CN110789562A - 一种铁路机车车钩自动摘挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路机车车钩自动摘挂装置，包括驱动装置、传动机构、车钩提拉杆、钩舌连接部和车钩，所述传动机构包括输出部和旋转部，所述输出部的一端与所述驱动装置连接，另一端有选择地与所述旋转部接合和分离，当所述输出部与所述旋转部接合时，所述输出部带动所述旋转部转动；所述车钩提拉杆包括竖杆、与所述竖杆的上部大体上垂直的横杆、以及与所述横杆可操作地连接的联动杆，所述横杆与所述旋转部连接，所述旋转部可带动所述横杆转动，所述竖杆与所述横杆固定连接；所述钩舌连接部的一端与所述联动杆连接，另一端与所述车钩的钩舌连接。本发明的机车车钩自动摘挂装置解决了自动控制执行装置与手动操作车钩提拉杆之间联动干涉的问题。

Description

一种铁路机车车钩自动摘挂装置

技术领域

本发明涉及铁路车辆领域，具体涉及一种铁路机车车钩自动摘挂装置。

背景技术

机车与车辆、车辆与车辆依靠车钩连接，相互连接后车钩中的钩舌形成自锁，防止车钩间意外断开。车钩结构及钩舌状态见图1，当钩舌被提拉起时，钩锁铁才能转动，实现两车钩脱开。车钩有多种型号，货车常用的有13号车钩(机车用)、17号车钩(车辆用)，两者的主要区别在于实现解锁“钩锁铁”的结构不一样。如图1所示，13号车钩采用提升“钩提销”高度，联动“钩舌”来解锁“钩锁铁”。“钩提销”上部采用“提拉杆”结构与其连接，人工手动提拉“提拉杆”实现车钩解锁。正常情况下，车钩间摘挂由人工完成，人站在两车之间车钩处，手动抬起提拉杆，钩锁铁被打开，这样就完成了人工摘挂作业。

图2a和2b为17号车钩的解锁机构，17号车钩的解锁机构与13号车钩机构位置不同，其解锁机构位于车钩中下部，其提拉杆301位于车钩下部。工作原理：人工操作提拉杆301转动，带动下锁销转轴302转动，下锁销杆303及下锁销304跟随联动，使锁铁组成305向上移动，这样钩舌306就能脱离闭锁位，钩舌306沿钩舌销307转动完成解锁。

上述描述的都是人工操作提拉杆，实现车钩钩舌解锁。对于某些特殊工况，如机车无人化驾驶、危险区域作业等，可以通过加装机械装置和遥控装置，来实现车钩远距离控制摘挂作业，避免人员操作危险，提高工作效率，节约人力成本。然而，加装机械装置会与手动提杆机械结构发生联动干涉，产生相互影响，即现有技术与手动提杆不能同时存在，但实际使用中，手动提杆还需要保留。

因此，需要一种能够解决现有技术中自动控制执行装置与手动操作车钩提拉杆之间产生联动干涉问题的机车车钩自动摘挂装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铁路机车车钩自动摘挂装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种铁路机车车钩自动摘挂装置，包括驱动装置、传动机构、车钩提拉杆、钩舌连接部和车钩，其中

所述传动机构包括输出部和旋转部，所述输出部的一端与所述驱动装置连接，另一端有选择地与所述旋转部接合和分离，当所述输出部与所述旋转部接合时，所述输出部带动所述旋转部转动；

所述车钩提拉杆包括竖杆、与所述竖杆的上部大体上垂直的横杆、以及与所述横杆可操作地连接的联动杆，所述横杆与所述旋转部连接，所述旋转部可带动所述横杆转动，所述竖杆与所述横杆固定连接；

所述钩舌连接部的一端与所述联动杆连接，另一端与所述车钩的钩舌连接。

进一步地，所述驱动装置为气动活塞缸，所述气动活塞缸包括缸体和与所述缸体连接的活塞杆。

进一步地，在所述传动机构中，

所述输出部为齿条，所述齿条的一端与所述活塞杆的一端连接，使所述齿条可沿着所述齿条的长度方向前后移动；

所述旋转部为齿轮，所述齿条的齿牙与所述齿轮有选择地接合和分离。

进一步地，所述齿条可滑动地设置在齿条座上，所述齿轮设置在齿轮安装座上，所述齿轮安装座与机车车体端板连接。

进一步地，所述齿条座的首端和末端安装有限位止挡。

进一步地，所述钩舌连接部为铁链。

进一步地，还包括固定关节，所述固定关节的一端固定至机车车体端板，另一端具有允许所述横杆穿过的容纳部，所述容纳部具有允许所述横杆在所述容纳部内转动的空间。

进一步地，所述竖杆的底部具有与所述竖杆固定连接的水平手柄，所述水平手柄与所述机车车体端板是分离的。

进一步地，进一步包括电控控制部，所述电控控制部包括遥控发射器、与所述遥控发射器通信的接收器、通过导线与所述接收器连接的电源、以及时间继电器。

进一步地，进一步包括空气控制部，所述空气控制部包括风源管、与所述风源管连接的单向阀、与所述单向阀连接的储风风缸、以及电磁阀，所述电磁阀的一端与所述储风风缸连接，另一端与所述缸体连接，所述电磁阀通过导线与所述时间继电器连接。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：本发明通过设置传动机构，解决了自动控制执行装置与手动操作车钩提拉杆之间联动干涉的问题，确保自动控制车钩提拉杆与人工操作车钩提拉杆之间互不影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a-1c为现有技术的13号车钩结构及钩舌结构示意图；

图2a为现有技术的17号车钩的解锁机构的主视图；

图2b为现有技术的17号车钩的解锁机构的俯视图；

图3为现有技术的13号车钩的摘挂装置的示意图；

图4为现有技术的17号车钩的摘挂装置的示意图；

图5为本发明的铁路机车车钩自动摘挂装置的示意图；

图6为本发明的铁路机车车钩自动摘挂装置的另一示意图；

图7为本发明的电控控制部和空气控制部的逻辑框图；

图8为本发明的固定关节的结构示意图；

图9为本发明的固定关节的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

如图3所示，现有技术中的13号车钩的车钩解锁为上提拉式的结构。利用机车压缩空气，控制气缸109带动横杆110转动，通过铁链111来提拉车钩钩舌112。压缩空气控制部分包括无线电发射器101、接收器102、电源103、时间继电器104、电磁阀105、储风风缸106、单向阀107、风源管108、铁链111。横杆110的结构，会与手动提杆机械结构发生联动干涉，产生相互影响。即该技术方案与手动提杆不能同时存在，但实际使用中，手动提杆还需要保留。

如图4所示，现有技术中的17号车钩的车钩解锁为下提拉式的结构。电机201带动连接杆203和202，使连杆型下锁销转轴204(替换了车钩中原下锁销转轴)转动，实现了电机控制车钩解锁。连杆型下锁销转轴204替换了车钩中原下锁销转轴，改造需要拆卸原车钩部件，增加了改造风险。

基于现有技术中的上述缺陷，本发明的目的是实现遥控控制机车与车辆自动摘挂作业，并解决机车用13号车钩提拉杆的自动控制执行装置与手动控制车钩提拉杆的联动干涉的问题。

如图5和6所示，本发明提供了一种铁路机车车钩自动摘挂装置，包括驱动装置8、传动机构、车钩提拉杆、钩舌连接部5和车钩7。传动机构包括输出部1和旋转部3，输出部1的一端与驱动装置8连接，另一端有选择地与旋转部3接合和分离，当输出部1与旋转部3接合时，输出部1带动旋转部3转动。车钩提拉杆包括竖杆6、与竖杆6的上部大体上垂直的横杆6”、以及与横杆6”可操作地连接的联动杆6’，横杆6”与旋转部3连接，旋转部3可带动横杆6”转动，竖杆6与横杆6”固定连接。优选地，竖杆6的底部具有与竖杆6固定连接的水平手柄6”’，水平手柄6”’与机车车体端板17是分离的，以便于手动拉起车钩提拉杆。钩舌连接部5的一端与联动杆6’连接，另一端与车钩7的钩舌连接，优选地，钩舌连接部5为铁链5。

在一优选实施例中，驱动装置8为气动活塞缸8，气动活塞缸8包括缸体和与缸体连接的活塞杆，输出部1的一端与活塞杆连接。

如图5和6所示，传动机构为齿条传动机构，输出部1为齿条1，齿条1的一端与活塞杆的一端连接，使齿条1可沿着齿条1的长度方向前后移动。旋转部3为齿轮3，齿条1的齿牙与齿轮3有选择地接合和分离，齿条1位于齿轮3的下方。齿条1可滑动地设置在齿条座2上，齿轮3设置在齿轮安装座4上，齿轮安装座4与机车车体端板17连接。齿条座2的前端和末端安装有限位止挡(未示出)，限制了钩舌提拉的高度，保证车钩部件不被损伤。

如图6、8和9所示，还包括固定关节18，固定关节18的一端固定至机车车体端板17，另一端具有允许横杆6”穿过的容纳部19，容纳部19具有允许横杆6”在容纳部19内转动的空间。优选地，容纳部19为弯钩状。

如图6所示，本发明在机车车体端板17的两侧对称间隔设置了2个车钩提拉杆，每个车钩提拉杆分别包括竖杆6、横杆6”、以及与横杆6”可操作地连接的联动杆6’，其中横杆6”和竖杆6一体形成。在两个车钩提拉杆之间设置了联动杆6’，联动杆6’具有类弧形结构，联动杆6’的一端与其中一个横杆6”的自由端可转动的连接，联动杆6’的另一端与另一个横杆6”的自由端可转动的连接，联动杆6’的弧形段的中间段与钩舌连接部5连接。同时，每个横杆6”穿过两个固定关节18，固定关节18与机车车体端板17连接，起到支撑车钩提拉杆的作用。

再次如图6所示，本发明在车钩提拉杆的横杆6”的一侧或两侧的中间位置安装与齿条1配合的齿轮3，齿轮3与横杆6”固定连接，齿轮3的顺时针或逆时针旋转可以带动横杆6”进行顺时针或逆时针旋转，进而带动联动杆6’进行顺时针或逆时针旋转，从而拉起或放下铁链5，实现车钩7解锁或闭锁。齿轮3直接与现有的横杆6”固定为一体，无需再增加其他连杆机构，也不需要拆卸车钩的其他部件，由于无需改变车钩其他部件的结构，保证了车钩整体可靠性。

在另一优选实施例中，传动机构可采用如滑轮、电动推杆等杠杆机构来驱动车钩提拉杆的转动。

如图7所示，进一步包括电控控制部和空气控制部，电控控制部包括遥控发射器11、与遥控发射器11通信的接收器12、通过导线与接收器12连接的电源13、以及时间继电器14。空气控制部包括风源管16、与风源管16连接的单向阀15、与单向阀15连接的储风风缸10、以及电磁阀9，电磁阀9的一端与储风风缸10连接，另一端与缸体连接，电磁阀9通过导线与时间继电器14连接。

如图5和6所示，自动控制本发明的摘挂装置的动作方式为：遥控发射器11发出车钩摘钩指令，机车上的接收器12收到指令，时间继电器14动作闭合电路，电磁阀9得电动作；储风风缸10的压缩空气进入到气动活塞缸8，气动活塞缸8推动齿条1伸出并且与齿轮3接合，从而带动齿轮3旋转，齿轮3带动车钩提拉杆的横杆6”在固定关节18的容纳部19内旋转，进而带动联动杆6’旋转，联动杆6’带动铁链5来提拉车钩7的钩舌，完成车钩解锁。本发明的齿条1与齿轮3传动配合，齿条1与气动活塞缸8连接，由电磁阀9控制气动活塞缸8的进排气，使齿条1按要求伸出或收缩，进而控制齿轮3顺时针或逆时针旋转，车钩提拉杆跟随顺时针或逆时针旋转，达到自动控制车钩提拉杆的目的。

手动控制本发明的摘挂装置的动作方式为：传动机构不工作，齿条1与齿轮3分离，操作人员手动操作车钩提拉杆的水平手柄6”’，带动竖杆6向上转动，带动横杆6”在固定关节18的容纳部19内转动，横杆6”的转动带动联动杆6’向上转动，从而联动杆6’带动铁链5向上提拉车钩7的钩舌，完成车钩解锁。当齿条传动机构不工作时，齿条1与齿轮3处于分离状态，这样，单独操作车钩提拉杆不会与齿条1干涉，从而解决了自动控制执行装置与手动操作车钩提拉杆之间联动干涉的问题。

另外，通过增加齿轮3的直径和降低齿条座2的高度，可改变车钩提拉杆的转动力矩大小。根据车钩提拉杆带动车钩钩舌转动的力矩，可以按照以下公式(1)和(2)计算并选择合适的齿条传动比和气动活塞缸的型号。

公式(1)：F’L’＝FR

F’：车钩钩舌被提起的力(在铁链5处测得的提拉力，可采用弹力秤测得)；

L’：车钩提拉杆前端的联动杆6’的长度；

F：齿条1的推力；

R：齿轮3的半径；

公式(2)：F＝pπr²

P：气缸压强；

r：气动活塞缸的活塞半径。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路机车车钩自动摘挂装置，其特征在于，包括驱动装置、传动机构、车钩提拉杆、钩舌连接部和车钩，其中

所述传动机构包括输出部和旋转部，所述输出部的一端与所述驱动装置连接，另一端有选择地与所述旋转部接合和分离，当所述输出部与所述旋转部接合时，所述输出部带动所述旋转部转动；

所述车钩提拉杆包括竖杆、与所述竖杆的上部大体上垂直的横杆、以及与所述横杆可操作地连接的联动杆，所述横杆与所述旋转部连接，所述旋转部可带动所述横杆转动，所述竖杆与所述横杆固定连接；

所述钩舌连接部的一端与所述联动杆连接，另一端与所述车钩的钩舌连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动装置为气动活塞缸，所述气动活塞缸包括缸体和与所述缸体连接的活塞杆。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述传动机构中，

所述输出部为齿条，所述齿条的一端与所述活塞杆的一端连接，使所述齿条可沿着所述齿条的长度方向前后移动；

所述旋转部为齿轮，所述齿条的齿牙与所述齿轮有选择地接合和分离。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述齿条可滑动地设置在齿条座上，所述齿轮设置在齿轮安装座上，所述齿轮安装座与机车车体端板连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述齿条座的首端和末端安装有限位止挡。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述钩舌连接部为铁链。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括固定关节，所述固定关节的一端固定至机车车体端板，另一端具有允许所述横杆穿过的容纳部，所述容纳部具有允许所述横杆在所述容纳部内转动的空间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述竖杆的底部具有与所述竖杆固定连接的水平手柄，所述水平手柄与所述机车车体端板是分离的。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，进一步包括电控控制部，所述电控控制部包括遥控发射器、与所述遥控发射器通信的接收器、通过导线与所述接收器连接的电源、以及时间继电器。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，进一步包括空气控制部，所述空气控制部包括风源管、与所述风源管连接的单向阀、与所述单向阀连接的储风风缸、以及电磁阀，所述电磁阀的一端与所述储风风缸连接，另一端与所述缸体连接，所述电磁阀通过导线与所述时间继电器连接。

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