CN110905950B - 一种具有动能转化功能的火车制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种具有动能转化功能的火车制动器，包括火车的最后一节车厢，所述车厢下端面固定设有第一悬吊块，所述第一悬吊块下端固定设有固定块，所述固定块左右两端固定设有轮架，左右两侧的所述轮架前后对称且可转动的设有轮轴，前侧的所述地轮的前侧设有制动装置，所述车厢下侧设有动能转化装置，所述车厢下侧设有制动解除装置，本发明可在制动过程中，在将火车的动能转化成为可供用电器使用的电能的同时，使得制动更快更有效，既节约了能源，节省了运营成本，也缩短了制动距离，且在制动时启用惯性的作用启动制动解除装置，当制动结束时，可自动解除制动状态，使得制动状态的解除更加自动化。

Description

一种具有动能转化功能的火车制动器
技术领域
本发明涉及火车制动器技术领域，具体为一种具有动能转化功能的火车制动器。
背景技术
火车制动就是人为地制止火车的运动，包括使它减速，不加速或停止运行。对已制动的火车解除或减弱其制动作用，则称为“缓解”。为施行制动和缓解而安装在火车上的一整套设备，总称为火车“制动装置”，火车在行驶中存在着巨大的动能，而制动则使得这一动能完全消失，当前的制动器几乎没有具备将这一动能有效利用的功能。本发明阐明的一种能解决上述问题的装置。
发明内容
技术问题：
火车在行驶中存在着巨大的动能，而制动则使得这一动能完全消失，当前的制动器几乎没有具备将这一动能有效利用的功能。
为解决上述问题，本例设计了一种具有动能转化功能的火车制动器，本例的一种具有动能转化功能的火车制动器，包括火车的最后一节车厢，所述车厢内设有设备仓，所述车厢下端面固定设有第一悬吊块，所述第一悬吊块下端固定设有固定块，所述固定块左右两端固定设有轮架，左右两侧的所述轮架前后对称且可转动的设有轮轴，所述轮轴上左右对称且固定设有地轮，所述地轮相对的一侧端面固定设有轮缘，前侧的所述地轮的前侧设有制动装置，所述制动装置包括固定设于所述车厢下壁的空气压缩机，所述车厢下端面左右对称且固定设有活塞缸，所述活塞缸内设有活塞腔，所述空气压缩机和所述活塞腔之间连通设有气管，所述活塞腔内可前后滑动的设有活塞，所述活塞前端面固定设有前端延伸至外的活塞杆，通过控制所述活塞杆的伸缩启动制动功能，所述车厢下侧设有动能转化装置，所述动能转化装置包括固定设于前侧的所述轮轴上的第一齿轮，所述车厢下端面且于前侧的所述轮轴上方固定设有第三悬吊块，所述第三悬吊块下端面设有开口向下的第一滑块腔，所述第一滑块腔左壁连通设有开口向左的转轴通道，所述第一滑块腔内可上下滑动的设有第一滑块，所述第一滑块上端面上设有开口向上的带轮腔，所述带轮腔左壁内可转动的设有第一转轴，所述第一转轴右端固定设有第一带轮，所述第一转轴左端通过所述转轴通道延伸至外且固定设有第二齿轮，当所述第一滑块下滑至下极限位置时，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述车厢下侧设有制动解除装置，所述制动解除装置包括设于所述活塞腔下壁内的排气阀，当火车完全停止时，所述排气阀可释放所述活塞腔内的空气进而解除制动状态。可优选地，所述制动装置包括固定设于所述车厢下端面且于所述活塞缸前侧的第二悬吊块，所述第二悬吊块左端面设有开口向后的滑板腔，所述滑板腔内可前后滑动的设有后端延伸至外的滑板，所述滑板后端固定设有制动瓦，所述滑板后滑至所述制动瓦与前侧的所述地轮相抵时可产生制动效果，所述滑板腔上壁连通设有开口向后的连杆腔，所述滑板上端面于所述连杆腔内固定设有第一限位块，所述第一限位块左右贯通的设有第一限位槽，所述第一限位槽内可上下滑动的设有左右两端延伸至所述连杆腔内的第一限位杆，所述连杆腔左右壁后侧对称且固定设有第一固定轴，所述第一固定轴上可转动的设有第一连杆，所述第一连杆于所述第一固定轴前侧的一端分别可转动的连接于所述第一限位杆的左右两端，所述第一连杆于所述第一固定轴后侧的一端可转动的连接于所述活塞杆的前端。
可优选地，所述动能转化装置包括设于所述设备仓下壁的蓄电池，所述设备仓下壁且于所述第三悬吊块上方固定设有发电机箱，所述发电机箱内设有空腔，所述空腔左壁固定设有电性连接于所述蓄电池的发电机，所述发电机右端动力连接有第二带轮，所述空腔与所述第一滑块腔之间连通设有连通口，所述连通口左右壁对称且连通设有第二滑块腔，所述第二滑块腔内可前后滑动的设有第二滑块，所述第二滑块前端于所述第二滑块腔内壁之间固定连接有第一弹簧，左右两侧的所述第一弹簧之间固定设有固定杆，所述固定杆上可转动设有张紧轮，所述第一带轮、所述第二带轮和所述张紧轮之间绕设有传动带。
可优选地，所述第一滑块腔右壁连通设有限位腔，所述限位腔内可上下滑动的设有固定连接于所述第一滑块的第二限位块，所述第一滑块腔前壁连通设有连接口，所述第一滑块前端面于所述连接口内固定设有第三限位块，所述第三限位块左右贯通的设有第二限位槽，所述第二限位槽内可前后滑动的设有第二限位杆，所述车厢下端面且于所述连接口前侧固定设有第四悬吊块，所述第四悬吊块左端面下端固定设有第二固定轴，所述第二固定轴上可转动的设有第二连杆，所述第二连杆处于所述第二固定轴前侧的一端可转动的设有第三连杆，所述第二连杆处于所述第二固定轴后侧的一端可转动连接于所述第二限位杆延伸至外的一端，所述第一限位块后端面固定设有连接块，所述第三连杆的一端可转动的连接于所述连接块。
可优选地，所述制动解除装置包括设于所述车厢内的第三滑块腔，所述第三滑块腔内可前后滑动的设有第三滑块，所述第三滑块上端面设有开口向上的齿槽，所述第三滑块前端与所述第三滑块腔侧壁之间固定连接有第二弹簧，所述第三滑块腔上壁连通设有齿轮腔，所述齿轮腔左壁可转动设有第三齿轮，所述第三齿轮下端延伸至所述第三滑块腔内且啮合于所述齿槽。
可优选地，所述第三齿轮右端中心固定设有第二转轴，所述第二转轴上固定设有第四齿轮，是第四齿轮右端面与所述齿轮腔右壁之间固定连接有扭转弹簧，所述齿轮腔前壁连通设有齿杆腔，所述齿杆腔前壁固定设有电性连接于所述排气阀的排气开关，所述齿杆腔内可前后滑动的设有后端延伸至所述齿轮腔内的齿杆，所述齿杆上端面后端啮合于所述第四齿轮。
本发明的有益效果是：本发明可在制动过程中，在将火车的动能转化成为可供用电器使用的电能的同时，使得制动更快更有效，既节约了能源，节省了运营成本，也缩短了制动距离，且在制动时启用惯性的作用启动制动解除装置，当制动结束时，可自动解除制动状态，使得制动状态的解除更加自动化。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种具有动能转化功能的火车制动器的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的剖视图；
图3为图1的“B-B”方向的剖视图；
图4为图2的“C-C”方向的剖视图；
图5为图4的“D-D”方向的剖视图。
具体实施方式
下面结合图1-图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种具有动能转化功能的火车制动器，主要应用于火车的有效制动以及将动能转化为电能存储备用的功能，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种具有动能转化功能的火车制动器，包括火车的最后一节车厢11，所述车厢11内设有设备仓75，所述车厢11下端面固定设有第一悬吊块12，所述第一悬吊块12下端固定设有固定块13，所述固定块13左右两端固定设有轮架14，左右两侧的所述轮架14前后对称且可转动的设有轮轴15，所述轮轴15上左右对称且固定设有地轮16，所述地轮16相对的一侧端面固定设有轮缘17，前侧的所述地轮16的前侧设有制动装置101，所述制动装置101包括固定设于所述车厢11下壁的空气压缩机18，所述车厢11下端面左右对称且固定设有活塞缸19，所述活塞缸19内设有活塞腔20，所述空气压缩机18和所述活塞腔20之间连通设有气管21，所述活塞腔20内可前后滑动的设有活塞22，所述活塞22前端面固定设有前端延伸至外的活塞杆23，通过控制所述活塞杆23的伸缩启动制动功能，所述车厢11下侧设有动能转化装置102，所述动能转化装置102包括固定设于前侧的所述轮轴15上的第一齿轮34，所述车厢11下端面且于前侧的所述轮轴15上方固定设有第三悬吊块35，所述第三悬吊块35下端面设有开口向下的第一滑块腔36，所述第一滑块腔36左壁连通设有开口向左的转轴通道38，所述第一滑块腔36内可上下滑动的设有第一滑块37，所述第一滑块37上端面上设有开口向上的带轮腔39，所述带轮腔39左壁内可转动的设有第一转轴40，所述第一转轴40右端固定设有第一带轮41，所述第一转轴40左端通过所述转轴通道38延伸至外且固定设有第二齿轮42，当所述第一滑块37下滑至下极限位置时，所述第二齿轮42与所述第一齿轮34啮合，所述车厢11下侧设有制动解除装置103，所述制动解除装置103包括设于所述活塞腔20下壁内的排气阀62，当火车完全停止时，所述排气阀62可释放所述活塞腔20内的空气进而解除制动状态。
有益地，以下对制动装置101进行详细说明，所述制动装置101包括固定设于所述车厢11下端面且于所述活塞缸19前侧的第二悬吊块24，所述第二悬吊块24左端面设有开口向后的滑板腔25，所述滑板腔25内可前后滑动的设有后端延伸至外的滑板26，所述滑板26后端固定设有制动瓦27，所述滑板26后滑至所述制动瓦27与前侧的所述地轮16相抵时可产生制动效果，所述滑板腔25上壁连通设有开口向后的连杆腔28，所述滑板26上端面于所述连杆腔28内固定设有第一限位块29，所述第一限位块29左右贯通的设有第一限位槽30，所述第一限位槽30内可上下滑动的设有左右两端延伸至所述连杆腔28内的第一限位杆31，所述连杆腔28左右壁后侧对称且固定设有第一固定轴32，所述第一固定轴32上可转动的设有第一连杆33，所述第一连杆33于所述第一固定轴32前侧的一端分别可转动的连接于所述第一限位杆31的左右两端，所述第一连杆33于所述第一固定轴32后侧的一端可转动的连接于所述活塞杆23的前端。
有益地，以下对动能转化装置102进行详细说明，所述动能转化装置102包括设于所述设备仓75下壁的蓄电池79，所述设备仓75下壁且于所述第三悬吊块35上方固定设有发电机箱43，所述发电机箱43内设有空腔44，所述空腔44左壁固定设有电性连接于所述蓄电池79的发电机45，所述发电机45右端动力连接有第二带轮46，所述空腔44与所述第一滑块腔36之间连通设有连通口47，所述连通口47左右壁对称且连通设有第二滑块腔48，所述第二滑块腔48内可前后滑动的设有第二滑块49，所述第二滑块49前端于所述第二滑块腔48内壁之间固定连接有第一弹簧50，左右两侧的所述第一弹簧50之间固定设有固定杆51，所述固定杆51上可转动设有张紧轮52，所述第一带轮41、所述第二带轮46和所述张紧轮52之间绕设有传动带53。
有益地，所述第一滑块腔36右壁连通设有限位腔76，所述限位腔76内可上下滑动的设有固定连接于所述第一滑块37的第二限位块77，所述第一滑块腔36前壁连通设有连接口54，所述第一滑块37前端面于所述连接口54内固定设有第三限位块55，所述第三限位块55左右贯通的设有第二限位槽56，所述第二限位槽56内可前后滑动的设有第二限位杆78，所述车厢11下端面且于所述连接口54前侧固定设有第四悬吊块57，所述第四悬吊块57左端面下端固定设有第二固定轴58，所述第二固定轴58上可转动的设有第二连杆59，所述第二连杆59处于所述第二固定轴58前侧的一端可转动的设有第三连杆61，所述第二连杆59处于所述第二固定轴58后侧的一端可转动连接于所述第二限位杆78延伸至外的一端，所述第一限位块29后端面固定设有连接块60，所述第三连杆61的一端可转动的连接于所述连接块60。
有益地，以下对制动解除装置103进行详细说明，所述制动解除装置103包括设于所述车厢11内的第三滑块腔63，所述第三滑块腔63内可前后滑动的设有第三滑块64，所述第三滑块64上端面设有开口向上的齿槽65，所述第三滑块64前端与所述第三滑块腔63侧壁之间固定连接有第二弹簧66，所述第三滑块腔63上壁连通设有齿轮腔67，所述齿轮腔67左壁可转动设有第三齿轮68，所述第三齿轮68下端延伸至所述第三滑块腔63内且啮合于所述齿槽65。
有益地，所述第三齿轮68右端中心固定设有第二转轴69，所述第二转轴69上固定设有第四齿轮70，是第四齿轮70右端面与所述齿轮腔67右壁之间固定连接有扭转弹簧71，所述齿轮腔67前壁连通设有齿杆腔72，所述齿杆腔72前壁固定设有电性连接于所述排气阀62的排气开关73，所述齿杆腔72内可前后滑动的设有后端延伸至所述齿轮腔67内的齿杆74，所述齿杆74上端面后端啮合于所述第四齿轮70。
以下结合图1至图5对本文中的一种具有动能转化功能的火车制动器的使用步骤进行详细说明：
开始时，活塞22处于后极限位置，滑板26处于前极限位置，第一滑块37处于上极限位置，第二滑块49处于后极限位置，第一弹簧50始终处于压缩状态，传动带53处于绷紧状态，第三滑块64处于前极限位置，齿杆74处于前极限位置。
启动制动装置时，空气压缩机18压缩空气并通过气管21输送至活塞腔20内，进而推动活塞22前滑，然后活塞杆23前滑带动第一连杆33处于第一固定轴32后侧的一端向前翻转，进而第一连杆33处于第一固定轴32前侧的一端向后翻转并带动第一限位块29后滑，然后第一限位块29带动滑板26后滑，使得制动瓦27与前侧的地轮16圆周端面相抵产生摩擦力，起到制动效果。
第一限位块29在左滑时通过第三连杆61带动第二连杆59处于第二固定轴58前侧的一端向上翻转，进而第二连杆59处于第二固定轴58后侧的一端向下翻转并带动第一滑块37下滑，下滑过程中在第一弹簧50的作用下，张紧轮52始终保持传动带53处于绷紧状态，制动瓦27与地轮16相抵时，第一滑块37下滑至下极限位置，此时，第二齿轮42与第一齿轮34进入啮合状态，处于减速状态中的轮轴15带动第一齿轮34转动，第一齿轮34通过齿轮啮合带动第一转轴40转动，进而通过带传动带动第二带轮46转动使得发电机45发电，然后发电机45将产生的电能输入蓄电池79内存储起来以供于用电器使用。
在启动制动时，惯性使得第三滑块64后滑，第三滑块64后滑时带动第三齿轮68转动，此时第三齿轮68带动第二转轴69转动，然后第四齿轮70随着第二转轴69转动并带动齿杆74后滑，使得齿杆腔72脱离与排气开关73相抵的状态，制动结束时在第二弹簧66的作用下第三滑块64前滑，第三滑块64前滑时带动第三齿轮68转动，此时第三齿轮68带动第二转轴69转动，然后第四齿轮70随着第二转轴69转动并带动齿杆74前滑，齿杆74与排气开关73相抵，进而排气开关73启动排气阀62将活塞腔20内的空气释放出去，然后活塞22在气压的作用下后滑回复至初始状态，进而滑板26和制动瓦27前滑回复至初始状态，制动状态解除，同时第一滑块37上滑，第二齿轮42和第一齿轮34脱离啮合并回复至初始状态。
本发明的有益效果是：本发明可在制动过程中，在将火车的动能转化成为可供用电器使用的电能的同时，使得制动更快更有效，既节约了能源，节省了运营成本，也缩短了制动距离，且在制动时启用惯性的作用启动制动解除装置，当制动结束时，可自动解除制动状态，使得制动状态的解除更加自动化。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。

Claims (6)

1.一种具有动能转化功能的火车制动器，其特征在于：包括火车的最后一节车厢，所述车厢内设有设备仓，所述车厢下端面固定设有第一悬吊块，所述第一悬吊块下端固定设有固定块，所述固定块左右两端固定设有轮架，左右两侧的所述轮架前后对称且可转动的设有轮轴，所述轮轴上左右对称且固定设有地轮，所述地轮相对的一侧端面固定设有轮缘，前侧的所述地轮的前侧设有制动装置，所述制动装置包括固定设于所述车厢下壁的空气压缩机，所述车厢下端面左右对称且固定设有活塞缸，所述活塞缸内设有活塞腔，所述空气压缩机和所述活塞腔之间连通设有气管，所述活塞腔内可前后滑动的设有活塞，所述活塞前端面固定设有前端延伸至外的活塞杆，通过控制所述活塞杆的伸缩启动制动功能，所述车厢下侧设有动能转化装置，所述动能转化装置包括固定设于前侧的所述轮轴上的第一齿轮，所述车厢下端面且于前侧的所述轮轴上方固定设有第三悬吊块，所述第三悬吊块下端面设有开口向下的第一滑块腔，所述第一滑块腔左壁连通设有开口向左的转轴通道，所述第一滑块腔内可上下滑动的设有第一滑块，所述第一滑块上端面上设有开口向上的带轮腔，所述带轮腔左壁内可转动的设有第一转轴，所述第一转轴右端固定设有第一带轮，所述第一转轴左端通过所述转轴通道延伸至外且固定设有第二齿轮，当所述第一滑块下滑至下极限位置时，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述车厢下侧设有制动解除装置，所述制动解除装置包括设于所述活塞腔下壁内的排气阀，当火车完全停止时，所述排气阀可释放所述活塞腔内的空气进而解除制动状态。
2.如权利要求1所述的一种具有动能转化功能的火车制动器，其特征在于：所述制动装置包括固定设于所述车厢下端面且于所述活塞缸前侧的第二悬吊块，所述第二悬吊块左端面设有开口向后的滑板腔，所述滑板腔内可前后滑动的设有后端延伸至外的滑板，所述滑板后端固定设有制动瓦，所述滑板后滑至所述制动瓦与前侧的所述地轮相抵时可产生制动效果，所述滑板腔上壁连通设有开口向后的连杆腔，所述滑板上端面于所述连杆腔内固定设有第一限位块，所述第一限位块左右贯通的设有第一限位槽，所述第一限位槽内可上下滑动的设有左右两端延伸至所述连杆腔内的第一限位杆，所述连杆腔左右壁后侧对称且固定设有第一固定轴，所述第一固定轴上可转动的设有第一连杆，所述第一连杆于所述第一固定轴前侧的一端分别可转动的连接于所述第一限位杆的左右两端，所述第一连杆于所述第一固定轴后侧的一端可转动的连接于所述活塞杆的前端。
3.如权利要求1所述的一种具有动能转化功能的火车制动器，其特征在于：所述动能转化装置包括设于所述设备仓下壁的蓄电池，所述设备仓下壁且于所述第三悬吊块上方固定设有发电机箱，所述发电机箱内设有空腔，所述空腔左壁固定设有电性连接于所述蓄电池的发电机，所述发电机右端动力连接有第二带轮，所述空腔与所述第一滑块腔之间连通设有连通口，所述连通口左右壁对称且连通设有第二滑块腔，所述第二滑块腔内可前后滑动的设有第二滑块，所述第二滑块前端于所述第二滑块腔内壁之间固定连接有第一弹簧，左右两侧的所述第一弹簧之间固定设有固定杆，所述固定杆上可转动设有张紧轮，所述第一带轮、所述第二带轮和所述张紧轮之间绕设有传动带。
4.如权利要求2所述的一种具有动能转化功能的火车制动器，其特征在于：所述第一滑块腔右壁连通设有限位腔，所述限位腔内可上下滑动的设有固定连接于所述第一滑块的第二限位块，所述第一滑块腔前壁连通设有连接口，所述第一滑块前端面于所述连接口内固定设有第三限位块，所述第三限位块左右贯通的设有第二限位槽，所述第二限位槽内可前后滑动的设有第二限位杆，所述车厢下端面且于所述连接口前侧固定设有第四悬吊块，所述第四悬吊块左端面下端固定设有第二固定轴，所述第二固定轴上可转动的设有第二连杆，所述第二连杆处于所述第二固定轴前侧的一端可转动的设有第三连杆，所述第二连杆处于所述第二固定轴后侧的一端可转动连接于所述第二限位杆延伸至外的一端，所述第一限位块后端面固定设有连接块，所述第三连杆的一端可转动的连接于所述连接块。
5.如权利要求1所述的一种具有动能转化功能的火车制动器，其特征在于：所述制动解除装置包括设于所述车厢内的第三滑块腔，所述第三滑块腔内可前后滑动的设有第三滑块，所述第三滑块上端面设有开口向上的齿槽，所述第三滑块前端与所述第三滑块腔侧壁之间固定连接有第二弹簧，所述第三滑块腔上壁连通设有齿轮腔，所述齿轮腔左壁可转动设有第三齿轮，所述第三齿轮下端延伸至所述第三滑块腔内且啮合于所述齿槽。
6.如权利要求5所述的一种具有动能转化功能的火车制动器，其特征在于：所述第三齿轮右端中心固定设有第二转轴，所述第二转轴上固定设有第四齿轮，是第四齿轮右端面与所述齿轮腔右壁之间固定连接有扭转弹簧，所述齿轮腔前壁连通设有齿杆腔，所述齿杆腔前壁固定设有电性连接于所述排气阀的排气开关，所述齿杆腔内可前后滑动的设有后端延伸至所述齿轮腔内的齿杆，所述齿杆上端面后端啮合于所述第四齿轮。
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