CN107478449B - 一种用于模型列车试验的辅助加减速装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于模型列车试验的辅助加减速装置及使用方法，加减速装置包括连接机构、用于和连接机构可分离式连接的车体连接件、恒压气缸、第二钢丝绳、穿装于定滑轮组上的第一钢丝绳和弹簧箱；恒压气缸包括筒体和活塞，筒体固定设置，并具有第一连接端和第二连接端；第一钢丝绳一端连接车体连接件、另一端通过缓冲弹簧连接第一连接端；弹簧箱包括箱体和可沿该箱体轴向活动的内板，箱体固定设置，内板和与该内板相对的箱体底壁之间设有若干弹簧；第二钢丝绳一端与内板固定连接、另一端与第二连接端固定连接。其优点是：方便安装，成本低；辅助加减速大小方便控制；不用将模型列车运行至特别高的位置进行减速，保证了其安全性。

Description

一种用于模型列车试验的辅助加减速装置及使用方法

技术领域

本发明属于模型列车试验技术领域，具体涉及一种用于模型列车试验的辅助加减速装置及使用方法。

背景技术

现有的模型列车试验中，由于轮轨间的黏着系数限制，模型列车的最大加速度是有限的，当试验场地受限制时，模型列车的试验速度过小，甚至难以满足试验要求；或为了满足试验速度要求，加大轨道长度以便增加模型列车的加速距离，但试验用地大大增加，且很多情况下根本无法提供满足加速距离的试验场地。同理，在模型列车制动时，由于轮轨之间的最大摩擦力限制，模型列车的最大减速度也是受限制的，因此，当试验速度增加时，对应的模型列车减速距离也要增加，由此导致试验轨道长度增加，试验场地增大，甚至减速控制不佳时，过大的制动力导致轮轨擦伤。以往的模型列车试验时也有让模型列车以下坡的方式进行加速，让模型列车以上坡的方式进行减速，但是上、下坡过程中其纵断面半径对行车安全性有影响，且其辅助加减速的效果有限，不便于安装（可能导致耗能段的高度过大），也不便于控制辅助加减速的大小。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于模型列车试验的辅助加减速装置及使用方法，通过弹簧箱和恒压气缸的组合，并通过钢绳滑轮进行合理连接，使模型列车在减速过程中其加速度会缓慢增大而后均匀保持，最后彻底静止锁死；而在加速过程中其加速度会缓慢减小而后保持均匀，最后辅助加减速装置与模型列车分离。

为了达到上述发明目的，本发明首先提出的一种用于模型列车试验的辅助加减速装置，是通过以下技术方案实现的:

所述加减速装置包括：

用于安装在模型列车上的连接机构；

用于和所述连接机构可分离式连接的车体连接件；

用于使所述车体连接件和所述连接机构连接/分离的离合机构；

恒压气缸，包括筒体和所述筒体内可相对活动的活塞，所述筒体被固定设置，所述恒压气缸具有第一连接端和第二连接端；所述第一连接端和/或第二连接端受力移动时，所述活塞可在所述筒体内滑动；所述筒体与所述活塞所围合而成的封闭腔体内通过一可调气压的恒压阀连接空气压缩机；

穿装于定滑轮组上的第一钢丝绳，所述第一钢丝绳一端连接所述连接件，另一端通过缓冲弹簧连接所述第一连接端；

弹簧箱，包括箱体和设于所述箱体内并可沿该箱体轴向活动的内板，所述箱体被固定设置，所述内板和与所述内板相对的所述箱体底壁之间设有若干在所述内板位移时被压缩的弹簧；

第二钢丝绳，其一端与所述内板连接，另一端与所述第二连接端连接。

所述恒压气缸还包括设于所述筒体内的拉杆；所述筒体被固定设置，其一端具有底壁，另一端敞口；所述活塞固定套设在所述拉杆上；所述拉杆两端延伸出所述筒体之外构成所述第一连接端和所述第二连接端，且所述拉杆与所述筒体底壁之间通过密封圈可活动式密封连接；所述筒体靠近底壁的侧壁处还设有一接口，所述接口通过可调气压的所述恒压阀连接所述空气压缩机。

所述第一钢丝绳上设置有一定向锁死机构。

所述箱体包括绕底壁设立的外侧壁，所述内板可沿所述箱体外侧壁活动；所述底壁和内板之间设立有若干弹簧安装杆，所述弹簧安装于所述弹簧安装杆上；所述内板上设置有连接杆，所述连接杆穿越所述底壁并延伸到所述箱体外；所述第二钢丝绳连接所述连接杆。

所述恒压气缸内的活塞最大行程小于所述内板的最大行程与所述第二钢丝绳松弛长度之和。

另外，本发明还提出的一种用于模型列车试验的辅助加减速装置的使用方法，该使用方法包括如下步骤：

a、根据模型列车试验的设计试验速度和轨道长度，设定试验轨道的加速分离点和减速连接点，以及制作所述加减速装置；恒压气缸的活塞的最大行程小于所述减速连接点到试验轨道末端的长度；并根据试验速度和所述模型列车自重设定恒压阀气压大小和弹簧箱中弹簧安装数量；

b、在所述模型列车上固定连接机构，以及在所述加速分离点和所述减速连接点设置离合机构；

c、减速步骤：

将连接件安装在所述离合机构上；并使第一钢丝绳处于张紧状态，使第二钢丝绳处于松弛状态，所述恒压气缸内的所述活塞最大行程小于所述弹簧箱中内板的最大行程与第二钢丝绳松弛长度之和；

所述模型列车在行驶到所述减速连接点之前自身的制动系统开始工作，当所述模型列车行驶到所述减速连接点时，其上所述连接机构与所述车体连接件连接，所述车体连接件与所述离合机构连接；之后所述模型列车拉动所述第一钢丝绳，缓冲弹簧拉伸，所述拉杆位移使第二钢丝绳被拉紧；之后拉动所述弹簧箱内板位移使所述弹簧压缩形变直至所述模型列车停止；

当模型列车停后，具有单向可控性的锁死机构锁死所述第一钢丝绳；

d、加速步骤：

将所述车体连接件安装在所述连接机构上；并使所述第一钢丝绳和所述第二钢丝绳处于张紧状态，且所述弹簧箱内的所述弹簧处于压缩状态；

启动空气压缩机；

改变步骤c中单向可控性的锁死机构的可动性方向，并同时启动所述模型列车；

所述弹簧箱中所述弹簧展开，同时所述恒压气缸内的活塞移动，拉动模型列车；

所述模型列车行驶到加速分离点时，其上所述连接机构通过所述离合机构与所述车体连接件分离，所述模型列车利用自身的动力系统继续加速前进。

本发明的有益效果是：

（1）方便安装；

（2）辅助加减速大小方便控制；

（3）室内模型试验时场地易满足要求；

（4）安全，不用将模型列车运行至特别高的位置进行减速，保证了其安全性；

（5）模型列车试验相对传统做法（如建环形轨道）成本低。

附图说明

图1为本发明实施例加减速装置的结构示意图；

图2为本发明实施例恒压气缸内部结构图；

图3为本发明实施例弹簧箱内部结构图；

图4为本发明实施例弹簧箱内部单根弹簧结构示意图；

图5为本发明实施例弹簧箱内部三根弹簧结构示意图；

图6为本发明实施例中在辅助减速时的锁死机构示意图；

图7为本发明实施例中在辅助加速时的锁死机构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6，图中标记1-10分别表示：连接机构1、车体连接件2、离合机构21、恒压阀3、恒压气缸4、筒体41、活塞42、拉杆43、接口44、定滑轮组5、第一钢丝绳6、缓冲弹簧7、弹簧箱8、箱体81、底壁811、外侧壁812、内板82、连接杆821、弹簧83、弹簧安装杆85、第二钢丝绳9、锁死机构10、单向转动装置101。

实施例：参见图1-6所示，本实施例首先提供一种用于模型列车试验的辅助加减速装置，该加减速装置由以下几部分构成：

一、连接机构1，用于安装在模型列车上。

二、车体连接件2，用于和连接机构1可分离式连接。离合机构21，设于列车轨道上，用于放置车体连接件2并使车体连接件2和连接机构1连接/分离。车体连接件2和连接机构1用于模型列车与钢丝绳之间在预定位置（加速区和减速区需要加减速位置）实现分离或连接。

现有技术中可分离式连接结构众多，本领域技术人员可根据实际设置需求进行选择，例如车体连接件2和连接机构1可选择采用机械连接结构，如钩子与挂环、挂杆的组合；也可以采用磁力连接结构。

三、恒压气缸4，包括筒体41和设于筒体41内并可沿筒体41活动的活塞42。恒压气缸4具有第一连接端和第二连接端，在第一连接端和/或第二连接端受力移动时，筒体41和活塞42之间相对位移。参见图2所示，其为本实施例中恒压气缸4的具体结构。恒压气缸4还包括设于筒体41内的拉杆43。筒体41被固定设置，其一端具有底壁，另一端敞口。活塞42固定套设在拉杆43上。拉杆43两端延伸出该筒体41之外构成所述第一连接端和第二连接端，且拉杆43与筒体41底壁之间通过密封圈可活动式密封连接。筒体41靠近底壁的侧壁处还设有一接口44。

另外，也恒压气缸4也可选择常见的气缸活塞结构，气缸外壁构成第一连接端连接钢丝绳，活塞构成第二连接端连接钢丝绳。

四、空气压缩机（图中省去未示出），通过可调设气压的恒压阀3连接到接口44处，控制筒体41和活塞42所围合的封闭腔体内的气压。

当连杆43被拉移动时，拉杆43上的活塞42也移动压缩筒体41内的气体，而筒体41中的气体通过恒压阀排出，使拉力保持不变。

五、穿装于定滑轮组5上的第一钢丝绳6，第一钢丝绳6一端连接车体连接件2，另一端通过缓冲弹簧7连接拉杆43第一连接端。缓冲弹簧7用于防止模型列车钩住其底部钢丝绳时，对恒压气缸4造成冲击。此外，参见图6、7所示，在第一钢丝绳6上设置有定向锁死机构10，锁死机构10具有单向可动性的单向转向装置101，根据加速或减速的不同需求，单向转向装置101选择具体的单向可动性。

六、弹簧箱8，包括箱体81和设于箱体81内并可沿该箱体81轴向活动的内板82。内板82和与该内板82相对的箱体81底壁811之间设有若干在内板位移时处被压缩的弹簧83。

参见图3所示，箱体81包括绕底壁811设立的外侧壁812。内板82可沿外侧壁812活动。底壁811和内板82对应设立有若干弹簧安装杆85，弹簧83套设于弹簧安装杆85上，由此根据试验需求（车速及加、减速距离），自由选择弹簧83数量，参见图4和图5所示，弹簧83的数量可以是一根、两根、三根，甚至更多。内板82有连接杆821，该连接杆821穿越底壁811并延伸到箱体81外。

七、 第二钢丝绳9，其一端与内板82的连接杆821固定连接，另一端与拉杆43第二连接端固定连接。

在上述装置结构中：

恒压气缸4活塞42最大行程要大于弹簧箱8内板82的最大行程，同时小于弹簧箱8内板82的最大行程与第二钢丝绳9松弛长度之和。

恒压气缸4和弹簧箱8固定不动，导致模型列车勾上钢丝绳后，原则上其制动长度不能超过恒压气缸4中活塞的最大行程。换而言之恒压气缸4中活塞最大行程是辅助减速的最大行程。当然，实际中模型列车在勾上钢丝绳之前自身的制动也可以发挥作用；在加减速装置发挥作用时，模型列车自身的制动也发挥作用，即此时两者共同制动。

除此之外，本实施例还提出的一种用于模型列车试验的辅助加减速装置的使用方法，该使用方法包括如下步骤：

a、根据模型列车试验的试验速度和轨道长度，设定试验轨道的加速分离点和减速连接点，以及制作如上所述的加减速装置；恒压气缸4的活塞42的最大行程不小于所述减速连接点到试验轨道末端的长度；并根据试验速度和所述模型列车自重设定恒压阀3气压大小和弹簧箱8中弹簧83安装数量；

b、在模型列车上固定连接机构1，以及在加速分离点和减速连接点设置离合机构21；

c、减速步骤：

将车体连接件2安装在离合机构21上；并使第一钢丝绳6处于张紧状态，使所述第二钢丝绳9处于松弛状态。当辅助加减速装置开始辅助减速工作时，先拉动恒压气缸4活塞移动，之后第二钢丝绳9绷紧，弹簧箱8开始发挥作用。

因此，第二钢丝绳9松弛长度小于恒压气缸4内的活塞最大行程与弹簧箱8内板的最大行程之差。如果第二钢丝绳9松弛长度超过二者之差，活塞42抵触恒压气缸4底壁时，弹簧箱8中弹簧83尚未被充分压缩。

模型列车在行驶到所述减速连接点之前自身的制动系统开始工作，当模型列车行驶到减速连接点时，其上连接机构1与车体连接件2连接，车体连接件2与离合机构21连接；之后模型列车拉动第一钢丝绳6，缓冲弹簧6拉伸，拉杆43位移使第二钢丝绳9被拉紧；之后拉动弹簧箱8内板82位移使弹簧83压缩形变直至模型列车停止；

当模型列车停后，具有单向可动性的锁死机构10锁死第一钢丝绳6。

d、加速步骤：

将车体连接件2安装在连接机构1上；并使第一钢丝绳6和第二钢丝绳9处于张紧状态，且弹簧箱8内的弹簧83处于压缩状态；

启动空气压缩机；

松开步骤c中锁死的锁死机构10，变换其单向可动性方向，并同时启动模型列车；

弹簧箱8中弹簧83展开，同时恒压气缸4内的活塞42移动，共同作用拉动模型列车；

模型列车行驶到加速分离点时，其上连接机构1通过离合机构21与车体连接件2分离，模型列车利用自身的动力系统继续加速前进。

本发明的有益效果是：

（1）方便安装；

（2）辅助加减速大小方便控制；

（3）室内模型试验时场地易满足要求；

（4）安全，不用将模型列车运行至特别高的位置进行减速，保证了其安全性；

（5）模型列车试验相对传统做法（如建环形轨道）成本低。

Claims (4)

1.一种用于模型列车试验的辅助加减速装置的使用方法，其特征在于：辅助加减速装置包括：

用于安装在模型列车上的连接机构；

用于和所述连接机构可分离式连接的车体连接件；

用于使所述车体连接件和所述连接机构连接/分离的离合机构；

恒压气缸，包括筒体和所述筒体内可相对活动的活塞，所述筒体被固定设置，所述恒压气缸具有第一连接端和第二连接端；所述第一连接端和/或第二连接端受力移动时，所述活塞可在所述筒体内滑动；所述筒体与所述活塞所围合而成的封闭腔体内通过一可调气压的恒压阀连接空气压缩机；所述恒压气缸还包括设于所述筒体内的拉杆；所述筒体被固定设置，其一端具有底壁，另一端敞口；所述活塞固定套设在所述拉杆上；所述拉杆两端延伸出所述筒体之外构成所述第一连接端和所述第二连接端，且所述拉杆与所述筒体底壁之间通过密封圈可活动式密封连接；所述筒体靠近底壁的侧壁处还设有一接口，所述接口通过可调气压的所述恒压阀连接所述空气压缩机；

穿装于定滑轮组上的第一钢丝绳，所述第一钢丝绳一端连接所述连接件，另一端通过缓冲弹簧连接所述第一连接端；

弹簧箱，包括箱体和设于所述箱体内并可沿该箱体轴向活动的内板，所述箱体被固定设置，所述内板和与所述内板相对的所述箱体底壁之间设有若干在所述内板位移时被压缩的弹簧；

第二钢丝绳，其一端与所述内板连接，另一端与所述第二连接端连接；

所述辅助加减速装置的使用方法包括以下步骤：

a、根据模型列车试验的设计试验速度和轨道长度，设定试验轨道的加速分离点和减速连接点，以及制作所述加减速装置；恒压气缸的活塞的最大行程小于所述减速连接点到试验轨道末端的长度；并根据试验速度和所述模型列车自重设定恒压阀气压大小和弹簧箱中弹簧安装数量；

b、在所述模型列车上固定连接机构，以及在所述加速分离点和所述减速连接点设置离合机构；

c、减速步骤：

将连接件安装在所述离合机构上；并使第一钢丝绳处于张紧状态，使第二钢丝绳处于松弛状态，所述恒压气缸内的所述活塞最大行程小于所述弹簧箱中内板的最大行程与第二钢丝绳松弛长度之和；

所述模型列车在行驶到所述减速连接点之前自身的制动系统开始工作，当所述模型列车行驶到所述减速连接点时，其上所述连接机构与所述车体连接件连接，所述车体连接件与所述离合机构连接；之后所述模型列车拉动所述第一钢丝绳，缓冲弹簧拉伸，所述拉杆位移使第二钢丝绳被拉紧；之后拉动所述弹簧箱内板位移使所述弹簧压缩形变直至所述模型列车停止；

当模型列车停后，具有单向可控性的锁死机构锁死所述第一钢丝绳；

d、加速步骤：

将所述车体连接件安装在所述连接机构上；并使所述第一钢丝绳和所述第二钢丝绳处于张紧状态，且所述弹簧箱内的所述弹簧处于压缩状态；

启动空气压缩机；

改变步骤c中单向可控性的锁死机构的可动性方向，并同时启动所述模型列车；

所述弹簧箱中所述弹簧展开，同时所述恒压气缸内的活塞移动，拉动模型列车；

所述模型列车行驶到加速分离点时，其上所述连接机构通过所述离合机构与所述车体连接件分离，所述模型列车利用自身的动力系统继续加速前进。

2.根据权利要求1所述的一种用于模型列车试验的辅助加减速装置的使用方法，其特征在于：所述第一钢丝绳上设置有一定向锁死机构。

3.根据权利要求1所述的一种用于模型列车试验的辅助加减速装置的使用方法，其特征在于：所述箱体包括绕底壁设立的外侧壁，所述内板可沿所述箱体外侧壁活动；所述底壁和内板之间设立有若干弹簧安装杆，所述弹簧安装于所述弹簧安装杆上；所述内板上设置有连接杆，所述连接杆穿越所述底壁并延伸到所述箱体外；所述第二钢丝绳连接所述连接杆。

4.根据权利要求1所述的一种用于模型列车试验的辅助加减速装置的使用方法，其特征在于：所述恒压气缸内的活塞最大行程小于所述内板的最大行程与所述第二钢丝绳松弛长度之和。

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