CN107672620A - 一种车钩自动对中装置及轨道车辆救援方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车钩自动对中装置及轨道车辆救援方法。所述车钩自动对中装置包括与车钩缓冲器壳体固定相连的凸轮盘，该凸轮盘的外周面上设有第一凹口、第二凹口和第三凹口，在每个凹口的外侧对应设有一个气缸，三个气缸分别通过相应的供风管道与列车风管连通，每根供风管道上装有阀，各阀由三位控制开关控制开关，使的三个气缸中仅有一个气缸保持通气状态。本发明解决了车钩在小半径曲线上的自动连挂技术问题。

Description

一种车钩自动对中装置及轨道车辆救援方法

技术领域

本发明涉及一种车钩自动对中装置及轨道车辆救援方法，属于轨道车辆技术领域。

背景技术

一般有轨电车及地铁项目车钩配置有不能自动旋转的对中装置，如中国实用新型专利CN201120010340.4，车钩水平旋转小于±15°，凸轮和车钩一起旋转推动辊子脱离凸轮的凹槽，此时气缸的活塞杆反向压缩碟簧，从而提供更大的反向旋转力矩，使车钩恢复到中心线和车体纵向中心线对齐状态。

对中装置主要作用：防止车钩在待连挂状态，列车运营时车钩随意水平摆动而导致车钩和头罩、导流罩干涉。

此对中装置使车钩中心线始终与车体纵向中心线对齐，车钩无法实现自动水平摆动，当小半径曲线路段车钩无法实现自动连挂时，需要司机在轨旁使用辅助连挂装置拉动车钩迫使车钩水平旋转一定角度来满足小半径曲线（如小于R150m及R150m-5m-R150m的S曲线）上连挂需求，此轨旁手动辅助连挂方法主要适用于地铁和存在一定可操作空间线路条件的车辆。

现有对中装置存在的问题是：车钩无法实现自动水平摆动来适应恶劣曲线上的车钩连挂需求，无法实现车辆在小半径曲线上（如小于R150m及R150m-5m-R150m s曲线）的自动连挂救援工作，需要人工辅助连挂救援。对于第三轨供电线路、正线存在小半径曲线如R50m及正线无法站人操作等情况，车辆的救援工作有很大困难，甚至无法实现救援，即救援车20和被救援车21的车钩13,14无法自动连挂（如图1所示），将无法实现救援车20对被救援车21的救援。

中国发明专利CN200880008823.1公开了一种用于使半挂车车钩枢轴在铁道单元上全面固定和自动对中心的装载组合件，该装载组合件包括：闭锁在半挂车的车钩枢轴上的机罩，自动对中心并固定在带有自动对中心摆动活动件的舱室的接纳容积中，由构成铁路/公路联运的铁道单元 结构一部分的可提升的支架支撑。装载组合件保证车钩枢轴自动和安全地自动对中心和三轴固定，并带有可视的检查标志。然而这种自动对中心的装载组合件只能适应大半径曲线上的对接连挂，依然无法解决上述问题，即不能实现车钩自动旋转一定角度，并使其处于保持状态，不便于车钩在小半径曲线自动连挂。

发明内容

针对存在小半径平面曲线的有轨电车及地铁项目（如悬挂单轨、跨坐单轨项目正线存在R50m小半径平面曲线）车钩无法实现自动连挂问题，本发明旨在提供一种车钩自动对中装置及轨道车辆救援方法，该对中装置可以解决车钩在待连挂状态具有自动对中功能，并且在小半径平面曲线连挂时，能够使车钩自动水平左右旋转一个固定角度，并能够使车钩处于旋转锁定状态，解决车钩在小半径曲线上的自动连挂技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种车钩自动对中装置，其特征在于，包括与车钩缓冲器壳体固定相连的凸轮盘，该凸轮盘的外周面上设有第一凹口、第二凹口和第三凹口，在每个凹口的外侧对应设有一个气缸，三个气缸分别通过相应的供风管道与列车风管连通，每根供风管道上装有阀，各阀由三位控制开关控制开关，使的三个气缸中仅有一个气缸保持通气状态；

三个气缸中，第一气缸用于驱动凸轮盘逆时针转动，第二气缸用于驱动凸轮盘顺时针转动，第三气缸用于保持车钩中心线和车体中心线在对齐位置；当所述凸轮盘逆时针转动时所述第一凹口与第一气缸的伸出端啮合，凸轮盘顺时针转动时所述第二凹口与第二气缸的伸出端啮合，车钩中心线和车体中心线在对齐位置时第三凹口与第三气缸的伸出端啮合。

由此，通过凸轮盘的外周面上的第一凹口、第二凹口和第三凹口与对应的第一气缸、第二气缸和第三气缸之间的配合关系，通过控制相应的气缸动作，实现了车钩待连挂状态下的自动对中功能和自动水平旋转一个固定角度功能(图6所示)，从而使实现在小半径轨道上进行车辆救援成为了可能。

本发明通过控制三个气缸的充放气状态来控制车钩处于不同工作状态，两侧的气缸控制车钩左右旋转，中间的对中气缸控制车钩中心线和车体中心线对齐，防止车钩随意摆动，具有自动对中功能。采用气缸的好处在于可以利用列车风管为各气缸供气。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

所述三位控制开关设有控制第一气缸通断气的2位，控制第二气缸通断气的0位，以及控制第三气缸通断气的1位；所述三位控制开关的2位、0位和1位分别通过相应的控制线路与相应的阀相连。

所述阀位电磁阀。

为了方便驱动凸轮盘转动，同时方便与凸轮盘的凹口脱离，三个气缸的活塞杆的伸出端均装有气缸辊子。由此，需要驱动凸轮盘转动时，气缸辊子与凸轮盘对应的凹口啮合。

为了便于在气缸未通气状态实现活塞杆的自动缩回，三个气缸的活塞杆上套装有复位弹簧，该复位弹簧在气缸未通气状态带动气缸伸缩端收缩而与对应的凹口分离。

为了保证凸轮盘可靠地转动，每个凹口的侧壁具有导向斜面。

所述凸轮盘顺时针转动角度和逆时针转动的角度为相对车体中心线偏转的角度范围为4°-10°，优选为6°。

作为一种优选的连接方式，所述凸轮盘通过键槽和紧固件与所述车钩缓冲器壳体固定相连。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种轨道车辆救援方法，有具有车钩的救援车和具有车钩的被救援车，所述救援车和/或被救援车上装有所述的车钩自动对中装置，该轨道车钩自动对中装置与救援车和/或被救援车的车钩相连；所述救援方法包括如下步骤：

S1、救援车向被救援车靠近，救援车的车钩和被救援车的车钩的水平偏移量超出了车钩的连挂范围；

S2、救援车和/或被救援车的车钩自动对中装置通过对应的气缸驱动凸轮盘顺时针或逆时针转动一定的角度，该角度使得救援车的车钩和被救援车的车钩的水平偏移量在车钩的连挂范围；

S3、将救援车的车钩和被救援车的车钩进行连挂，实现救援。

所述被救援车位于小半径曲线轨道上，所述小半径曲线轨道是指轨道的最小弯道半径小于R150m或R150m-5m-R150m的S曲线；优选所述轨道为悬挂单轨或跨坐单轨。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的车钩偏置式自动对中装置(图1所示)通过操作旋钮控制启用气缸位置，实现了车钩中心线与车辆纵向中心线产生偏置角度，使救援列车和被救援车的车钩中心线最大程度处于对齐状态，间接增加车钩连挂范围，实现小半径平面曲线上车钩的自动连挂。

2、旋择气缸作为动力源，实现车钩水平方向的自动摆动功能，同时，利用列车风管供气，不用额外设置驱动装置。

3、对中装置采用三个气缸布置结构，通过选择旋钮来控制需要启动气缸，实现车钩向指定位置旋转，使救援列车和被救援车的车钩中心线最大程度处于对齐状态，增大车钩连挂范围。

4、实现了小半径曲线轨道上的车辆救援。

附图说明

图1：现有车钩在恶劣曲线连挂情况示意图；

图2：本发明的气缸的控制原理图；

图3：本发明一种实施例的对中装置启动气缸前的示意图；

图4：本发明一种实施例的对中装置启动气缸后的示意图；

图5：未开启自动旋转对中装置的示意图；

图6：开启自动旋转对中装置辅助连挂示意图；

图7：本发明的对中装置另一种实施例的示意图；

图8：图7的俯视图；

图9：图8的A-A剖面图；

图10：图7的左视图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

一种车钩自动对中装置，通过操作控制旋钮，选择对中装置的启用气缸，使车钩能够水平方向自动旋转一定角度，增加车钩连挂范围，实现小曲线上车钩的自动连挂。

入图3和4所示，所述车钩自动对中装置包括车钩缓冲器壳体，凸轮盘5，第一气缸1，第二气缸2，第三气缸3，气缸活塞杆8和气缸辊子5。凸轮盘5通过键槽、紧固件等部件和车钩缓冲器壳体相连，实现凸轮盘5旋转时带动车钩旋转。车辆风管给相应的气缸充气，控制气缸活塞杆8向前移动。当气缸处于未通气状态时，气缸内的复位弹簧使气缸活塞杆8向后移动复位，使气缸辊子4和凸轮盘5分离。

如图2所示，三位控制开关7包括控制第一气缸1供气的2位，控制第二气缸2供气的0位，以及控制第三气缸3供气的1位。其中第一气缸1的供气管路上设有第一电磁阀10，第二气缸2的供气管路上设有第二电磁阀11，第三气缸3的供气管路上设有第三电磁阀12。列车风管6为三个气缸提供气源。

三个气缸中，每个气缸均包括气缸活塞杆8和装在气缸活塞杆8上的复位弹簧9。三位控制开关7每次旋转到0位,1位,2位中的一个控制位，控制相应的电磁阀换向，车辆风管给相应的气缸充气，控制气缸活塞杆8向前移动。当气缸处于未通气状态时，气缸内的复位弹簧9压缩气缸活塞杆8向后移动。

所述凸轮盘5的外周面上设有第一凹口、第二凹口和第三凹口，各凹口52的侧壁具有所述的导向斜面51。凸轮盘5逆时针转动时所述第一凹口与第一气缸1的伸出端啮合，凸轮盘5顺时针转动时所述第二凹口与第二气缸2的伸出端啮合，车钩中心线和车体中心线在对齐位置时第三凹口与第三气缸3的伸出端啮合。各气缸的伸出端装有气缸辊子5。所述气缸的活塞杆上套装有复位弹簧，该复位弹簧在气缸未通气状态带动气缸伸缩端收缩而与对应的凹口52分离。较好的方案是第一凹口和第二凹口相对车体中心线对称设置。

图3为对中装置控制原理，本实施例以控制旋钮旋转到2位为例：在司机台将旋钮旋转到2位，车辆风管给第一气缸1的管路充气，第一气缸1的辊子4向前移动，当和凸轮盘5的导向斜面51接触后并传递车钩旋转力矩，驱动凸轮盘（凸轮盘和车钩钩身机械连接）顺时针旋转直至辊子4和凸轮盘5圆弧面啮合后停止旋转，凸轮盘旋转的同时驱动车钩钩身水平方向顺时针旋转角度A=6°。本发明的自动对中装置旋转角度为A=6°。旋转角度A可根据实际情况进行定制。

一种单轨车辆救援方法，如图5和6所示，单轨项目车辆在R50m曲线入口路段时，未开启及开启偏置对中装置对比分析。在未开启偏置对中装置时，救援车20的车钩13和被救援车21的车钩14的水平偏移量很大，如图5所示，无法实现自动连挂，无法实现对故障车的救援。开启偏置对中后，通过本发明的车钩对中装置15,16即可现实左右车车钩13,14旋转，可以实现左车车钩摆+6°（逆时针为正），右车车钩摆+6°（逆时针为正），两列车的车钩在50m曲线入口上实现了自动连挂，实现了小半径曲线上的列车救援。

实施例2

一种车钩对中装置，如图7-10所示，其包括

内齿轮凸轮盘32，其用于与车钩缓冲器壳体固定相连；

外齿轮传动机构31，其与所述内齿轮凸轮盘32啮合传动；以及

驱动装置，其用于驱动所述外齿轮传动机构31和/或内齿轮凸轮盘32转动一角度；

所述内齿轮凸轮盘32和/或外齿轮传动机构31上设有凹口，该内齿轮凸轮盘32外侧设有用于保持车钩中心线和车体中心线在对齐位置的伸缩杆；

当所述伸缩杆伸出时与所述凹口配合，所述内齿轮凸轮盘32和/或外齿轮传动机构31与所述伸缩杆锁固在一起；当该伸缩杆缩回时与所述凹口脱离，所述内齿轮凸轮盘32和/或外齿轮传动机构31与所述伸缩杆解锁。

由此，通过内齿轮凸轮盘和/或外齿轮传动机构上的凹口与伸缩杆之间的配合关系，实现了车钩待连挂状态下处于锁固的自动对中功能和解锁后通过驱动装置驱动旋转一个角度功能，从而使实现在小半径轨道上进行车辆救援成为了可能。

所述外齿轮传动机构31和内齿轮凸轮盘32安装在装置壳体38内，装置壳体38通过紧固件40固定在车上。

为了方便控制，所述驱动装置为电机36，该电机36通过联轴节42驱动外齿轮传动机构31转动。优选电机36为传动步进电机，电机36外设有电机保护外罩43。由此，在伸缩杆缩回时与所述凹口脱离的解锁状态下，通过电机的正反转驱动外齿轮传动机构正反转，从而带动内齿轮凸轮盘和车钩转动相应的角度。

为了更好地保证对中功能，所述凹口设置在内齿轮凸轮盘32上，且凹口位于车钩中心线的延伸线上。

为了方便控制锁固和解锁，所述伸缩杆为气缸，该气缸在通气状态时驱动活塞杆34伸出而与所述凹口配合，该气缸在未通气状态时活塞杆收缩而与所述凹口分离。采用气缸的好处在于可以利用列车风管为各气缸供气。优选地，气缸的气缸进气口35通过阀门与车辆风管连通。气缸安装在气缸壳体39内，该气缸壳体39通过紧固件41安装在装置壳体38上。

为了便于在气缸未通气状态实现活塞杆的自动缩回，所述气缸的活塞杆34上套装有复位弹簧33，该复位弹簧33在气缸未通气状态带动活塞杆34收缩而与凹口分离。

优选地，所述伸缩杆的伸出端装有辊子37。

优选地，所述内齿轮凸轮盘顺时针转动角度和逆时针转动的角度为相对车体中心线偏转的角度范围为0°-20°(无级旋转)。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种车钩自动对中装置，其特征在于，包括与车钩缓冲器壳体固定相连的凸轮盘（5），该凸轮盘（5）的外周面上设有第一凹口、第二凹口和第三凹口，在每个凹口（52）的外侧对应设有一个气缸，三个气缸分别通过相应的供风管道与列车风管（6）连通，每根供风管道上装有阀，各阀（10,11,12）由三位控制开关（7）控制开关，使的三个气缸中仅有一个气缸保持通气状态；

三个气缸中，第一气缸（1）用于驱动凸轮盘（5）逆时针转动，第二气缸（2）用于驱动凸轮盘（5）顺时针转动，第三气缸（3）用于保持车钩中心线和车体中心线在对齐位置；当所述凸轮盘（5）逆时针转动时所述第一凹口与第一气缸（1）的伸出端啮合，凸轮盘（5）顺时针转动时所述第二凹口与第二气缸（2）的伸出端啮合，车钩中心线和车体中心线在对齐位置时第三凹口与第三气缸（3）的伸出端啮合。

2.根据权利要求1所述的车钩自动对中装置，其特征在于，所述三位控制开关（7）设有控制第一气缸（1）通断气的2位，控制第二气缸（2）通断气的0位，以及控制第三气缸（3）通断气的1位；所述三位控制开关（7）的2位、0位和1位分别通过相应的控制线路与相应的阀（10,11,12）相连。

3.根据权利要求1所述的车钩自动对中装置，其特征在于，所述阀（10,11,12）位电磁阀。

4.根据权利要求1所述的车钩自动对中装置，其特征在于，三个气缸的活塞杆（8）的伸出端均装有气缸辊子（4）。

5.根据权利要求1所述的车钩自动对中装置，其特征在于，三个气缸的活塞杆上套装有复位弹簧，该复位弹簧在气缸未通气状态带动气缸伸缩端收缩而与对应的凹口分离。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的车钩自动对中装置，其特征在于，每个凹口（52）的侧壁具有导向斜面（51）。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的车钩自动对中装置，其特征在于，所述凸轮盘（5）顺时针转动角度和逆时针转动的角度为相对车体中心线偏转的角度范围为4°-10°，优选为6°。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的车钩自动对中装置，其特征在于，所述凸轮盘（5）通过键槽和紧固件与所述车钩缓冲器壳体固定相连。

9.一种轨道车辆救援方法，有具有车钩（13）的救援车（20）和具有车钩（14）的被救援车（21），其特征在于，所述救援车（20）和/或被救援车（21）上装有如权利要求1-8中任一项所述的车钩自动对中装置，该轨道车钩自动对中装置与救援车（20）和/或被救援车（21）的车钩（13）相连；所述救援方法包括如下步骤：

S1、救援车（20）向被救援车（21）靠近，救援车（20）的车钩（13）和被救援车（21）的车钩（14）的水平偏移量超出了车钩的连挂范围；

S2、救援车（20）和/或被救援车（21）的车钩自动对中装置通过对应的气缸驱动凸轮盘（5）顺时针或逆时针转动一定的角度，该角度使得救援车（20）的车钩（13）和被救援车（21）的车钩（14）的水平偏移量在车钩的连挂范围；

S3、将救援车（20）的车钩（13）和被救援车（21）的车钩（14）进行连挂，实现救援。

10.根据权利要求9所述的轨道车辆救援方法，其特征在于，所述被救援车（21）位于小半径曲线轨道上，所述小半径曲线轨道是指轨道的最小弯道半径小于R150m或R150m-5m-R150m的S曲线；优选所述轨道为悬挂单轨或跨坐单轨。