CN109177995A - 车端骨架结构及具有其的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车端骨架结构及具有其的轨道车辆，其中，车端骨架结构包括：车顶结构，车顶结构为封闭的框架结构；端部吸能结构，端部吸能结构的上端与车顶结构相连接，端部吸能结构的下端用于与底架相连接。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中车辆端部骨架结构的碰撞性能无法满足当下需求的问题。

Description

车端骨架结构及具有其的轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道列车技术领域，具体而言，涉及一种车端骨架结构及具有其的轨道车辆。

背景技术

随着我国轨道交通等领域的高速发展，在方便人们出行的同时，其运行安全问题已越来越受到人们的重视。地铁等轨道交通车辆通常载客量大，运行速度快，一旦发生碰撞事故往往造成较大的人员伤亡和财产损失。近些年发生的列车追尾等事故充分说明即便在信号控制、调度管理和程序化管理等主动防护方面采取了一系列措施，列车的碰撞事故还是不能完全被避免，此种情况下，作为乘车人员生命财产安全终极卫士的被动安全防护装置的性能就显得尤为重要。

统计表明，轨道交通车辆等在碰撞过程中需要吸收的能量大，因此，车辆端部骨架结构碰撞性能是衡量其质量的重要指标。而随着轨道交通车辆不断提速，对车辆端部骨架结构碰撞性能的要求也越来越高。

针对相关技术中车辆端部骨架结构碰撞性能无法满足当下需求的技术问题，尚未得到解决方案。

发明内容

本发明提供一种车端骨架结构及具有其的轨道车辆，以解决现有技术中车辆端部骨架结构碰撞性能无法满足当下需求的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种车端骨架结构，包括：车顶结构，车顶结构为封闭的框架结构；端部吸能结构，端部吸能结构的上端与车顶结构相连接，端部吸能结构的下端用于与底架相连接。

进一步地，端部吸能结构包括：第一吸能柱体，其第一端与车顶结构焊接，其第二端用于与底架焊接；第二吸能柱体，其第一端与车顶结构焊接，其第二端用于与车辆的边梁焊接。

进一步地，第二吸能柱体为两个，两个第二吸能柱体相间隔地设置，第二吸能柱体用于与车辆的侧墙结构焊接。

进一步地，第一吸能柱体为至少两个，至少两个的第一吸能柱体位于两个第二吸能柱体之间，至少两个的第一吸能柱体间隔设置。

进一步地，第一吸能柱体为偶数个，偶数个的第一吸能柱体沿车辆的车宽方向对称地设置。

进一步地，第一吸能柱体朝向第二吸能柱体的一侧设置有第一减重孔。

进一步地，第一吸能柱体的横截面为封闭结构，和/或，第二吸能柱体的横截面为封闭结构。

进一步地，第二吸能柱体为两个，两个第二吸能柱体相间隔地设置，第一吸能柱体为两个，两个的第一吸能柱体位于两个第二吸能柱体之间。

进一步地，车端骨架结构还包括第一抗伸缩板，第一抗伸缩板的一端与第一吸能柱体相连接，第一抗伸缩板的另一端与第二吸能柱体相连接。

进一步地，车端骨架结构还包括第二抗伸缩板，第二抗伸缩板的两端分别与一个第一吸能柱体相连接。

进一步地，第二抗伸缩板与第一抗伸缩板之间的夹角为钝角。

进一步地，第一抗伸缩板为两个，两个第一抗伸缩板、两个第一吸能柱体、两个第二吸能柱体以及第二抗伸缩板在平行于车辆的底架的平面上的投影的连线围成梯形结构。

进一步地，两个第一吸能柱体和两个第二吸能柱体在平行于车辆的底架的平面上的投影的连线围成梯形结构。

进一步地，车顶结构包括：第一车顶弯梁；第二车顶弯梁，与第一车顶弯梁相焊接并共同围成封闭的框架结构。

进一步地，车顶结构还包括车顶纵梁，车顶纵梁的一端与第一车顶弯梁相连接，另一端与第二车顶弯梁相连接。

进一步地，车顶纵梁为两根，两根车顶纵梁相间隔地设置，第一吸能柱体为两个，第一吸能柱体的第一端与车顶纵梁一一对应地相焊接。

根据本发明的又一方面，提供了一种轨道车辆，轨道车辆包括车端骨架结构，其中，车端骨架结构为上述任意一项的车端骨架结构。

应用本发明的技术方案，在发生碰撞时，端部吸能结构的上端与车顶结构相连接，端部吸能结构的下端用于与底架相连接，形成稳定的整体，防止轨道车辆在碰撞力的作用下发生部件分离的现象。此外，将车顶结构设计为封闭框架结构，增加了车顶结构的稳定性。

综上所述，应用本发明的技术方案，达到了提高车端骨架结构的碰撞性能，保证了乘车人员的人身安全的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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示出了本发明提供的车端骨架结构的结构示意图；

图2示出了图1中的车端骨架结构的爆炸图；

图3示出了图1中的车端骨架结构包含的抗伸缩板的俯视图；

图4示出了图1中的车端骨架结构包含的抗伸缩板的连接示意图一；

图5示出了图1中的车端骨架结构包含的车顶结构的爆炸图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

80、端部吸能结构；81、第一吸能柱体；82、第二吸能柱体；83、第一抗伸缩板；84、第二抗伸缩板；811、第一减重孔；821、第二减重孔；90、车顶结构；91、第一车顶弯梁；92、第二车顶弯梁；93、车顶纵梁；94、连接件；911、第三车顶弯梁；912、第四车顶弯梁；913、第五车顶弯梁；931、第一车顶纵梁；932、第二车顶纵梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种车端骨架结构，其车端骨架结构包括车顶结构90和端部吸能结构80，其中，车顶结构90为封闭的框架结构，端部吸能结构80的上端与车顶结构90相连接，端部吸能结构80的下端用于与底架相连接。

此外，本发明的实施例提供的一种车端骨架结构还包括抗伸缩板，其中，抗伸缩板用于端部吸能结构80的内部连接。

首先，针对车端骨架结构的端部吸能结构80进行说明：

如图1和图2所示，端部吸能结构80包括：第一吸能柱体81和第二吸能柱体82，其中，第一吸能柱体81的第一端与车顶结构90焊接，第一吸能柱体81的第二端用于与底架焊接；第二吸能柱体82的第一端也与车顶结构90焊接，第二吸能柱体82的第二端用于与车辆的边梁焊接。此种设计，使得端部吸能结构80不仅仅连接了车顶结构90和底架，同时还令端部吸能结构80与车辆的边梁进行连接，加强了车端骨架结构的整体性和稳定性，以便车端骨架结构在受到碰撞时，不至于分崩离析，影响乘车人员的生命健康。

这里需要说明的是：第一吸能柱体81与车顶结构90、底架的连接方式为焊接，第二吸能柱体82与车顶结构90和边梁的连接方式也为焊接。这种连接方式加强了车顶结构90、底架、边梁、第一吸能柱体81、第二吸能柱体82之间的连接强度，也即，增加了车辆的边梁、底架、车顶结构90和端部吸能结构80之间的连接强度，进而从连接方式的角度加强了车端骨架结构的整体性和稳定性。

针对第二吸能柱体82，在本发明的实施例中，第二吸能柱体82设计为两个，并且让两个第二吸能柱体82相间隔地设置，以及让第二吸能柱体82与车辆的侧墙结构焊接。上述增加第二吸能柱体82数量的设计，加强了车辆的车顶结构90和车辆底架之间的连接强度，而第二吸能柱体82与车辆的侧墙结构焊接的设计，则增加了车端骨架结构的整体性，使得车端骨架结构受到碰撞挤压时，有更多的车辆的部件提供抗碰撞的支持力。至于两个吸能柱体相间隔地设置的设计，则增加了车顶结构90和底架结构之间连接关系的均衡性，避免了因车顶结构90和底架结构连接关系不均衡，导致车端骨架结构在连接关系薄弱的地方发生扭曲形变的情况发生。

而针对第一吸能柱体81，在本发明的实施例中，第一吸能柱体81为多个，并且让多个第一吸能柱体81位于两个第二吸能柱体82之间，以及让多个第一吸能柱体81间隔设置。基于第二吸能柱体82的设计说明，可知，此种设计也达到了增加了车顶结构90和底架结构之间连接强度，以及增加了车顶结构90和底架结构之间连接关系的均衡性。

作为一个可选的示例，第一吸能柱体81可以设置为偶数个，并且偶数个的第一吸能柱体81沿车辆的车宽方向对称地设置。而该示例中对第一吸能柱体81的位置设计，达到了增加了车顶结构90和底架结构之间连接关系的均衡性的技术效果。

作为另一个可选的示例，如图1和图2所示，第二吸能柱体82为两个，两个第二吸能柱体82相间隔地设置，第一吸能柱体81为两个，两个的第一吸能柱体81位于两个第二吸能柱体82之间。而该示例是基于大量实验数据统计分析所得，示例中第一吸能柱体81的数量和位置和示例中第二吸能柱体82的数量和位置达到了一个稳定的平衡，也即，达到了端部吸能结构80重量和连接强度之间的平衡，以及达到了端部吸能结构80的位置设计和连接稳性之间的平衡。

此外，在本发明的实施例中，第一吸能柱体81朝向第二吸能柱体82的一侧设置有第一减重孔811，第二吸能柱体82朝向第一吸能柱体81的一侧设置有第二减重孔821，以减轻第一吸能柱体81和第二吸能柱体82的重量，进而减轻车辆的重量。

需要说明的是：第一吸能柱体81上设置的第一减重孔811并不影响第一吸能柱体81的碰撞性能，第二吸能柱体82上设置的第二减重孔821并不影响第二吸能柱体82的碰撞性能。

作为一个可选的示例，如图1和图2所示，第一吸能柱体81朝向第二吸能柱体82的一侧设置有三个第一减重孔811，其中，第一减重孔811为边角光滑的矩形；第二吸能柱体82朝向第一吸能柱体81的一侧设置有四个第二减重孔821，其中，第一减重孔811为边角光滑的矩形。

此外，在本发明的实施例中，第一吸能柱体81的横截面可以为封闭结构，第二吸能柱体82的横截面也可以为封闭结构，而这种设计使第一吸能柱体81和第二吸能柱体82在受到碰撞作用力时，不易发生弯折，进而增加第一吸能柱体81和第二吸能柱体82的碰撞性能。

作为一个可选的示例，如图2所示，第一吸能柱体81和第二吸能柱体82可以由片材弯折形成一个横截面为封闭结构的柱体。

其次，针对车端骨架结构的抗伸缩板进行说明：

如图1、图2和图3所示，车端骨架结构的抗伸缩板主要包括：第一抗伸缩板83和第二抗伸缩板84，其中，第一抗伸缩板83的一端与第一吸能柱体81相连接，第一抗伸缩板83的另一端与第二吸能柱体82相连接，而第二抗伸缩板84的两端分别与一个第一吸能柱体81相连接。此种设计，加强了多个第一吸能柱体81和多个第二吸能柱体82之间的连接关系，使第一吸能柱体81和第二吸能柱体82形成一个相关关联的整体结构。

作为一个可选的示例，如图3所示，第一抗伸缩板83为梯形，其中，第一抗伸缩板83的底与第一吸能柱体81相连接，第一抗伸缩板83的顶与第二吸能柱体82相连接；第二抗伸缩板84为矩形，其中，第二抗伸缩板84的短边与两个相邻的第一吸能柱体81连接。

基于上述可选的示例，如图3所示，车端骨架结构包括两个第一抗伸缩板83、一个第二抗伸缩板84、两个第一吸能柱体81和两个第二吸能柱体82，而上述部件联合起来在平行于车辆的底架的平面上的投影的连线围成梯形结构。具体的，两个第一抗伸缩板83连接第一吸能柱体81和第二性能柱体，形成梯形结构的腰边，一个第二抗伸缩板84连接两个第一吸能柱体81，形成梯形结构的顶边，自然而然，两个第二吸能柱体82的连线形成梯形结构的底边。此种设计不仅仅令车辆车端的水平截面具有一定弧度，且该弧度令车辆的车端中间凸出，车端两侧凹陷，以便相邻的车辆转弯，即防止相邻车辆在转弯时车端边缘发生碰撞。还达到了增加车端骨架结构的稳定性，增加了车辆的碰撞性能的技术效果。

此外，基于上述可选的示例，两个第一吸能柱体81和两个第二吸能柱体82在平行于车辆的底架的平面上的投影的连线也是可以围成梯形结构的。

作为一个可选的示例，如图4所示，第一抗伸缩板83和第二抗伸缩板84的横截面为Z型。

最后，针对车端骨架结构的车顶结构90进行说明：

如图1、图2、图5所示，车端骨架结构的车顶结构90主要包括：第一车顶弯梁91、第二车顶弯梁92和车顶纵梁93，其中，第二车顶弯梁92与第一车顶弯梁91相焊接并共同围成封闭的框架结构，车顶纵梁93的一端与第一车顶弯梁91相连接，车顶纵梁93的另一端与第二车顶弯梁92相连接。通过令车顶结构90包括第一车顶弯梁91和第二车顶弯梁92，并令车顶纵梁93加以连接，使得车顶结构90的稳定性加强，提高了碰撞性能。

需要说明的是：在本发明的实施例中，车端骨架结构的车顶结构90单独可以形成一个整体性组件，以便生产和安装。

在现有技术中，车辆的端部吸能结构80常常是连接在车顶弯梁上的，这种设计使得端部吸能结构80在受到碰撞挤压时，易带动车顶弯梁也随之形变，严重影响乘车人员的人身安全。而在本实施例中，如图5所示，第一吸能柱体81的第一端是与车顶纵梁93一一对应地相焊接，避免了第一吸能柱体81与车顶弯梁进行直接连接，降低了发生碰撞时车顶结构90的变形程度。

作为一种可选的示例，车顶纵梁93为两根，且两根车顶纵梁93相间隔地设置，而第一吸能柱体81也为两个，并且第一吸能柱体81的第一端与车顶纵梁93一一对应地相焊接。

此外，针对车顶纵梁93的形状，如图5所示，车顶纵梁93包括第一车顶纵梁931，其横截面为U型，且两端的侧面向外延伸，用于连接第一车顶弯梁91和第二车顶弯梁92，此外，车顶纵梁93的顶面设有通孔，用于连接第一吸能柱体81。

当然，车顶纵梁93还包括另一种形式，如图5所示，即车顶纵梁93包括第二车顶纵梁932，其横截面为L型，且两端的侧面向外延伸，用于连接第一车顶弯梁91和第二车顶弯梁92。

作为另一个可选的示例，车端骨架结构的车顶结构90还包括连接件94，其中，连接件94一端设有第一连接口和第二连接口，另一端设有第三连接口，第一连接口用于连接第一车顶弯梁91，第二连接口用于连接第二车顶弯梁92，第三连接口第二吸能柱体82，且连接件94的纵向截面具有一定弧度，横向截面为Y型。

基于上述可选的示例，上述连接件94可以为车顶角柱。

作为另一个可选的示例，车端骨架结构的第一车顶弯梁91包括：第三车顶弯梁911、第四车顶弯梁912、第五车顶弯梁913。如图5所示，第三车顶弯梁911一端连接连接件94，另一端连接车顶纵梁93和第四车顶弯梁912；第四车顶弯梁912一端连接车顶纵梁93和第三车顶弯梁911，另一端连接另一个车顶纵梁93和第五车顶弯梁913；第五车顶弯梁913一端连接另一个车顶纵梁93和第五车顶弯梁913，另一端连接另一个连接件94。

本发明的另一个实施例提供了一种轨道车辆，其中，该轨道车辆包含上述实施例中的车端骨架结构，因此该轨道车辆也具备车端骨架结构的技术特征，该轨道车辆也能达到车端骨架结构所能达到的技术效果。也即，轨道车辆加强了车端骨架结构的整体性和稳定性，以便车端骨架结构在受到碰撞时，不至于分崩离析，影响乘车人员的生命健康。

以上所述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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

Claims (17)

1.一种车端骨架结构，其特征在于，包括：

车顶结构(90)，所述车顶结构(90)为封闭的框架结构；

端部吸能结构(80)，所述端部吸能结构(80)的上端与所述车顶结构(90)相连接，所述端部吸能结构(80)的下端用于与底架相连接。

2.根据权利要求1所述的车端骨架结构，其特征在于，所述端部吸能结构(80)包括：

第一吸能柱体(81)，其第一端与所述车顶结构(90)焊接，其第二端用于与所述底架焊接；

第二吸能柱体(82)，其第一端与所述车顶结构(90)焊接，其第二端用于与车辆的边梁焊接。

3.根据权利要求2所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第二吸能柱体(82)为两个，两个所述第二吸能柱体(82)相间隔地设置，所述第二吸能柱体(82)用于与所述车辆的侧墙结构焊接。

4.根据权利要求3所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第一吸能柱体(81)为至少两个，至少两个的所述第一吸能柱体(81)位于两个所述第二吸能柱体(82)之间，至少两个的所述第一吸能柱体(81)间隔设置。

5.根据权利要求4所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第一吸能柱体(81)为偶数个，偶数个的所述第一吸能柱体(81)沿所述车辆的车宽方向对称地设置。

6.根据权利要求4所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第一吸能柱体(81)朝向所述第二吸能柱体(82)的一侧设置有第一减重孔(811)。

7.根据权利要求2所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第一吸能柱体(81)的横截面为封闭结构，和/或，所述第二吸能柱体(82)的横截面为封闭结构。

8.根据权利要求2所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第二吸能柱体(82)为两个，两个所述第二吸能柱体(82)相间隔地设置，所述第一吸能柱体(81)为两个，两个的所述第一吸能柱体(81)位于两个所述第二吸能柱体(82)之间。

9.根据权利要求8所述的车端骨架结构，其特征在于，所述车端骨架结构还包括第一抗伸缩板(83)，所述第一抗伸缩板(83)的一端与所述第一吸能柱体(81)相连接，所述第一抗伸缩板(83)的另一端与所述第二吸能柱体(82)相连接。

10.根据权利要求9所述的车端骨架结构，其特征在于，所述车端骨架结构还包括第二抗伸缩板(84)，所述第二抗伸缩板(84)的两端分别与一个所述第一吸能柱体(81)相连接。

11.根据权利要求10所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第二抗伸缩板(84)与所述第一抗伸缩板(83)之间的夹角为钝角。

12.根据权利要求10所述的车端骨架结构，其特征在于，所述第一抗伸缩板(83)为两个，两个所述第一抗伸缩板(83)、两个所述第一吸能柱体(81)、两个所述第二吸能柱体(82)以及所述第二抗伸缩板(84)在平行于所述车辆的所述底架的平面上的投影的连线围成梯形结构。

13.根据权利要求8所述的车端骨架结构，其特征在于，两个所述第一吸能柱体(81)和两个所述第二吸能柱体(82)在平行于所述车辆的所述底架的平面上的投影的连线围成梯形结构。

14.根据权利要求2所述的车端骨架结构，其特征在于，所述车顶结构(90)包括：

第一车顶弯梁(91)；

第二车顶弯梁(92)，与所述第一车顶弯梁(91)相焊接并共同围成所述封闭的框架结构。

15.根据权利要求14所述的车端骨架结构，其特征在于，所述车顶结构(90)还包括车顶纵梁(93)，所述车顶纵梁(93)的一端与所述第一车顶弯梁(91)相连接，另一端与所述第二车顶弯梁(92)相连接。

16.根据权利要求15所述的车端骨架结构，其特征在于，所述车顶纵梁(93)为两根，两根所述车顶纵梁(93)相间隔地设置，所述第一吸能柱体(81)为两个，所述第一吸能柱体(81)的第一端与所述车顶纵梁(93)一一对应地相焊接。

17.一种轨道车辆，包括车端骨架结构，其特征在于，所述车端骨架结构为权利要求1至16中任一项所述的车端骨架结构。