CN108798344A - 一种开闭机构及轨道车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开闭机构及轨道车辆，开闭机构包括安装架、导流罩、第一驱动机构、第二驱动机构和盖板，安装架和导流罩通过第一连杆和第二连杆连接，安装架、导流罩、第一连杆和第二连杆一起形成平行四边机构；导流罩能够在打开状态和关闭状态之间切换，第一驱动机构的一端铰接在安装架上，另一端铰接在第一连杆上；盖板设置在导流罩的顶部且与导流罩铰接，盖板能够在盖板打开状态和盖板关闭状态之间切换，第二驱动机构的一端铰接在第一连杆或第二连杆上，另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端与盖板铰接。本发明具有开启方便快捷，操作简单，稳定可靠等特点，在保证适应更小曲线半径的列车连挂的同时，不与防爬器、头罩等设备干涉。

Description

一种开闭机构及轨道车辆
技术领域
本发明涉及一种轨道交通车辆技术领域，具体涉及一种开闭机构及轨道车辆，尤其适用于城轨车辆。
背景技术
开闭机构作为车辆前端导流罩的驱动机构，在单列运行时，使导流罩处于关闭、锁定状态，形成完整的列车空气动力学外形，减小风阻和风噪；在需要重联运行时，使导流罩处于开启、锁定位置，以便车钩能够完全、无障碍联挂，并能够适应在不同曲线半径上运行时车钩摆角带来的影响。
目前国内外开闭机构主要应用于160km/h及以上的动车组车型，其车辆宽度均在3.2m以上，列车通过的曲线半径较大，车钩摆动角度较小，限界要求较为宽松，且列车前端采用流线型设计，因此列车前端的设备布置空间较大，车钩、防爬器、开闭机构等留有较大的空间布置，开闭机构均采用左右开启的方式。
而在城轨车辆项目中，由于车体宽度在3m以下，部分C型车车宽仅为2.56m，限界要求较为严格，且载客量较动车组更大，列车前端无法采用流线型设计，且曲线半径更小，最小曲线半径R150m，有项目仅为R80m，通过曲线时车钩的摆动角度更大，列车前端还设置有防爬器，考虑列车前端设备空间布置及其他各种因素，目前国内城轨车辆暂无项目采用开闭机构，使得车钩的连接极为不便。
发明内容
为了克服现有技术中车钩连接的不便，本发明提供一种开闭机构，具体技术方案如下。
一种开闭机构，其包括安装架、导流罩、第一驱动机构、第二驱动机构和盖板，所述安装架和导流罩通过第一连杆和第二连杆连接，所述第一连杆与所述安装架和导流罩铰接，所述第二连杆与所述安装架和导流罩铰接，所述安装架、导流罩、第一连杆和第二连杆一起形成平行四边机构；所述导流罩能够在打开状态和关闭状态之间切换，所述第一驱动机构的一端铰接在所述安装架上，另一端铰接在所述第一连杆或第二连杆或导流罩上；所述盖板设置在所述导流罩的顶部且与所述导流罩铰接，所述盖板能够在盖板打开状态和盖板关闭状态之间切换，所述第二驱动机构的一端铰接在所述第一连杆或第二连杆上，另一端与第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与所述盖板铰接。
本发明的开闭机构位于轨道车辆（尤其是城轨车辆）的前端，需要打开导流罩和盖板时，第一驱动机构驱动导流罩从关闭状态向打开状态移动，导流罩在逐渐上升的同时，先向前再向后移动，在此过程中，盖板在第二驱动机构的驱动下由盖板关闭状态逐渐向上方和车辆前方打开直到盖板打开状态，避免盖板与驾驶室头罩发生碰触干涉。本发明采用了两级打开方式，克服了现有技术中城轨车辆的开闭机构无法设置为与动车组类似的左右开启方式的技术缺陷。需要关闭导流罩和盖板时，通过第一驱动机构、第二驱动机构的收缩驱动，或者工作人员直接按压，将导流罩和盖板从打开状态恢复至关闭状态。采用平行四边机构可以保证导流罩在打开的过程中位相始终和关闭状态时相同，同时避免导流罩向后车轮后方移动位移太大而与头罩发生干涉。其中所述第一驱动机构、第二驱动机构为气缸或压缩弹簧或气弹簧。
进一步地，所述第一驱动机构、第二驱动机构为压缩弹簧或气弹簧，当所述盖板处于盖板打开状态时，所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度大于90°，当所述盖板处于盖板关闭状态时，所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度小于90°；随着所述导流罩从关闭状态向打开状态移动，所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度从小于90°向大于90°转变。当所述导流罩在打开的过程中，所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度从小于90°向大于90°转变，当切换到大于90°时，压缩弹簧或气弹簧能够对第三连杆施加推力，进而将盖板推动至盖板打开状态，实现了盖板和导流罩的联动打开，不需要单独对盖板的打开进行控制；需要关闭盖板和导流罩时，工作人员按压盖板，盖板在逐渐关闭的过程中，所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度从大于90°向小于90°切换，当盖板处于盖板关闭状态时，由于所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度小于90°，盖板被可靠地锁定在所述导流罩上；继续对盖板施加按压力，导流罩将向关闭状态移动。其中，所述第三连杆与所述第二驱动机构之间的角度是指压缩弹簧或气弹簧（第二驱动机构）的施力轴线与第三连杆之间的角度。
进一步地，所述第三连杆的中部还具有沿着所述第三连杆延伸的引导孔，所述导流罩上设置引导安装座，所述引导安装座上设置有穿过所述引导孔的引导轴。引导孔的设置一方面可以更好地限制第三连杆的位置和移动轨迹，另一方面引导孔的下端部可以用来限定盖板的最大打开幅度。
进一步地，所述开闭机构还包括有开启锁定机构，所述开启锁定机构包括设置在所述安装架上的插销座，所述第一连杆和/或第二连杆上设置有供所述插销座内的插销插入的插孔。当所述导流罩处于预定的打开状态时，将插销座内的插销插入所述插孔中，实现导流罩打开状态的锁定，提高了开闭机构的稳定性、可靠性。
进一步地，所述开闭机构还包括有设置在所述安装架上的关闭锁定机构，所述关闭锁定机构用于锁定所述第一驱动机构与所述第一连杆或第二连杆或导流罩相铰接的铰接轴。所述关闭锁定机构可采用常规的汽车门锁、汽车引擎盖锁等常规锁定机构。
进一步地，所述安装架上还设置有用于限定所述第一连杆或第二连杆位移极限的开启限位装置和用于限定所述第一连杆或第二连杆位移极限的关闭限位装置。优选地，所述开启限位装置和关闭限位装置包括有调节螺栓，该调节螺栓能够对第一连杆或第二连杆的位移极限进行微调。
基于同一发明构思，本发明还涉及一种轨道车辆，其包括上述的开闭机构，所述开闭机构设置在所述轨道车辆的前端，所述安装架固定在轨道车辆上，所述导流罩和所述盖板的打开/关闭方向位于所述轨道车辆的纵向和垂向所在的平面内。
本发明的开闭机构可满足地铁车辆头型、限界、设备布置等因素条件的前提下，具有开启方便快捷，操作简单，稳定可靠等特点，在保证适应更小曲线半径的列车连挂的同时，不与防爬器、头罩等设备干涉，本发明可不采用气路、电路控制，使得开闭机构更加安全可靠，检索维护工作量。
附图说明
图1是本发明的实施例1的开闭机构的立体示意图（关闭状态）；
图2是本发明的实施例1的开闭机构的仰视立体示意图（关闭状态）；
图3是本发明的实施例1的开闭机构的立体示意图（打开状态）；
图4是本发明的实施例1的开闭机构的示意图（关闭状态）；
图5是本发明的实施例1的开闭机构的俯视图（关闭状态）；
图6是本发明的实施例1的开闭机构的示意图（打开状态）；
图7是本发明的实施例1的开闭机构的侧视图（打开状态）；
图8是本发明的实施例2的开闭机构的示意图（打开状态）；
图9是本发明的实施例2的开闭机构的示意图（关闭状态）；
图10是本发明的实施例2的开闭机构的示意图（打开过程中）；
图11是本发明的实施例2的开闭机构的示意图（打开状态）。
图中：1-安装架、11-固定座、2-连杆、21-第一连杆、22-第二连杆、3-导流罩、4-盖板、51-第一驱动机构、52-第二驱动机构、6-开启锁定机构、7-第三连杆、71-引导孔、72-引导安装座、8-关闭锁定机构、9-开启限位装置、10-关闭限位装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1
参见图1-7，一种开闭机构，设置在轨道车辆的前端，尤其是城轨车辆的前端，包括安装架1、连杆2、导流罩3、第一驱动机构51、第二驱动机构52和盖板4等部件，连杆2、导流罩3、第一驱动机构51和第二驱动机构52均沿着车辆的纵向中心对称设置有两套，安装架1和导流罩3通过连杆2连接，所述连杆包括第一连杆21和第二连杆22，所述第一连杆21同时与所述安装架1和导流罩3铰接，所述第二连杆22同时与所述安装架1和导流罩3铰接，安装架1、导流罩3、第一连杆21和第二连杆22一起形成平行四边机构；导流罩3能够在打开状态（图2）和关闭状态（图1）之间切换，第一驱动机构21的一端铰接在所述安装架1上，另一端铰接在所述第一连杆21上（当然，第一驱动机构21的另一端也可以是铰接在第二连杆或导流罩上）；盖板4设置在所述导流罩3的顶部且与所述导流罩3铰接，盖板3能够在盖板打开状态和盖板关闭状态之间切换，所述第二驱动机构22的一端铰接在第二连杆22上（也可以是与第一连杆21铰接），另一端与第三连杆7的一端铰接，第三连杆7的另一端与盖板4铰接。需要说明的是，导流罩3和盖板4的打开或者关闭方向位于轨道车辆的纵向和垂向所在的平面内，纵向为车辆的前后方向，垂向为竖直方向。
安装架1与固定座11通过紧固件连接，固定座11与车体固定连接，固定座11和安装架1上均设置有腰形孔，配合调整垫片使用，可实现开闭机构在前后左右上下各个方向均能实现一定的调节，保证开闭机构与头罩有较好的缝隙配合，使整车头型外观更协调。安装架1设置有两个且关于车辆的纵向中心线对称分布。
第一驱动机构51、第二驱动机构52为压缩弹簧或气弹簧，当盖板4处于盖板打开状态时，参见图6，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度大于90°，当盖板4处于盖板关闭状态时，参见图4，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度小于90°；随着导流罩3从关闭状态向打开状态移动，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度从小于90°向大于90°转变。当导流罩3在打开的过程中，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度从小于90°向大于90°转变，当切换到大于90°时，压缩弹簧或气弹簧能够对第三连杆7施加推力，进而将盖板4推动至盖板打开状态，实现了盖板4和导流罩3的联动打开，不需要单独对盖板4的打开进行控制；需要关闭盖板4和导流罩3时，工作人员按压盖板4，盖板4在逐渐关闭的过程中，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度从大于90°向小于90°切换，当盖板4处于盖板关闭状态时，由于第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度小于90°，盖板4被可靠地锁定在导流罩3上；继续对盖板4施加按压力，导流罩3将向关闭状态移动。其中，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度是指压缩弹簧或气弹簧（第二驱动机构）的施力轴线与第三连杆7之间的角度。
优选地，第三连杆7的中部还具有沿着所述第三连杆7延伸的引导孔71，导流罩3上设置引导安装座72，引导安装座72上设置有穿过所述引导孔71的引导轴。引导孔71的设置一方面可以更好地限制第三连杆7的位置和移动轨迹，另一方面引导孔7的下端部可以用来限定盖板4的最大打开幅度。
开闭机构还包括有开启锁定机构6，所述开启锁定机构6包括设置在所述安装架1上的插销座，所述第一连杆21和/或第二连杆22上设置有供所述插销座内的插销插入的插孔。当导流罩3处于预定的打开状态时，将插销座内的插销插入所述插孔中，实现导流罩打开状态的锁定，提高了开闭机构的稳定性、可靠性。
开闭机构还包括有设置在所述安装架1上的关闭锁定机构8，关闭锁定机构8用于锁定第一驱动机构51与第一连杆51相铰接的铰接轴。关闭锁定机构8可采用常规的汽车门锁、汽车引擎盖锁等常规锁定机构，工作人员可在驾驶室内关闭锁定机构8进行操作，仅需较小的拉力与行程即可实现对第一驱动机构51相连的铰接轴进行解锁。
安装架1上还设置有用于限定第一连杆21或第二连杆22位移极限的开启限位装置9和用于限定第一连杆或第二连杆位移极限的关闭限位装置10。优选地，开启限位装置9和关闭限位装置10包括有调节螺栓，该调节螺栓能够对第一连杆或第二连杆的位移极限进行微调。
开闭机构的开启与关闭过程如下。
当开闭机构需要开启时，由司机室的操作把手对关闭锁定机构8进行操作，仅需较小的拉力与行程即可实现对第一驱动机构51与第一连杆21相铰接的铰接轴进行解锁，在第一驱动机构51的推动作用下，第一连杆21和第二连杆22驱动导流罩3进行旋转，导流罩3在逐渐上升的过程中先向车辆前方再向车辆后方移动，在此过程中，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度从小于90°向大于90°转变，当第二驱动机构52作用点通过 “死点”位置（90°），第二驱动机构52向上推动盖板4向上运动，逐渐打开盖板4，盖板4的绕铰接轴向车辆的前方打开，此时，盖板4和导流罩3联动向上打开，直到第三连杆7延伸的引导孔71限制住盖板4，盖板4处于盖板打开状态；当第一连杆21或第二连杆22抵接到开启限位装置9时，导流罩3处于打开状态，将开启锁定机构6中插销插入第一连杆21或第二连杆22中的插孔中，实现导流罩3打开状态的锁定。
当开闭机构需要关闭时，工作人员在车下，手动操作开启锁定机构6的插销，将其移出插孔，按压盖板4，盖板4在逐渐关闭的过程中，第三连杆7与第二驱动机构52之间的角度从大于90°向小于90°转变，当盖板4处于盖板关闭状态时，第三连杆7与所述第二驱动机构52之间的角度小于90°，盖板被可靠地锁定在导流罩3上；继续对盖板4施加按压力，导流罩3将向关闭状态移动，直到第一连杆21或第二连杆22抵接到关闭限位装置10时，导流罩3处于关闭状态，关闭锁定机构8将第一驱动机构51与第一连杆21相铰接的铰接轴锁定，即完成关闭操作。整个操作过程中不需要采用气路、电路控制。
需要说明的是，第一驱动机构51、第二驱动机构52也可以采用气缸，当开闭机构需要开启时，先控制第一驱动机构51开启导流罩3，在导流罩3打开一定程度时控制第二驱动机构52开启盖板4；当开闭机构需要关闭时，先控制第二驱动机构52关闭盖板4，盖板4处于完全关闭时，第二驱动机构52与第三连杆7的铰接轴和第二连杆22与导流罩3的铰接轴同轴，在盖板4完全关闭后控制第一驱动机构51关闭导流罩3。
实施例2
参见图8-11，在其他部件和连接方式均相同的基础上，与实施例1不同是：第一驱动机构51铰接在第一连杆21的中部，而实施例中的第一驱动机构51铰接在第一连杆21的端部。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种开闭机构，其特征在于，包括安装架(1)、导流罩(3)、第一驱动机构(51)、第二驱动机构(52)和盖板(4)，所述安装架(1)和导流罩(3)通过第一连杆(21)和第二连杆(22)连接，所述第一连杆(21)与所述安装架(1)和导流罩(3)铰接，所述第二连杆(22)与所述安装架(1)和导流罩(3)铰接，所述安装架(1)、导流罩(3)、第一连杆(21)和第二连杆(22)一起形成平行四边机构；所述导流罩(3)能够在打开状态和关闭状态之间切换，所述第一驱动机构(51)的一端铰接在所述安装架(1)上，另一端铰接在所述第一连杆(21)或第二连杆(22)或导流罩(3)上；所述盖板(4)设置在所述导流罩(3)的顶部且与所述导流罩(3)铰接，所述盖板(4)能够在盖板打开状态和盖板关闭状态之间切换，所述第二驱动机构(52)的一端铰接在所述第一连杆(21)或第二连杆(22)上，另一端与第三连杆(7)的一端铰接，所述第三连杆(7)的另一端与所述盖板(4)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种开闭机构，其特征在于，所述第一驱动机构(51)、第二驱动机构(52)为压缩弹簧或气弹簧，当所述盖板(4)处于盖板打开状态时，所述第三连杆(7)与所述第二驱动机构(52)之间的角度大于90°，当所述盖板(4)处于盖板关闭状态时，所述第三连杆(7)与所述第二驱动机构(52)之间的角度小于90°；随着所述导流罩(3)从关闭状态向打开状态移动，所述第三连杆(7)与所述第二驱动机构(52)之间的角度从小于90°向大于90°转变。
3.根据权利要求2所述的一种开闭机构，其特征在于，所述第三连杆(7)的中部还具有沿着所述第三连杆(7)延伸的引导孔(71)，所述导流罩(3)上设置引导安装座(72)，所述引导安装座(72)上设置有穿过所述引导孔(71)的引导轴。
4.根据权利要求1所述的一种开闭机构，其特征在于，所述开闭机构还包括有开启锁定机构(6)，所述开启锁定机构(6)包括设置在所述安装架(1)上的插销座，所述第一连杆(21)和/或第二连杆(22)上设置有供所述插销座内的插销插入的插孔。
5.根据权利要求1所述的一种开闭机构，其特征在于，所述开闭机构还包括有设置在所述安装架(1)上的关闭锁定机构(8)，所述关闭锁定机构(8)用于锁定所述第一驱动机构(51)与所述第一连杆(21)或第二连杆(22)或导流罩(3)相铰接的铰接轴。
6.根据权利要求1所述的一种开闭机构，其特征在于，所述安装架(1)上还设置有用于限定所述第一连杆(21)或第二连杆(22)位移极限的开启限位装置(9)和用于限定所述第一连杆(21)或第二连杆(22)位移极限的关闭限位装置(10)。
7.根据权利要求6所述的一种开闭机构，其特征在于，所述开启限位装置(9)和关闭限位装置(10)包括有调节螺栓，该调节螺栓能够对第一连杆(21)或第二连杆(22)的位移极限进行微调。
8.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的开闭机构，所述开闭机构设置在所述轨道车辆的前端，所述安装架(1)固定在轨道车辆上，所述导流罩(3)和所述盖板(4)的打开/关闭方向位于所述轨道车辆的纵向和垂向所在的平面内。
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