CN111137310A - 一种手动自锁结构及头罩开闭机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手动自锁结构及安装有该自锁结构的头罩开闭机构，自锁结构包括解锁杆组件、锁块及安装板，所述安装板固定在开闭机构主体上，在开闭机构的开闭翼限位挡板上设置有止锁槽，所述解锁杆组件转动安装在安装板上，所述锁块与解锁杆组件活动连接，所述解锁杆组件旋转时与锁块配合形成机械死点，所述解锁杆组件正反向旋转带动锁块正反向绕过机械死点完成前后直线运动，使锁块插入止锁槽实现锁闭或脱离止锁槽实现解锁。本发明整体结构简单，成本低，通过人工手动操作解锁杆旋转即可实现头罩开闭机构的解锁与锁闭功能，并且通过自身的自锁特性可有效保证开闭机构解锁或锁闭功能的可靠性，提升了轨道车辆运行过程中的安全性与稳定性。

Description

一种手动自锁结构及头罩开闭机构

技术领域

本发明涉及轨道车辆头部的头罩开闭机构，特别涉及一种手动自锁结构安装有该自锁结构的头罩开闭机构，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

轨道车辆在联挂或救援时，需要进行车钩的连接，为了满足车辆联挂的需求，目前轨道车辆车头的前端部都采用分体式自动开闭的头罩结构，头罩由开闭机构驱动，主要作用为通过开闭机构控制前端头罩实现打开与关闭的功能。当车辆正常运行时，头罩闭合，轨道车辆可在高速运行过程中具有流线型外形，降低运行阻力，提高安全与稳定性能；当需要联挂或救援时，头罩左右或上下打开，为车钩联挂留出必要的空间，车钩自动的进行解锁并伸长和连接，以实现列车之间的重联或对故障列车进行救援。

头罩开闭机构通常由开闭机构和锁紧机构组成，目前的头罩开闭机构中，开闭和锁紧的动作是由不同气缸完成的，如专利号为201210507204.5中公开的轨道车辆头部可开闭前罩结构，其公开开闭的动作由主推气缸完成，锁紧的动作由锁紧气缸完成，这就导致开闭机构的结构复杂，制造成本高，而且可靠性降低，在无电无气状态下开闭机构的锁紧功能可能存在锁闭不良、异常开启等问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是，提供一种有利于简化结构，降低成本，且工作可靠稳定的手动自锁结构，同时提供一种安装有该自锁结构的头罩开闭机构。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种手动自锁结构，包括解锁杆组件、锁块及安装板，所述安装板固定在开闭机构主体上，在开闭机构的开闭翼限位挡板上设置有止锁槽，所述解锁杆组件转动安装在安装板上，所述锁块与解锁杆组件活动连接，所述解锁杆组件旋转时与锁块配合形成机械死点，所述解锁杆组件正反向旋转带动锁块正反向绕过机械死点完成前后直线运动，使锁块插入止锁槽实现锁闭或脱离止锁槽实现解锁。

进一步，所述解锁杆组件整体呈Z字形，由解锁杆、转轴及用于连接解锁杆和转轴的连接部组成，所述解锁杆转动安装在安装板上，在所述锁块上具有第一滑槽，所述转轴可滑动安装在第一滑槽内，所述转轴绕解锁杆的中心轴线以所述连接部限定的半径旋转。

进一步，在所述安装板上具有扇形第二滑槽，所述解锁杆组件上具有滑块，所述解锁杆组件旋转时滑块在第二滑槽内滑动，第二滑槽的一端为锁闭止挡位，第二滑槽的另一端为解锁止挡位。

进一步，所述第二滑槽为开设在安装板上的扇形沉槽。

进一步，所述第二滑槽的锁闭止挡位向锁闭的旋转方向偏移N角度。

进一步，所述连接部包括盒体，所述解锁杆与盒体固定连接，在所述盒体内活动连接有连接杆，所述连接杆上套装有压缩弹簧，所述压缩弹簧被限制在盒体与连接杆之间，所述连接杆的另一端与转轴连接。

进一步，自锁结构还包括用于取定锁块沿直线运动的限位结构，所述锁块与限位结构连接。

进一步，所述限位结构为锁盒，所述锁盒与安装板固定连接，所述解锁杆组件和锁块安装在锁盒内，所述锁块与锁盒的内壁之间滑动连接。

进一步，在所述锁盒的两侧内壁上设置有第三滑槽，在所述锁块的两侧面对应设置有滑块，所述滑块与第三滑槽配合实现直线运动。

本发明的另一个技术方案是：

一种头罩开闭机构，包括头罩、开闭机构和锁紧装置，其特征在于：所述锁紧装置采用如上所述的手动自锁结构。

综上内容，本发明所述的一种手动自锁结构及安装有该自锁结构的头罩开闭机构，整体结构简单，通过人工手动操作解锁杆旋转即可实现头罩开闭机构的解锁与锁闭功能，有利于降低成本。同时，该自锁结构采用型面配合与机械死点的原理，通过自身的自锁特性可有效保证开闭机构解锁或锁闭功能的可靠性，提升了轨道车辆运行过程中的安全性与稳定性，在无电无气状态下仍可有效保证开闭机构的锁闭功能。

附图说明

图1是本发明头罩结构示意图；

图2是本发明自锁结构解锁状态的结构爆炸图；

图3是本发明自锁结构锁闭状态的结构爆炸图；

图4是本发明自锁结构的剖视图；

图5是本发明锁块结构示意图；

图6是本发明解锁杆结构示意图；

图7是本发明开闭机构和自锁结构在锁闭状态的结构示意图；

图8是本发明开闭机构和自锁结构在解锁状态的结构示意图。

如图1至图8所示，头罩1，开闭机构2，锁紧装置3，开闭翼4，限位挡板5，解锁杆组件6，锁块7，安装板8，止锁槽9，解锁杆10，转轴11，连接部12，盒体121，连接杆122，压缩弹簧123，滚柱124，盖板125，螺钉126，法兰轴承13，第一滑槽14，第二滑槽15，锁盒16，第三滑槽17，滑块18，螺钉19，滑块20。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，本发明提供一种头罩开闭机构，用于轨道车辆头部头罩的开闭，包括头罩1、开闭机构2及锁紧装置3。头罩1包括左、右两个头罩，左、右两个头罩1沿车体纵向中心线左右对称设置，左、右两个头罩1呈弧形，关闭时与车体头部的流线外形相一致，保证车辆运行时不增加运行阻力。左、右两个头罩1均采用玻璃钢制造，不但可以保证其强度和刚度，还可以降低重量，满足车辆轻量化的要求，同时也提升了车头的整体外观效果。开闭机构2安装在车体结构件上，锁紧装置3安装在开闭机构2上，锁紧装置3为两组，用于在轨道车辆运行过程中分别锁紧左、右两个头罩1，避免车辆运行过程中左、右两个头罩1打开，确保车辆运行的安全性和可靠性。

如图7和图8所示，开闭机构2主要包括两个对称设置的开闭翼4，两个开闭翼 4同时安装在限位挡板5上，限位挡板5随开闭翼4一起运动，在解锁状态下，限位挡板5与开闭机构2主体中的挡块(图中未示出)配合，限制开闭翼4的最大开启角度。在需要联挂或救援时，手动操作锁紧装置3，使开闭翼4解锁，此时可手动推动两个开闭翼4，进而带动左、右两个头罩1向两侧打开。结束后，反向推动两个开闭翼4运动，进而带动左、右两个头罩1向中间移动开闭，手动操作锁紧装置3，使开闭翼4锁闭。

如图2和图3所示，本发明提供的锁紧装置3采用一种手动自锁结构，包括解锁杆组件6、锁块7、安装板8及锁盒16。安装板8通过焊接的方式固定在开闭机构 2的主体上，在开闭翼4的限位挡板5的侧部设置有U形的止锁槽9，限位挡板5的两侧各设置一个止锁槽9，分别与两侧的锁块7配合。解锁杆组件6转动安装在安装板8上，锁块7与解锁杆组件6活动连接，解锁杆组件6旋转时与锁块7配合形成机械死点，在开闭翼4需要解锁或锁闭时，操作人员手动操作解锁杆组件6，通过解锁杆组件6正反向旋转带动锁块7正反向绕过机械死点完成前后直线运动，从而使锁块7插入止锁槽9内实现锁闭(如图3所示状态)或脱离止锁槽9实现解锁(如图2所示状态)。

具体地，如图2、图3和图5所示，本实施例中，锁块7优选采用L形结构，由垂直部和水平部组成，垂直部为方形，止锁槽9为U形，方形的垂直部与止锁槽9 的型面配合，阻止开闭翼4运动，起到锁闭机构的作用。在锁块7的水平部上具有第一滑槽14，第一滑槽14为一字形结构，优选采用钥匙形开孔，水平部与解锁杆组件6配合，实现锁块7的前后运动。当然锁块7也可以采用一字形的结构，在锁块的前端部向前伸出方开的止锁的部分，止锁的部分与止挡槽9配合。

具体地，如图2、图3、图4及图6所示，解锁杆组件6整体呈Z字形，由解锁杆10、转轴11及用于连接解锁杆10和转轴11的连接部12组成，解锁杆10和转轴11呈垂向设置，连接部12呈水平设置。其中，解锁杆10可转动安装在安装板8上，在安装板8上开有安装孔(图中未示出)，解锁杆10穿过安装孔安装，解锁杆10的下半部分采用六角螺柱的结构，操作人员使用套筒扳手套在六角螺柱上即可旋转解锁杆10，解锁杆 10的操作部分位于安装板8的下方，便于操作人员操作。为了保证运行顺畅平稳，解锁杆10与安装板6的安装孔之间通过法兰轴承13连接。转轴11可滑动安装在锁块7的第一滑槽14内，转轴11绕解锁杆10的中心轴线以连接部12限定的半径旋转。

如图6所示，本实施例中，连接部12包括盒体121，解锁杆10与盒体121通过焊接的方式固定连接在一起，在盒体121内活动连接有连接杆122，连接杆122相对于盒体 121可沿水平方向移动，连接杆122上套装有压缩弹簧123，压缩弹簧123被限制在盒体121与连接杆122之间，连接杆122的另一端与转轴11之间固定连接。压缩弹簧123 为前部的转轴11提供预紧力，使得解锁杆组件6前部转轴11从锁块7的钥匙形的第一滑槽14中脱出时需额外克服压缩弹簧123的预紧力，进一步确保在车辆运行时锁块7 不会从止锁槽9内脱出，从而进一步保证自锁结构的可靠性。

在转轴11插入第一滑槽14的部分，沿转轴11的周向安装有多个滚柱124，或套装一个套筒，保证转轴11在旋转的同时在第一滑槽14内顺利移动，转轴11的顶部通过螺钉126固定安装有一盖板125，转轴11中部具有向外凸出的环形台126，多个滚柱124 或套筒的安装在盖板125和环形台126之间。

如图2、图3、图4和图6所示，在安装板8上具有扇形第二滑槽15，第二滑槽15优选为开设在安装板8上表面上的扇形沉槽，连接部12的下方伸出有上具有方形的滑块 20，解锁杆10旋转时滑块20在扇形第二滑槽15内滑动，第二滑槽15的一端为锁闭止挡位，第二滑槽15的另一端为解锁止挡位，第二滑槽15与滑块20的配合可限定解锁杆10的正反向旋转最大角度。

如图2、3、4、5所示，自锁结构还包括用于取定锁块7沿直线运动的限位结构，本实施例中，利用锁盒16作为限位结构，锁盒16为底部敞口的结构，锁盒16的底部与安装板8之间通过螺钉19固定连接，转轴11、连接部12和锁块7均安装在锁盒16内，在锁盒16的两侧内壁上设置有第三滑槽17，在锁块7的两侧面对应设置有滑块18，滑块18在第三滑槽17内滑动。由于锁盒16的限制，锁块7在解锁和锁闭的过程中只能沿直线做前后运动。

如图2、3和图7、8所示，解锁杆10正反向旋转时，转轴11在第一滑槽14内滑动，带动锁块7运动，由于锁盒16的限制，锁块7在解锁和锁闭的过程中只能沿直线做前后运动，因此，锁块7的退回方向和伸出方向均与解锁杆10的解锁方向和锁闭方向相互垂直，根据“机械死点”原理，锁块7的退回力无法驱动解锁杆10旋转运动，实现锁闭位的自锁功能，锁块7的伸出力无法驱动解锁杆10旋转运动，实现解锁位的自锁功能。

如图3和图7所示，当开闭机构2处于锁闭状态时，自锁结构的锁块7伸出，通过锁块7与止锁槽9的型面配合，阻碍开闭翼4向后运动，起到锁闭开闭机构的功能。此时，锁块7的退回方向与解锁杆10的解锁方向相互垂直，根据“机械死点”原理，锁块7的退回力无法驱动解锁杆10旋转运动，实现锁闭位的自锁功能。

如图2和图8所示，当需要解锁时，可将套筒扳手套在解锁杆10下部的六角螺杆处顺时针转动180°，解锁杆10前部转轴11在锁块7的第一滑槽14中运动，带动锁块7 沿锁盒16内壁的第三滑槽17向后直线运动，开闭翼4的限位挡板5与锁块7无干涉，开闭机构处于解锁状态。此时，锁块7的伸出方向与解锁杆10的锁闭方向相互垂直，根据“机械死点”原理，锁块7的伸出力无法驱动解锁杆10旋转运动，实现解锁位的自锁功能。

开闭机构2在解锁后，可手动推到开闭翼4至完全打开状态，再通过套筒扳手将解锁杆10逆时针转动180°，自锁结构的锁块7伸出，通过与开闭翼4的止锁槽9型面配合，阻碍开闭翼4向前运动，起到锁闭开闭机构的功能。

本实施例中，第二滑槽15的锁闭止挡位向锁闭的旋转方向继续再偏移N角度， N优先为3-5°，即锁块7的第一滑槽14解锁杆10的解锁方向(逆时针方向)继续偏移3～5°，解锁杆10需先克服偏移角度后才能形成“机械死点”，进一步保证自锁结构的可靠性。

本发明整体结构简单，通过人工手动操作解锁杆旋转即可实现头罩开闭机构的解锁与锁闭功能，有利于降低成本。该自锁纸醉金迷采用型面配合与机械死点的原理，通过自身的自锁特性可有效保证开闭机构解锁或锁闭功能的可靠性，提升了轨道车辆运行过程中的安全性与稳定性，在无电无气状态下仍可有效保证开闭机构的锁闭功能。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种手动自锁结构，其特征在于：包括解锁杆组件、锁块及安装板，所述安装板固定在开闭机构主体上，在开闭机构的开闭翼限位挡板上设置有止锁槽，所述解锁杆组件转动安装在安装板上，所述锁块与解锁杆组件活动连接，所述解锁杆组件旋转时与锁块配合形成机械死点，所述解锁杆组件正反向旋转带动锁块正反向绕过机械死点完成前后直线运动，使锁块插入止锁槽实现锁闭或脱离止锁槽实现解锁。

2.根据权利要求1所述的一种手动自锁结构，其特征在于：所述解锁杆组件整体呈Z字形，由解锁杆、转轴及用于连接解锁杆和转轴的连接部组成，所述解锁杆转动安装在安装板上，在所述锁块上具有第一滑槽，所述转轴可滑动安装在第一滑槽内，所述转轴绕解锁杆的中心轴线以所述连接部限定的半径旋转。

3.根据权利要求2所述的一种手动自锁结构，其特征在于：在所述安装板上具有扇形第二滑槽，所述解锁杆组件上具有滑块，所述解锁杆组件旋转时滑块在第二滑槽内滑动，第二滑槽的一端为锁闭止挡位，第二滑槽的另一端为解锁止挡位。

4.根据权利要求3所述的一种手动自锁结构，其特征在于：所述第二滑槽为开设在安装板上的扇形沉槽。

5.根据权利要求3或4所述的一种手动自锁结构，其特征在于：所述第二滑槽的锁闭止挡位向锁闭的旋转方向偏移N角度。

6.根据权利要求2所述的一种手动自锁结构，其特征在于：所述连接部包括盒体，所述解锁杆与盒体固定连接，在所述盒体内活动连接有连接杆，所述连接杆上套装有压缩弹簧，所述压缩弹簧被限制在盒体与连接杆之间，所述连接杆的另一端与转轴连接。

7.根据权利要求2所述的一种手动自锁结构，其特征在于：自锁结构还包括用于取定锁块沿直线运动的限位结构，所述锁块与限位结构连接。

8.根据权利要求7所述的一种手动自锁结构，其特征在于：所述限位结构为锁盒，所述锁盒与安装板固定连接，所述解锁杆组件和锁块安装在锁盒内，所述锁块与锁盒的内壁之间滑动连接。

9.根据权利要求8所述的一种手动自锁结构，其特征在于：在所述锁盒的两侧内壁上设置有第三滑槽，在所述锁块的两侧面对应设置有滑块，所述滑块与第三滑槽配合实现直线运动。

10.一种头罩开闭机构，包括头罩、开闭机构和锁紧装置，其特征在于：所述锁紧装置采用如权利要求1-9任一项所述的手动自锁结构。

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