CN111810005B - 一种轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构 - Google Patents

一种轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，翻板门的门扇两侧设有滚轮，该驱动牵引导向锁闭机构包括牵引机构、驱动机构、锁闭机构和导轨，门扇两侧设有牵引机构，门框顶部固定锁闭机构和驱动机构，在左右两侧的门框上设置导轨，门扇两侧的滚轮嵌入导轨，导轨包括竖直段、水平段、竖直段和水平段之间的过度段、用于翻板门锁闭的锁闭段。本发明的驱动牵引导向锁闭机构可以适应运营速度350km/h，要承受8000Pa压强的载荷，有很好的水密性，而且结构简单，操作方便，占用车内空间要小，同时保证门系统安全可靠性。

Description

一种轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构
技术领域
本发明涉及一种驱动牵引导向锁闭机构，尤其涉及一种轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构。
背景技术
现有的车库或厂房的翻板门系统，是把门板收进顶部，对侧墙处的空间占用减小了，但是由于采用刚性的推拉杆开关门，顶部不仅需要容纳门板，还需要额外的空间容纳电机和推拉杆，对顶部空间要求较大。现有轨道车辆顶部空间狭小，无法采用类似的结构。
发明内容
发明目的：本发明的目的为提供一种承压强、有结构简单、操作方便、占用车内空间要小、安全可靠的轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构。
技术方案：本发明的轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，翻板门的门扇两侧设有滚轮，包括牵引机构、驱动机构、锁闭机构和导轨，门扇两侧设有牵引机构，在门框顶部固定锁闭机构和驱动机构，在左右两侧的门框上设置导轨，门扇两侧的滚轮嵌入导轨，导轨包括竖直段、水平段、竖直段和水平段之间的过度段、用于翻板门锁闭的锁闭段。
进一步地，牵引机构包括提升钢丝绳、下降钢丝绳、提升钢丝绳换向轮和下降钢丝绳换向轮，提升钢丝绳和下降钢丝绳连接在门扇两侧，在过度段设有提升钢丝绳换向轮和下降钢丝绳换向轮。提升钢丝绳换向轮和下降钢丝绳换向轮为单排换向轮或双排换向轮。在提升钢丝绳和下降钢丝绳进入卷筒前设有张紧轮。
优选的，提升钢丝绳换向轮和下降钢丝绳换向轮是单排换向轮，在提升钢丝绳和下降钢丝绳都需要拐弯的地方安装有双排换向轮。
在提升钢丝绳和下降钢丝绳进入卷筒前设有张紧轮负责张紧，防止各钢丝绳伸长后从某个换向轮松脱。
驱动机构包括扭簧平衡重组件、扭簧平衡重链轮链条、电机、电机链轮链条、和传动轴，扭簧平衡重组件与传动轴通过扭簧平衡重链轮链条连接，电机与传动轴通过链轮链条连接，传动轴与牵引机构连接。
驱动机构还包括直角换向器、换向器链轮链条、上钢丝绳卷筒和下钢丝绳卷筒，直角换向器与传动轴通过换向器链轮链条连接，上钢丝绳卷筒和下钢丝绳卷筒分别与不同直角换向器连接，上钢丝绳卷筒和下钢丝绳卷筒与引机构连接。扭簧平衡重链轮链条和电机链轮链条采用齿形链。
扭簧平衡重组件设置在车体顶部，用来平衡门扇的重力。由于翻板门的门扇在开到位状态，整个门扇基本都运动到导轨水平段，重力产生的载荷几乎为零，但是当门扇在关到位的时候，重力产生的载荷最大，手动开门时，无电无气，如果光靠人力开门会非常吃力。翻板门这种开关门载荷变化和扭簧的受力曲线非常接近，因此扭簧平衡重组件产生的开门力可以设计成和门扇重力产生的关门力基本相同，手动开关门时一个人就可以轻松提升门扇。
扭簧平衡重链轮链条、电机链轮链条和换向器链轮链条都采用齿形链。齿形链可靠性较高。
优选的，齿形链的链节是多片式结构，当其中个别链片在工作中遭到破坏时并不影响整根链条的工作，使人们能够及时发现并更换。
普通钢丝绳卷扬机需要钢丝排线器，但是由于空间所限，我们这里由于去掉了钢丝排线器，因此上钢丝绳卷筒和下钢丝绳卷筒的直径需要做得很大，用来减少钢丝绳旋绕圈数，减小钢丝绳旋绕的摆角，同时考虑到空间布局，需要在上钢丝绳卷筒和下钢丝绳卷筒前设置一个直角换向器，用来把电机和扭簧平衡重组件的垂直旋转的动力转换成水平旋转的动力。
主传动轴和左右两个直角换向器的输入轴刚性连接，用来同步两个直角换向器的运动，防止门扇运动时两侧运动出现不同步。
锁闭机构包括锁叉、锁销、锁销支架和纵向直线导轨滑块；锁叉安装在门扇顶部，锁叉一端与锁销连接，锁销与锁销支架刚性连接，锁销支架通过纵向直线导轨滑块固定在门框上。
锁闭机构还包括锁闭推杆、锁闭气缸、锁闭动力支架和横向直线导轨滑块，锁闭动力支架通过横向直线导轨滑块固定在门框上，锁闭推杆一端通过关节轴承和锁销支架铰接，锁闭推杆另一端通过关节轴承和锁闭动力支架铰接，锁闭气缸的气缸杆和锁闭动力支架刚性连接。
锁闭机构还包括手动锁闭钢丝绳组件和手动解锁钢丝绳组件，手动锁闭钢丝绳组件用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸向左拉动锁闭动力支架，手动解锁钢丝绳组件用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸向右拉动锁闭动力支架实现解锁。
锁叉安装在门扇顶部，锁销与锁销支架刚性连接，锁销支架通过纵向直线导轨滑块固定在门框上，锁闭动力支架通过横向直线导轨滑块固定在门框上，锁闭推杆一端通过关节轴承和锁销支架铰接，锁闭推杆另一端通过关节轴承和锁闭动力支架铰接，锁闭气缸的气缸杆和锁闭动力支架刚性连接，为锁闭动力支架的横向运动提供动力。手动锁闭钢丝绳组件用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸向左拉动锁闭动力支架，锁闭动力支架沿横向直线运动，带动锁闭推杆的一端也向左运动，锁闭推杆另外一端带动锁销支架沿纵向直线运动，锁销支架带动锁销往锁闭方向运动，锁销推动安装在门扇的第一节门板上的锁叉，锁叉带动第一节门板绕第一节门板和第二节门板之间的铰链旋转，第一节门板最上面的滚轮组件的滚轮，随着第一节门板的旋转，从导轨的过度段进入导轨的锁闭段完成锁闭；手动解锁钢丝绳组件用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸向右拉动锁闭动力支架实现解锁。
门扇在关闭过程中锁闭机构任然处于解锁状态，扭簧平衡重组件产生的拉力和运动到导轨竖直段的门板的总重力差不多，驱动机构中的电机往关门方向旋转，通过电机链轮链条带动主传动轴和直角换向器旋转，最后带动上钢丝绳卷筒旋转释放提升钢丝绳，下钢丝绳卷筒旋转收紧下降钢丝绳，提升钢丝绳绕过提升钢丝绳换向轮和双排钢丝绳换向轮，向下运动；下降钢丝绳向上运动，绕过双排钢丝绳换向轮和下降钢丝绳换向轮，换向后带动门扇向下运动。此时门扇的重力势能部分转化为扭簧平衡重组件的弹性势能。
门扇最后一节门板在关闭到位时，锁闭机构任然处于解锁状态，整个门扇都运动到导轨竖直段，扭簧平衡重组件产生的拉力和整个门扇的总重力差不多，驱动机构中的电机停止往关门方向旋转，上钢丝绳卷筒停止释放提升钢丝绳，下钢丝绳卷筒停止收紧下降钢丝绳。此时门扇的重力势能完全转化为扭簧平衡重组件的弹性势能。
从关到位到锁到位的过程中，第二节门板到最后一节门板都卡在导轨的竖直段中处于静止状态，锁闭机构中的锁闭气缸向左拉动锁闭动力支架，锁闭动力支架沿横向直线导轨滑块，做横向直线运动，带动锁闭推杆的一端也向左运动，锁闭推杆另外一端带动锁销支架沿纵向直线导轨，做纵向直线运动，锁销支架又带动锁销往锁叉方向做纵向直线运动，锁销推动安装在门扇的第一节门板上的锁叉，锁叉带动第一节门板绕第一节门板和第二节门板之间的铰链旋转，第一节门板最上面的滚轮组件的滚轮，随着第一节门板的旋转，从导轨的过度段进入导轨的锁闭段，此时如果有外力提升门扇，第一节门板最上面的滚轮组件被导轨的锁闭段挡住，无法开门，实现门系统的锁闭。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)使用扭簧平衡重组件平衡门板的重量，降低了电机功率，增加了障碍物对电机电流的影响，便于门控制器识别障碍物。不用在门板下面安装敏感边等防挤压装置，降低了成本，去掉了从门板拉出的电线和气管，增加了可靠性；
(2)采用钢丝绳牵引，钢丝绳可以向任意方向拐弯换向，便于充分利用车内空间，减小了对车内的空间占用；
(3)去掉了钢丝绳排线机构，采用直径较大的钢丝绳卷筒，减小了钢丝绳的卷绕圈数，增加了钢丝绳的疲劳寿命，还减小了钢丝绳摆角变化，简化了钢丝绳牵引驱动机构，使得机构更加简单可靠；
(4)利用导轨的锁闭段进行锁闭，结构简单可靠。
附图说明
图1(a)关闭状态的翻板门轴侧视图；
图1(b)打开状态的翻板门轴侧视图；
图2导轨正视图；
图3翻板门完全打开状态正视图；
图4门扇完全打开状态的G-G剖视图；
图5门扇完全打开状态的K-K剖视图；
图6门扇部分关闭状态的G-G剖视图；
图7门扇第6节门板关闭到位状态的G-G剖视图；
图8从车内看，门扇第1节门板锁闭到位状态正视图和F-F剖视图；
图9门扇第1节门板锁闭到位状态的G-G剖视图；
图10门扇第1节门板锁闭到位状态的K-K剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
对照图1(a)、图1(b)，本发明中：翻板门系统由门框1、牵引驱动锁闭机构、导轨3、门扇4、门槛5等组成。门扇2由6节门板水平铰接组成，在左右两侧门框1上设有导轨3，门扇4两侧的滚轮嵌入导轨3，开关门时，门扇4两侧的滚轮在导轨3中上下运动，门扇4也沿导轨3上下运动。在列车顶部设置有牵引驱动锁闭机构2，它用来控制门扇4沿导轨3升降，并实现门系统锁闭。
由于翻板门结构形式的特殊性，在关闭状态时，所有门板都接近竖直状态。在打开状态时，所有门板都接近水平状态。门扇4从竖直关闭状态到水平打开状态的过程中，各门板陆续向上进入车顶，从竖直运动逐渐转变成水平运动。
对照图1、2所示，翻板门的驱动牵引导向锁闭机构由车顶部的安装框架组件、安装在车体上的门框1和安装在车体门洞两侧的导轨3组成，
车顶部的安装框架组件由边梁81和中间梁82等零件组成。
门框1由顶部的上门框11、侧边的侧门框12、安装在门框上的加压胶条13，减磨密封条14组成。
导轨3用来配合门扇4上的滚轮组件41，给门扇4上下运动提供导向。导轨3分为四段：1、门扇4在竖直方向运动的竖直段31；2、门扇4在横向运动的水平段33；3、竖直段31和水平段33之间的过度段32；4、实现门系统锁闭的锁闭段34。
对照图3-5所示，当门扇4开到位，门扇4横躺在导轨3水平段33上，导轨3只承受门扇4自身的重力。
门扇4两侧各有一套牵引机构2，牵引机构2包括：钢丝绳接头4062、提升钢丝绳21、下降钢丝绳22、提升钢丝绳换向轮23、下降钢丝绳换向轮24、双排钢丝绳换向轮25、张紧轮26。
钢丝绳接头4062安装在门扇4最下面的第6节门板406两侧，提升钢丝绳21和下降钢丝绳22连接在钢丝绳接头4062上，在提升钢丝绳21单独需要拐弯的地方安装有提升钢丝绳换向轮23，在下降钢丝绳22单独需要拐弯的地方安装有下降钢丝绳换向轮24，提升钢丝绳换向轮23和下降钢丝绳换向轮24是单排换向轮，在提升钢丝绳21和下降钢丝绳22都需要拐弯的地方安装有双排换向轮25，在提升钢丝绳21和下降钢丝绳22进入卷筒前有张紧轮26负责张紧，防止各钢丝绳伸长后从某个换向轮松脱。
开门过程中，驱动机构通过拉拽提升钢丝绳21拉动门扇4沿导轨3向上运动，直到第6节门板406运动到车顶。
驱动机构包括扭簧平衡重组件601、扭簧平衡重链轮链条602、电机603、电机链轮链条604、主传动轴605、直角换向器606、换向器链轮链条607、上钢丝绳卷筒608、下钢丝绳卷筒609等组成。扭簧平衡重组件601和电机603将提升门扇4的动力，都通过链轮链条602、605传递到主传动轴605，主传动轴605将动力分配给左右两个直角换向器606、两个直角换向器606各自将动力通过换向器链轮链条607、上钢丝绳卷筒608、下钢丝绳卷筒609等零件传到牵引机构2和门扇4上。
扭簧平衡重组件601设置在车体顶部，用来平衡门扇4的重力。由于翻板门的门扇4在开到位状态，整个门扇4基本都运动到导轨3水平段33，重力产生的载荷几乎为零，但是当门扇4在关到位的时候，重力产生的载荷最大，手动开门时，无电无气，如果光靠人力开门会非常吃力。翻板门这种开关门载荷变化和扭簧的受力曲线非常接近，因此扭簧平衡重组件601产生的开门力可以设计成和门扇4重力产生的关门力基本相同，手动开关门时一个人就可以轻松提升门扇。
扭簧平衡重链轮链条602、电机链轮链条604、换向器链轮链条607都采用齿形链，齿形链可靠性较高，齿形链的链节是多片式结构，当其中个别链片在工作中遭到破坏时并不影响整根链条的工作，使人们能够及时发现并更换。
普通钢丝绳卷扬机需要钢丝排线器，但是由于空间所限，我们这里由于去掉了钢丝排线器，因此上钢丝绳卷筒608和下钢丝绳卷筒609的直径需要做得很大，用来减少钢丝绳旋绕圈数，减小钢丝绳旋绕的摆角，同时考虑到空间布局，需要在上钢丝绳卷筒608和下钢丝绳卷筒609前设置一个直角换向器606，用来把电机603和扭簧平衡重组件601的垂直旋转的动力转换成水平旋转的动力。
主传动轴605和左右两个直角换向器606的输入轴刚性连接，用来同步两个直角换向器606的运动，防止门扇4运动时两侧运动出现不同步。
对照图5所示：锁闭机构处于解锁状态，锁闭机构包括：锁叉4011、锁销701、锁销支架702、锁闭推杆703、锁闭气缸704、锁闭动力支架705、纵向直线导轨滑块706、横向直线导轨滑块707、手动锁闭钢丝绳组件708、手动解锁钢丝绳组件709。
锁叉4011安装在门扇4的第1节门板401上，锁销701与锁销支架702刚性连接，锁销支架702通过纵向直线导轨滑块706固定在车体上，锁闭动力支架705通过横向直线导轨滑块707固定在车体上，锁闭推杆703一端通过关节轴承和锁销支架702铰接，另一端通过关节轴承和锁闭动力支架705铰接，锁闭气缸704的气缸杆和锁闭动力支架705刚性连接，为锁闭动力支架705的横向运动提供动力。手动锁闭钢丝绳组件708用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸704向左拉动锁闭动力支架705，锁闭动力支架705沿横向直线运动，带动锁闭推杆703的一端也向左运动，锁闭推杆703另外一端带动锁销支架702沿纵向直线运动，锁销支架702带动锁销701往锁闭方向运动，实现锁闭。手动解锁钢丝绳组件709用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸704向右拉动锁闭动力支架705实现解锁。
对照图5、6所示：门扇4在关闭过程中锁闭机构任然处于解锁状态，扭簧平衡重组件601产生的拉力和运动到导轨竖直段31的门板的总重力差不多，驱动机构6中的电机603往关门方向旋转，通过电机链轮链条604带动主传动轴605和直角换向器606旋转，最后带动上钢丝绳卷筒608旋转释放提升钢丝绳21，下钢丝绳卷筒609旋转收紧下降钢丝绳22，提升钢丝绳21绕过提升钢丝绳换向轮23和双排钢丝绳换向轮25，向下运动；下降钢丝绳22向上运动，绕过双排钢丝绳换向轮25和下降钢丝绳换向轮24，换向后带动门扇4向下运动。此时门扇4的重力势能部分转化为扭簧平衡重组件601的弹性势能。
对照图5、7所示：门扇4第6节门板406在关闭到位时，锁闭机构任然处于解锁状态，整个门扇4都运动到导轨竖直段31，扭簧平衡重组件601产生的拉力和整个门扇4的总重力差不多，驱动机构中的电机603停止往关门方向旋转，上钢丝绳卷筒608停止释放提升钢丝绳21，下钢丝绳卷筒609停止收紧下降钢丝绳22。此时门扇4的重力势能完全转化为扭簧平衡重组件601的弹性势能。
对照图7-10所示：从关到位到锁到位的过程中，第2节门板402到第6节门板406都卡在导轨3的竖直段31中处于静止状态，锁闭机构中的锁闭气缸704向左拉动锁闭动力支架705，锁闭动力支架705沿横向直线导轨滑块707，做横向直线运动，带动锁闭推杆703的一端也向左运动，锁闭推杆703另外一端带动锁销支架702沿纵向直线导轨706，做纵向直线运动，锁销支架702又带动锁销701往锁叉4011方向做纵向直线运动，锁销701推动安装在门扇4的第1节门板401上的锁叉4011，锁叉4011带动第1节门板401绕第1节门板401和第2节门板402之间的铰链43旋转，第1节门板401最上面的滚轮组件41的滚轮411，随着第1节门板401的旋转，从导轨3的过度段32进入导轨3的锁闭段34，此时如果有外力提升门扇4，第1节门板401最上面的滚轮组件41被导轨3的锁闭段34挡住，无法开门，实现门系统的锁闭。

Claims (5)

1.一种轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，所述翻板门的门扇(4)两侧设有滚轮，其特征在于：包括牵引机构(2)、驱动机构、锁闭机构和导轨(3)，所述门扇(4)两侧设有牵引机构(2)，在门框(1)顶部固定锁闭机构和驱动机构，在左右两侧的门框(1)上设置导轨(3)，所述门扇(4)两侧的滚轮嵌入导轨(3)，所述导轨(3)包括竖直段(31)、水平段(33)、竖直段(31)和水平段(33)之间的过度段(32)、用于翻板门锁闭的锁闭段(34)；所述驱动机构包括扭簧平衡重组件(601)、扭簧平衡重链轮链条(602)、电机(603)、电机链轮链条(604)、和传动轴(605)，扭簧平衡重组件(601)与传动轴(605)通过扭簧平衡重链轮链条(602)连接，电机(603)与传动轴(605)通过电机链轮链条(604)连接，传动轴(605)与牵引机构(2)连接；所述驱动机构还包括直角换向器(606)、换向器链轮链条(607)、上钢丝绳卷筒(608)和下钢丝绳卷筒(609)，所述直角换向器(606)与传动轴(605)通过换向器链轮链条(607)连接，所述上钢丝绳卷筒(608)和下钢丝绳卷筒(609)分别与不同直角换向器(606)连接，所述上钢丝绳卷筒(608)和下钢丝绳卷筒(609)与牵引机构(2)连接；所述牵引机构(2)包括提升钢丝绳(21)、下降钢丝绳(22)、提升钢丝绳换向轮(23)和下降钢丝绳换向轮(24)，提升钢丝绳(21)和下降钢丝绳(22)连接在门扇(4)两侧，在过度段(32)设有提升钢丝绳换向轮(23)和下降钢丝绳换向轮(24)；所述扭簧平衡重链轮链条(602)和电机链轮链条(604)采用齿形链；所述锁闭机构包括锁叉(4011)、锁销(701)、锁销支架(702)和纵向直线导轨滑块(706)；所述锁叉(4011)安装在门扇(4)顶部，所述锁叉(4011)一端与锁销(701)连接，锁销(701)与锁销支架(702)刚性连接，锁销支架(702)通过纵向直线导轨滑块(706)固定在门框(1)上。
2.根据权利要求1所述轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，其特征在于：所述提升钢丝绳换向轮(23)和下降钢丝绳换向轮(24)为单排换向轮或双排换向轮。
3.根据权利要求1所述轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，其特征在于：在提升钢丝绳(21)和下降钢丝绳(22)进入卷筒前设有张紧轮(26)。
4.根据权利要求1所述轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，其特征在于：所述锁闭机构还包括锁闭推杆(703)、锁闭气缸(704)、锁闭动力支架(705)和横向直线导轨滑块(707)，锁闭动力支架(705)通过横向直线导轨滑块(707)固定在门框(1)上，锁闭推杆(703)一端通过关节轴承与锁销支架(702)铰接，锁闭推杆(703)另一端通过关节轴承与锁闭动力支架(705)铰接，锁闭气缸(704)的气缸杆与锁闭动力支架(705)刚性连接。
5.根据权利要求1所述轨道车辆翻板门的驱动牵引导向锁闭机构，其特征在于：所述锁闭机构还包括手动锁闭钢丝绳组件(708)和手动解锁钢丝绳组件(709)，手动锁闭钢丝绳组件(708)用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸(704)向左拉动锁闭动力支架(705)；手动解锁钢丝绳组件(709)用于在无电无气的时候，代替锁闭气缸(704)向右拉动锁闭动力支架(705)。
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