CN108643750A - 一种电控气动机车侧窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控气动机车侧窗，包括侧窗外框、底横梁、支撑横梁、活动窗、剪叉组件、升降气缸、气路控制单元和电路控制单元；剪叉组件包括臂体交叉铰接设置的第一剪叉臂和第二剪叉臂，第一剪叉臂的两端分别与底横梁和支撑横梁滑动连接，第二剪叉臂的两端分别与底横梁和支撑横梁固定连接；升降气缸设置在第一剪叉臂上以驱动剪叉组件升降，气路控制单元连接升降气缸和气源，用于控制升降气缸的活塞杆伸出或缩回；电路控制单元连接气路控制单元和机车电源，用于控制气路控制单元动作。本发明通过电路控制单元和气路控制单元的配合实现机车侧窗的自动化启闭，具有结构简单、便于操作、可靠性好的优点，能大幅提高整车的使用舒适性。

Description

一种电控气动机车侧窗

技术领域

本发明涉及机车车窗技术领域，特别地，涉及一种电控气动机车侧窗。

背景技术

机车侧窗设置于机车司机室，主要用于司机瞭望车外环境，对机车安全运行有着重要的作用。

专利201510404793.8公开了一种轨道交通机车用司机室侧窗，包括底横梁、侧窗固定框、玻璃支撑梁、玻璃固定框、侧窗玻璃、曲柄连杆滑块机构和滑轨；滑轨的长度方向呈竖向设置且滑轨位于侧窗固定框的宽度方向的中心位置，滑轨的底端固定连接在底横梁上，滑轨的顶端直接或间接固定连接在机车司机室侧壁上；与滑轨配套的滑块与玻璃支撑梁连接；曲柄连杆组件的一端固定连接在侧窗固定框上，另一端与滑块连接构成曲柄连杆滑块机构以支持滑块携侧窗玻璃在滑轨中竖向上下运动。其将现有受力偏心的曲柄连杆机构改为中心受力的曲柄连杆滑块机构，改进后的侧窗受力均衡，减少了侧窗开关过程中对铝合金窗框的磨损，延长了侧窗的正常使用寿命。

专利201420242590.4公开了一种设有维修槽的机车司机室内活动侧窗，包括活动窗、固定框、四连杆结构、侧窗背板、下横梁和上横梁，采用铝合金框架结构，在固定框顶部安装锁档，锁档内设有斜锲，通过与活动窗上手柄的锁轴配合锁紧活动窗；在固定窗框下部有安装镶块的缺口，可方便更换易磨损件滚轮；在活动窗固定块上有偏心调节轴，以此来调节活动窗相对固定框的前后距离，保证侧窗压紧时的密封性；固定框上装有窗框内密封条，该密封条压缩部分为发泡橡胶，顶部设有两条筋，可保证足够的压缩量，且运行时与活动窗阻力小；侧窗下部分有连杆机构，保证活动侧窗能随遇平衡。

上述上下提拉结构的机车侧窗均采用连杆机构，其开启和关闭需人工手动操作，且现有该类机车侧窗都是通过压紧手轮或压紧凸轮来实现活动窗与固定框之间的密封，所以不论开启前还是关闭后，都需要先开启压紧手轮或压紧凸轮实现分离或密封，操作复杂、浪费时间，无法满足当前机车的自动化要求；同时，机车侧窗使用寿命也存在人为因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电控气动机车侧窗，以解决现有技术机车侧窗不能自动开启和关闭的问题，提高整车的自动化，同时降低人工操作对机车侧窗带来的损坏。

为实现上述目的，本发明提供了一种电控气动机车侧窗，包括侧窗外框、底横梁、支撑横梁、活动窗、剪叉组件、升降气缸、气路控制单元和电路控制单元；所述侧窗外框固定设置在机车的侧壁上，所述底横梁设置在所述侧窗外框的下端，所述支撑横梁可升降式设置在所述侧窗外框内，所述活动窗设置在所述支撑横梁上，并随支撑横梁沿所述侧窗外框上下升降运动；所述剪叉组件包括第一剪叉臂和第二剪叉臂，所述第一剪叉臂的两端分别通过滑动组件与所述底横梁和支撑横梁滑动连接，所述第二剪叉臂的两端分别通过固定组件与所述底横梁和支撑横梁固定连接；所述升降气缸设置在所述第一剪叉臂上，通过所述升降气缸和剪叉组件的组合驱动支撑横梁上升或下降，从而带动活动窗上升或下降；所述气路控制单元连接所述升降气缸和气源，用于控制升降气缸的活塞杆伸出或缩回；所述电路控制单元连接所述气路控制单元和机车电源，用于控制所述气路控制单元动作。

进一步的，所述第一剪叉臂和第二剪叉臂均包括上臂体和下臂体，所述第一剪叉臂中的所述上臂体的下端与所述下臂体的上端之间以及所述第二剪叉臂中的所述上臂体的下端与所述下臂体的上端之间均为铰接连接；所述第一剪叉臂中的上臂体和所述第二剪叉臂中的上臂体之间以及所述第一剪叉臂中的下臂体和所述第二剪叉臂中的下臂体之间均呈X状交叉铰接设置；所述第一剪叉臂的两端分别通过滑动组件与所述底横梁和支撑横梁滑动连接，所述第二剪叉臂的两端分别通过固定组件与所述底横梁和支撑横梁固定连接。

进一步的，所述气路控制单元包括三位五通电磁阀，所述三位五通电磁阀的进气口P通过管路与所述气源连接，所述三位五通电磁阀的气缸口A通过管路与所述升降气缸的有杆腔连接，所述三位五通电磁阀的气缸口B通过管路与所述升降气缸的无杆腔连接；所述三位五通电磁阀与所述气源之间的管路上沿气流方向依次设有截止阀和调压阀，所述三位五通电磁阀与所述升降气缸的有杆腔和无杆腔之间的管路上各设有一个单向节流阀。

进一步的，所述电路控制单元包括三位转换开关，所述三位转换开关具有I位、0位和II位三个位置，所述三位转换开关的I位与所述三位五通电磁阀的电磁线圈A2相连，所述三位转换开关的II位与所述三位五通电磁阀的电磁线圈A1相连；当三位转换开关处于I位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A2得电，升降气缸的活塞杆伸出，剪叉组件推动活动窗上升；当三位转换开关处于II位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A1得电，升降气缸的活塞杆回落，剪叉组件带动活动窗下降；当三位转换开关处于0位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A1和电磁线圈A2均失电，升降气缸不动作。

进一步的，所述气路控制单元还包括两位三通手动阀，所述两位三通手动阀与所述升降气缸的无杆腔连接。

进一步的，所述电控气动机车侧窗还包括设置在所述第二剪叉臂上的平衡连接件，所述平衡连接件的一端与所述第二剪叉臂的上臂体连接，所述平衡连接件的另一端与所述第二剪叉臂的下臂体连接。

进一步的，所述底横梁和支撑横梁的两侧均设有沿其长度方向设置的滑槽；所述滑动组件包括两个导轮和连接支架，两所述导轮分别设置在所述底横梁或支撑横梁两侧的滑槽内，所述连接支架一端为呈U形结构的连接部，所述连接支架的另一端为连接板，所述连接部安装在两所述导轮的外侧且通过导轮轴与所述导轮连接，所述连接板通过凸轮轴与所述第一剪叉臂的上臂体或下臂体枢接。

进一步的，所述固定组件包括所述连接支架，所述连接部通过凸轮轴与所述底横梁或支撑横梁连接，所述连接板通过凸轮轴与所述第二剪叉臂的上臂体或下臂体枢接。

进一步的，所述底横梁和所述支撑横梁均为工字梁。

进一步的，所述侧窗外框的内圈侧壁设有滑槽，所述活动窗设置在所述滑槽内；所述侧窗外框上还设有与所述滑槽相适配的密封条。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)、本发明的一种电控气动机车侧窗，包括侧窗外框、底横梁、支撑横梁、活动窗、剪叉组件、升降气缸、气路控制单元和电路控制单元；底横梁设置在侧窗外框的下端，支撑横梁升降设置在侧窗外框内，活动窗设置在支撑横梁上，并随支撑横梁沿侧窗外框上下升降运动；剪叉组件包括臂体交叉铰接设置的第一剪叉臂和第二剪叉臂，第一剪叉臂的两端分别与底横梁和支撑横梁滑动连接，第二剪叉臂的两端分别与底横梁和支撑横梁固定连接；升降气缸设置在第一剪叉臂上以驱动剪叉组件升降，气路控制单元连接升降气缸和气源，用于控制升降气缸的活塞杆伸出或缩回；电路控制单元连接气路控制单元和机车电源，以通过电路控制单元控制气路控制单元动作并最终达到控制升降气缸动作的目的。本发明通过电路控制单元和气路控制单元的配合实现机车侧窗的自动化启闭，本发明具有结构简单、便于操作、可靠性好等优点，能大幅提高整车的使用舒适性。

(2)、本发明中气路控制单元包括三位五通电磁阀和两位三通手动阀，电路控制单元包括三位转换开关；该结构通过三位转换开关控制三位五通电磁阀的做作，进而控制升降气缸做上下运动，当三位转换开关转向I位时，电磁阀线圈A2得电，升降气缸的活塞杆伸出，由此推动活动窗闭合；当三位转换开关转向II位时，电磁阀线圈A1得电，升降气缸的活塞杆回落，由此拉动活动窗开启；当三位转换开关转向0位时，电磁阀线圈A1和A2均失电，升降气缸不动作，活动窗也停止运动。同时，本发明的气动控制单元还包括与升降气缸的无杆腔相连接的两位三通手动阀，当机车侧窗已经关闭且整车断电或气路控制单元失效时，可通过手动阀释放升降气缸内的气体，以应对紧急情况下机车侧窗不能及时打开的问题。

(3)、本发明还包括设置在第二剪叉臂上的平衡连接件，平衡连接件的一端与第二剪叉臂的上臂体连接，平衡连接件的另一端与第二剪叉臂的下臂体连接；该结构通过平衡连接件来平衡活动窗的重量以及升降气缸在运动过程中所产生的垂直力，保证活动窗在上下运动过程中受力平衡，运动过程平缓，提高机车侧窗的整体性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种电控气动机车侧窗的开启状态的结构示意图；

图2是本发明一种电控气动机车侧窗的关闭状态的结构示意图；

图3是本发明中第一剪叉臂与支撑横梁配合的截面结构示意图；

图4是本发明中第二剪叉臂与底横梁配合的截面结构示意图；

图5是本发明中连接支架的结构示意图；

图6是本发明中气路控制单元的示意图；

图7是本发明中电路控制单元的示意图；

其中，1、侧窗外框，2、底横梁，3、支撑横梁，4、活动窗，5、剪叉组件，5.1、第一剪叉臂，5.2、第二剪叉臂，5.3、导轮，5.4、连接支架，5.4a、连接部，5.4b、连接板，5.5、导轮轴，5.6、凸轮轴，5.7、弹性垫圈，6、升降气缸，7.1、三位五通电磁阀，7.2、两位三通手动阀，7.3、截止阀，7.4、调压阀，7.5、单向节流阀，8.1、三位转换开关，8.2、开关电源，9、平衡连接件，M、气源，N、机车电源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图2，本发明的一种电控气动机车侧窗，包括侧窗外框1、底横梁2、支撑横梁3、活动窗4、剪叉组件5、升降气缸6、平衡连接件9、气路控制单元和电路控制单元。

机车司机室的侧壁上设有侧窗开口，侧窗外框1固定设置在侧窗开口上；底横梁2设置在侧窗外框的下端(侧窗外框的下端指侧窗外框竖向的底部1/3部分)，支撑横梁3升降设置在侧窗外框内且于底横梁的上方，活动窗4设置在支撑横梁上，并随支撑横梁沿侧窗外框上下升降运动。具体地，侧窗外框1的内圈侧壁设有滑槽，活动窗4的宽度与侧窗外框1的内圈宽度相适配，活动窗的高度小于侧窗外框内圈的高度，活动窗设置在滑槽内，并可在滑槽内上下滑动；侧窗外框上还设有与滑槽相适配的密封胶条。该结构使得活动窗与侧窗外框密封良好，安装结构简单。本领域的技术人员可以理解的，侧窗外框的上部为需要密封的窗口，窗口的高度和宽度均与活动窗匹配，活动窗用于打开和密封该窗口。

剪叉组件5包括第一剪叉臂5.1和第二剪叉臂5.2，第一剪叉臂和第二剪叉臂均包括上臂体和下臂体，第一剪叉臂中的上臂体的下端与下臂体的上端之间以及第二剪叉臂中的上臂体的下端与下臂体的上端之间均为铰接连接；第一剪叉臂中的上臂体和第二剪叉臂中的上臂体之间以及第一剪叉臂中的下臂体和第二剪叉臂中的下臂体之间均呈X状交叉铰接设置。第一剪叉臂的两端分别通过滑动组件与底横梁和支撑横梁滑动连接，第二剪叉臂的两端分别通过固定组件与底横梁和支撑横梁固定连接。升降气缸6设置在第一剪叉臂上，其一端与第一剪叉臂的上臂体转动连接，其另一端与第一剪叉臂的下臂体转动连接，通过升降气缸和剪叉组件5的组合驱动支撑横梁3上升或下降，从而带动活动窗4上升或下降。平衡连接件9设置在第二剪叉臂上，平衡连接件的一端与第二剪叉臂的上臂体连接，平衡连接件的另一端与第二剪叉臂的下臂体连接，通过平衡连接件来平衡活动窗的重量以及升降气缸在运动过程中所产生的垂直力，保证活动窗在上下运动过程中受力平衡，运动过程平缓，提高机车侧窗的整体性能。该结构中，平衡连接件优选气弹簧。

参见图6，气路控制单元连接升降气缸6和气源M，用于控制升降气缸的活塞杆伸出或缩回。具体地，气路控制单元包括三位五通电磁阀7.1和两位三通手动阀7.2，三位五通电磁阀的进气口P通过管路与气源连接，三位五通电磁阀的气缸口A通过管路与升降气缸的有杆腔连接，三位五通电磁阀的气缸口B通过管路与升降气缸的无杆腔连接。三位五通电磁阀与气源之间的管路上沿气流方向依次设有截止阀7.3和调压阀7.4，三位五通电磁阀与升降气缸的有杆腔和无杆腔之间的管路上各设有一个单向节流阀7.5；两位三通手动阀与升降气缸的无杆腔连接。本领域的技术人员可以理解的，三位五通电磁阀的两个排气口T1、T2各连接一个消音器。

参见图7，电路控制单元连接气路控制单元和机车电源N，该电路控制单元通过控制气路单元动作，从而达到最终控制升降气缸动作的目的。具体地，电路控制单元包括三位转换开关8.1和开关电源8.2，三位转换开关具有I位、0位和II位三个位置，三位转换开关的三个位置分别代表上升、停止和下降位置。三位转换开关的I位与三位五通电磁阀的电磁线圈A2相连，三位转换开关的II位与三位五通电磁阀的电磁线圈A1相连；当三位转换开关处于I位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A2得电，升降气缸的活塞杆伸出，剪叉组件推动活动窗上升；当三位转换开关处于II位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A1得电，升降气缸的活塞杆回落，剪叉组件带动活动窗下降；当三位转换开关处于0位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A1和电磁线圈A2均失电，升降气缸不动作，活动窗也停止运动。本发明的电控气动机车侧窗，可以实现侧窗的全开、全关以及任意位置的稳停，便于司机瞭望车外环境，能大幅提高整车的使用舒适性。

参见图3至图5，底横梁2和支撑横梁3的两侧均设有沿其长度方向设置的滑槽；优选的，底横梁2和支撑横梁3均为工字梁。滑动组件包括两个导轮5.3和连接支架5.4，两导轮分别设置在底横梁或支撑横梁两侧的滑槽内，且在升降气缸的作用下可沿滑槽移动；连接支架一端为呈U形结构的连接部5.4a，连接支架的另一端为连接板5.4b，连接部安装在两导轮的外侧，且连接部的两个侧壁通过导轮轴5.5与两个导轮分别连接，连接板通过凸轮轴5.6与第一剪叉臂的上臂体或下臂体枢接。固定组件包括连接支架5.4，连接部5.4a通过凸轮轴5.6与底横梁或支撑横梁固定连接，连接板通过凸轮轴5.6与第二剪叉臂的上臂体或下臂体枢接。上述结构中，凸轮轴上还设有弹性垫圈5.7，且剪叉臂与连接支架间还设有平垫。

本发明的电控气动机车侧窗的使用过程为：接通机车电源M，通过开关电源8.2将机车电源转换为DC24V，并调节调压阀到合适的气压。当三位转换开关转向上升位置(I位)时，五位三通电磁阀的电磁线圈A2得电，压缩气体通过气缸口B进入升降气缸的无杆腔，升降气缸的活塞杆伸出，驱动剪叉臂组件向上运行，同时带动连接支架与设置在支撑横梁和底横梁上的导轮开始向固定组件方向运动，推动活动窗闭合；当三位转换开关转向下降位置(II位)时，五位三通电磁阀的电磁线圈A1得电，压缩气体通过气缸口A进入升降气缸的有杆腔，升降气缸的活塞杆收缩，带动剪叉臂组件向下运行，同时带动连接支架和导轮开始向远离固定组件的方向运动，拉动活动窗开启；当三位开关转向停止位置(0位)时，五位三通电磁阀的电磁线圈A1和A2均失电，升降气缸不动作，连接支架停止运行，活动窗也停止运动。本发明中在机车侧窗升降的整个过程中，平衡连接件始终处于工作状态，以平横活动窗的自重及断电断气情况下活动窗的平衡，使得整个活动窗一直处于平稳升降。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电控气动机车侧窗，其特征在于，包括侧窗外框(1)、底横梁(2)、支撑横梁(3)、活动窗(4)、剪叉组件(5)、升降气缸(6)、气路控制单元和电路控制单元；所述侧窗外框(1)固定设置在机车的侧壁上，所述底横梁(2)设置在所述侧窗外框的下端，所述支撑横梁(3)可升降式设置在所述侧窗外框内，所述活动窗(4)设置在所述支撑横梁上，并随支撑横梁沿所述侧窗外框上下升降运动；所述剪叉组件(5)包括第一剪叉臂(5.1)和第二剪叉臂(5.2)，所述第一剪叉臂的两端分别通过滑动组件与所述底横梁和支撑横梁滑动连接，所述第二剪叉臂的两端分别通过固定组件与所述底横梁和支撑横梁固定连接；所述升降气缸(6)设置在所述第一剪叉臂上，通过所述升降气缸和剪叉组件(5)的组合驱动支撑横梁(3)上升或下降，从而带动活动窗(4)上升或下降；所述气路控制单元连接所述升降气缸(6)和气源(M)，用于控制升降气缸的活塞杆伸出或缩回；所述电路控制单元连接所述气路控制单元和机车电源(N)，用于控制所述气路控制单元动作。

2.根据权利要求1所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述第一剪叉臂和第二剪叉臂均包括上臂体和下臂体，所述第一剪叉臂中的所述上臂体的下端与所述下臂体的上端之间以及所述第二剪叉臂中的所述上臂体的下端与所述下臂体的上端之间均为铰接连接；所述第一剪叉臂中的上臂体和所述第二剪叉臂中的上臂体之间以及所述第一剪叉臂中的下臂体和所述第二剪叉臂中的下臂体之间均呈X状交叉铰接设置；所述第一剪叉臂的两端分别通过滑动组件与所述底横梁和支撑横梁滑动连接，所述第二剪叉臂的两端分别通过固定组件与所述底横梁和支撑横梁固定连接。

3.根据权利要求1所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述气路控制单元包括三位五通电磁阀(7.1)，所述三位五通电磁阀的进气口P通过管路与所述气源连接，所述三位五通电磁阀的气缸口A通过管路与所述升降气缸的有杆腔连接，所述三位五通电磁阀的气缸口B通过管路与所述升降气缸的无杆腔连接；所述三位五通电磁阀与所述气源之间的管路上沿气流方向依次设有截止阀(7.3)和调压阀(7.4)，所述三位五通电磁阀与所述升降气缸的有杆腔和无杆腔之间的管路上各设有一个单向节流阀(7.5)。

4.根据权利要求3所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述电路控制单元包括三位转换开关(8.1)，所述三位转换开关具有I位、0位和II位三个位置，所述三位转换开关的I位与所述三位五通电磁阀的电磁线圈A2相连，所述三位转换开关的II位与所述三位五通电磁阀的电磁线圈A1相连；当三位转换开关处于I位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A2得电，升降气缸的活塞杆伸出，剪叉组件推动活动窗上升；当三位转换开关处于II位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A1得电，升降气缸的活塞杆回落，剪叉组件带动活动窗下降；当三位转换开关处于0位时，三位五通电磁阀的电磁线圈A1和电磁线圈A2均失电，升降气缸不动作。

5.根据权利要求3所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述气路控制单元还包括两位三通手动阀(7.2)，所述两位三通手动阀与所述升降气缸的无杆腔连接。

6.根据权利要求2所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述电控气动机车侧窗还包括设置在所述第二剪叉臂上的平衡连接件(9)，所述平衡连接件的一端与所述第二剪叉臂的上臂体连接，所述平衡连接件的另一端与所述第二剪叉臂的下臂体连接。

7.根据权利要求2所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述底横梁(2)和支撑横梁(3)的两侧均设有沿其长度方向设置的滑槽；所述滑动组件包括两个导轮(5.3)和连接支架(5.4)，两所述导轮分别设置在所述底横梁或支撑横梁两侧的滑槽内，所述连接支架一端为呈U形结构的连接部(5.4a)，所述连接支架的另一端为连接板(5.4b)，所述连接部安装在两所述导轮的外侧且通过导轮轴(5.5)与所述导轮连接，所述连接板通过凸轮轴(5.6)与所述第一剪叉臂的上臂体或下臂体枢接。

8.根据权利要求7所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述固定组件包括所述连接支架(5.4)，所述连接部(5.4a)通过凸轮轴(5.6)与所述底横梁或支撑横梁连接，所述连接板通过凸轮轴(5.6)与所述第二剪叉臂的上臂体或下臂体枢接。

9.根据权利要求1所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述底横梁(2)和所述支撑横梁(3)均为工字梁。

10.根据权利要求9所述的电控气动机车侧窗，其特征在于，所述侧窗外框(1)的内圈侧壁设有滑槽，所述活动窗设置在所述滑槽内；所述侧窗外框上还设有与所述滑槽相适配的密封条。