述吸能机构包括防爬齿板、吸能管件和限位件，所述吸能管件的一端连接所述防爬齿板，另一端连接所述车体，所述吸能管件在所述防爬齿板向车体运动时产生形变；所述限位件设置于所述防爬齿板和所述车体之间，且限制所述吸能管件的形变方向。

进一步的，前述限位件包括交叉杆组件，所述吸能管件两侧分别设有沿所述防爬齿板的长度方向设置的所述交叉杆组件。

进一步的，前述吸能管件两侧各设有多组所述交叉杆组件，同侧的各组所述交叉杆组件依次沿所述吸能管件的方向首尾相接设置。

进一步的，前述交叉杆组件包括交叉设置的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件可转动连接，且所述第一连接件和第二连接件之间的夹角变化范围为90°-180°。

进一步的，前述吸能管件的数量为(2N+1)个，其中，N≥1；各个所述吸能管件依次沿所述防爬齿板的长度方向等间距设置。

进一步的，前述吸能管件两侧分别设有两组所述交叉杆组件，每组内的所述第一连接件和第二连接件的中点交叉铰接后铰接于位于中间的所述吸能管件上；同侧两组间的所述第一连接件和第二连接件的一端相互铰接后对应铰接于位于外侧的所述吸能管件上，另一端分别对应铰接于所述防爬齿板、车体上。

进一步的，前述第一连接件和第二连接件分别通过铰接座与所述防爬齿板和车体铰接。

进一步的，前述车体上设有安装座，所述车体通过所述安装座与所述吸能管件和铰接座连接。

进一步的，前述铰接座上沿垂直所述吸能管件的方向设有滑槽，所述第一连接件和第二连接件分别与所述滑槽连接，所述第一连接件和第二连接件可分别以其与滑槽的连接点为中心转动，并且在所述滑槽内滑动。

进一步的，前述吸能管件的形状为圆管，所述吸能管件上设有诱导部。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的吸能防爬装置，安装在轨道交通车辆的车体端部，轨道交通车辆在撞击过程中，吸能防爬装置的防爬齿板开始相互接触，此时防爬齿板受到沿车体纵向方向的冲击力作用沿车体纵向后退，由于吸能管件位于防爬齿板与车端安装座之间，防爬齿板在后退过程中使吸能管件发生皱褶压溃或者其他形变，起到阻抗防爬齿板向后推动的功能，由于吸能管件的变形进而稳定快速地吸收冲击动能。同时，在碰撞过程中吸能管件能在可控的情况下稳定吸能，可以有效吸收车辆碰撞时产生的冲击能量，进而有效减小车辆发生碰撞事故时带来的危险，不会引起过大的峰值力造成乘客区域受到的减速度过大。

本发明提供的吸能防爬装置，与传统的吸能装置相比，在防爬功能方面无需导向杆，节省了车辆的设计空间。在维修吸能装置时，只需更换吸能管件即可重复利用该吸能装置，降低了轨道车辆的维护费用，提高了吸能装置的使用寿命。

本发明提供的吸能防爬装置，当需要提高其能量吸收能力时只需增加吸能管件的数量及其排布，大大节约了研发成本，减少了浪费。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图。

其中，1、防爬齿板；101：第一平板；102：第二平板；2：吸能管件；3：安装座；4：交叉杆组件；401：第一连接件；402：第二连接件；5：螺帽；6：螺杆；7：铰接座；8：诱导部；9：滑槽；10：吸能机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的一种吸能防爬装置，包括两个分别以车体为对称中心线通过螺杆固定于车体的车端两边的吸能机构，即车体的车端两边各对称设置一个吸能机构；吸能机构包括防爬齿板1、吸能管件2和限位件。

吸能管件2的一端连接防爬齿板1，另一端连接车体，吸能管件2在防爬齿板1向车体运动时产生形变。形变可以为压缩褶皱，也可以为弯曲等；限位件设置于防爬齿板1和车体之间，且限制吸能管件2的形变方向，限位件在防爬齿板1向车体运动时可以随着防爬齿板1进行伸缩运动。

进一步的，前述限位件包括交叉杆组件4，吸能管件2两侧分别设有沿防爬齿板1的长度方向设置的交叉杆组件4，两侧的交叉杆组件4保证吸能管件2只能两个交叉杆组件4所在的平面之间的空间内发生形变。

进一步的，前述吸能管件2两侧各设有多组交叉杆组件4，同侧的各组交叉杆组件4依次沿吸能管件2的方向首尾相接设置，从而使吸能防爬装置产生不同的吸能能力。

进一步的，前述交叉杆组件4包括交叉设置的第一连接件401和第二连接件402，第一连接件401和第二连接件402可转动连接，当防爬齿板1受铅垂方向力作用时，由于每组交叉杆组件4形成两个三角形机构，该三角形机构在纵向由于铰接的作用刚度较小，而在铅垂方向由三角形的稳定性可知其刚度很大。当防爬齿板1受横向力作用时，上、下两组交叉杆组件4同样起到抵抗横向力作用的功能；交叉杆组件4的布置方式与传统的安装座3中心安装导向杆装置相比，在防爬功能方面具有更强的抗弯矩能力，减少了防爬装置的重量，同时也节约了车体端部后端的安装空间，能够控制碰撞过程中的吸能元件的稳定变形，可以有效吸收车辆碰撞时产生的冲击能量，进而有效减小车辆发生碰撞事故时带来的危险，不会引起过大的峰值力造成乘客区域受到的减速度过大。

由于交叉角度会影响到防爬齿板1的向后推动的可移动性，为了避免冲击力过大造成对螺杆6的破坏失效和吸能管件2吸能饱和后交叉杆组件4还有向后推动的余留空间，其中，第一连接件401和第二连接件402的初始的交叉角度应大于90°，第一连接件401和第二连接件402之间的夹角变化范围为90°-180°。本实施例中优选的第一连接件401和第二连接件402的初始的交叉角度设置为100°，以达到吸能装置饱和时，交叉杆组件4正好叠缩完其行程，交叉杆组件4采用强度适中的钢材，保证在撞击过程中的强度符合标准规定的范围以内。

进一步的，前述吸能管件2的数量为(2N+1)个，其中，N≥1；各个吸能管件2依次沿防爬齿板1的长度方向等间距设置；通过改变吸能管件2的数量以及吸能管件2之间的间距，可以改变吸能防爬装置的吸能能力。

进一步的，前述吸能管件2两侧分别设有两组交叉杆组件4，每组内的第一连接件401和第二连接件402的中点交叉铰接后铰接于位于中间的吸能管件2上；同侧两组间的第一连接件401和第二连接件402的一端相互铰接后对应铰接于位于外侧的吸能管件2上，另一端分别对应铰接于防爬齿板1、车体上。

进一步的，前述第一连接件401和第二连接件402分别通过铰接座7与防爬齿板1和车体铰接。为了减少纵向初始冲击过程中产生的峰值力，进而影响到乘客区域的加速度值，本实施例中，铰接座7上沿垂直吸能管件2的方向设有滑槽9，第一连接件401和第二连接件402分别与所述滑槽9连接，第一连接件401和第二连接件402可分别以其与滑槽9的连接点为中心转动，并且在滑槽9内滑动。第一连接件401和第二连接件402之间、第一连接件401和第二连接件402与吸能管件2、第一连接件401和第二连接件402与防爬齿板1、第一连接件401和第二连接件402与铰接座7的滑槽9分别通过螺帽5、螺杆6铰接，通过螺帽5、螺杆6组件可以调节其相互的预紧力值，从而达到在车体纵向冲击时，通过预紧力大小控制碰撞的力的峰值的效果。另外，第一连接件401和第二连接件402与铰接座7的滑槽9的链接方式还可以为：在滑槽9内设置滑块，第一连接件401和第二连接件402分别与滑块可转动连接。

进一步的，前述车体上设有安装座3，车体通过安装座3与吸能管件2和铰接座7固定连接。铰接座7分别设置于防爬齿板1、安装座3的两端，增大了抗弯力矩值，进而起到承受垂向力作用的功能。

进一步的，前述吸能管件2的形状为圆管，吸能管件2的壁厚为5mm，吸能管件2上设有诱导部8。吸能管件2在防爬吸能过程中起到吸收冲击动能的作用，在实际中可以用任意吸能方式，包括挤胀、皱褶、弯曲等。吸能管件2形状包括圆形、方形等，本实施例优选为圆管状，壁厚优选为5mm，为了保证吸能管件2具有良好的皱褶及其他变形效果，吸能管件2设置有诱导部8。

进一步的，前述防爬齿板1可以采用现有的各种结构。本实施例中，防爬齿板1包括一块第一平板101以及多块第二平板102，第一平板101垂直吸能管件2设置，且其一面与吸能管件2连接；第二平板102分别垂直于第一平板101且沿第一平板101的长度方向设置，各第二平板102等间距的设置于第一平板101的另一面，该间距为40mm。当轨道车辆发生碰撞时，两个吸能机构的第一平板101错位咬合在一起，若车体有垂向错动时，通过相互咬合的第一平板101限制垂向移动，起到防爬作用，防爬齿板1为整体式，采用强度高的铸造件，保证其在撞击时不会变形。

本实施例安装在轨道交通车辆的车体端部，其工作原理为：轨道交通车辆在撞击过程中，两个吸能机构的防爬齿板1开始相互接触，此时防爬齿板1受到沿车体纵向方向的冲击力作用沿车体纵向后退，防爬齿板1在后退过程中会推动交叉杆组件4，此时，交叉杆件由于铰接的作用交叉角度会发生变化，从而使得防爬齿板1继续向后推动，由于吸能管件2位于防爬齿板1与车端安装座3之间，防爬齿板1在后退过程中吸能管件2会发生皱褶压溃或者弯曲，起到阻抗防爬齿板1向后推动的功能，由于吸能管件2的变形进而稳定快速地吸收冲击动能。

实施例二

如图2所示，本实施例提供的一种吸能防爬装置，本实施例二与实施例一的结构相似，原理相同，其区别仅在于：本实施例二中车体的车端两边各对称设置两个吸能机构10，且两个吸能机构10并列设置于车体上。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种吸能防爬装置，其特征在于，包括若干吸能机构，所述吸能机构固定于车体上；所述吸能机构包括防爬齿板、吸能管件和限位件，所述吸能管件的一端连接所述防爬齿板，另一端连接所述车体，所述吸能管件在所述防爬齿板向车体运动时产生形变；所述限位件设置于所述防爬齿板和所述车体之间，且限制所述吸能管件的形变方向；

所述限位件包括交叉杆组件，所述吸能管件两侧分别设有沿所述防爬齿板的长度方向设置的所述交叉杆组件；

所述吸能管件两侧各设有多组所述交叉杆组件，同侧的各组所述交叉杆组件依次沿所述吸能管件的方向首尾相接设置；

所述吸能管件的形状为圆管，所述吸能管件上设有诱导部。

2.根据权利要求1所述的吸能防爬装置，其特征在于，所述交叉杆组件包括交叉设置的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件可转动连接，且所述第一连接件和第二连接件之间的夹角变化范围为90°-180°。

3.根据权利要求2所述的吸能防爬装置，其特征在于，所述吸能管件的数量为(2N+1)个，其中，N≥1；各个所述吸能管件依次沿所述防爬齿板的长度方向等间距设置。

4.根据权利要求3所述的吸能防爬装置，其特征在于，所述吸能管件两侧分别设有两组所述交叉杆组件，每组内的所述第一连接件和第二连接件的中点交叉铰接后铰接于位于中间的所述吸能管件上；同侧两组间的所述第一连接件和第二连接件的一端相互铰接后对应铰接于位于外侧的所述吸能管件上，另一端分别对应铰接于所述防爬齿板、车体上。

5.根据权利要求4所述的吸能防爬装置，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件分别通过铰接座与所述防爬齿板和车体铰接。

6.根据权利要求5所述的吸能防爬装置，其特征在于，所述车体上设有安装座，所述车体通过所述安装座与所述吸能管件和铰接座连接。

7.根据权利要求5所述的吸能防爬装置，其特征在于，所述铰接座上沿垂直所述吸能管件的方向设有滑槽，所述第一连接件和第二连接件分别与所述滑槽连接，所述第一连接件和第二连接件可分别以其与滑槽的连接点为中心转动，并且在所述滑槽内滑动。