CN112793610A - 一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统 - Google Patents

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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
    • B61F5/245—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes by active damping, i.e. with means to vary the damping characteristics in accordance with track or vehicle induced reactions, especially in high speed mode

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Abstract

本发明涉及一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，包括水平感应模块、控制模块和执行模块；水平感应模块包括支架、水平杆、第一滑动变阻器和第二滑动变阻器，支架的底部固定在地铁列车的车厢底部中心处，水平杆的正中间铰接支架的中间杆顶端，第一滑动变阻器和第二滑动变阻器竖直且对称设置在支架的两个边杆上，水平杆的两端为对称的伸缩杆结构，水平杆的两个端部均通过连接件铰接在第一滑动变阻器或第二滑动变阻器的滑片上；控制模块包括互相连接的传感器和PLC控制器；执行模块包括驱动机构、第一附加气室和第二附加气室。与现有技术相比，本发明能够解决车辆坡道行驶时车厢前后倾斜问题，使车厢保持水平，从而提高乘客的乘坐舒适性。

Description

一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统
技术领域
本发明涉及城市铁路运营技术领域，尤其是涉及一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统。
背景技术
目前地铁列车都是通过在转向架上的空气弹簧对列车运行时候的颠簸进行缓冲，但是空气弹簧对于列车爬坡或下坡时候的车厢倾斜无法起到有效作用。对于山地城市等特护地形地区，地铁列车运行时候会存在较大的坡度，例如中国广州地铁的坦尾站至中山八站，最大坡度为5.5％，会直接导致车厢整体上发生前后倾斜，影响乘客乘坐的舒适性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，使得地铁列车在经过大坡度的地形时，仍然能让每节车厢的保持水平，提高乘坐的舒适性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，包括水平感应模块、控制模块和执行模块；
所述水平感应模块包括“山”形的支架、水平杆、第一滑动变阻器和第二滑动变阻器，所述支架的底部固定在地铁列车的车厢底部中心处，所述水平杆的正中间铰接支架的中间杆顶端，所述第一滑动变阻器和第二滑动变阻器竖直且对称设置在支架的两个边杆上，所述水平杆的两端为对称的伸缩杆结构，水平杆的两个端部均通过连接件铰接在第一滑动变阻器或第二滑动变阻器的滑片上；
所述控制模块包括互相连接的传感器和PLC控制器，所述传感器连接第一滑动变阻器和第二滑动变阻器；
所述执行模块包括驱动机构、第一附加气室和第二附加气室，所述驱动机构分别连接第一附加气室、第二附加气室以及PLC控制器，所述第一附加气室安装在车厢的前转向架的第一空气弹簧下，所述第二附加气室安装在车厢的后转向架的第二空气弹簧下。
进一步地，所述的驱动机构包括第一电磁阀、第二电磁阀、气缸和风管，所述第一电磁阀安装在连通气缸和第一附加气室的风管上并且连接PLC控制器，所述第二电磁阀安装在连通气缸和第一附加气室的风管上并且连接PLC控制器。
进一步地，所述的水平杆的截面为圆形或者矩形。
进一步地，所述的水平杆为金属杆。
进一步地，所述的水平杆截面周长与长度比值为1：3～1：4。
进一步地，所述的连接件为绝缘套。
进一步地，所述的第一滑动变阻器和第二滑动变阻器通过螺栓结构固定在支架的两个边杆上。
进一步地，所述的传感器为电压传感器。
进一步地，所述的风管为橡胶风管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明能够解决车辆坡道行驶时车厢前后倾斜问题，使车厢保持水平，从而提高乘客的乘坐舒适性。
2、本发明的水平感应模块结构简单，不易出现故障，探测精度高。
3、本发明还能作为原有地铁列车空气弹簧的冗余席工，当列车原有空气弹簧出现破裂或泄露，起到临时替代的作用，提高列车运行的安全问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构框图。
图3为水平感应模块的结构示意图。
附图标记：1、水平感应模块，11、支架，12、水平杆，13、第一滑动变阻器， 14、第二滑动变阻器，21、传感器，22、PLC控制器，31、驱动机构，311、第一电磁阀，312、第二电磁阀，313、气缸，314、风管，32、第一附加气室，33、第二附加气室，4、车厢，41、前转向架，42、后转向架，43、第一空气弹簧，44、第二空气弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，本实施例公开了一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，包括水平感应模块1、控制模块和执行模块。水平感应模块1安装在地铁列车的车厢4内。控制模块包括传感器21和PLC控制器22，PLC控制器22通过传感器21 连接水平感应模块1。执行模块包括驱动机构31、第一附加气室32和第二附加气室33。驱动机构31分别连接第一附加气室32、第二附加气室33，以及PLC控制器22。第一附加气室32安装在车厢4的前转向架41的第一空气弹簧43上；第二附加气室33安装在车厢4的后转向架42的第二空气弹簧44上。具体地说：驱动机构31包括第一电磁阀311、第二电磁阀312、气缸313和风管314。第一电磁阀 311安装在连通气缸313和第一附加气室32的风管314上，同时连接PLC控制器 22；第二电磁阀312安装在连通气缸313和第一附加气室32的风管314上，同样同时连接PLC控制器22。
如图3所示，水平感应模块1包括“山”形的支架11、水平杆12和两个滑动变阻器，分别为第一滑动变阻器13和第二滑动变阻器14。水平杆12采用截面一般为圆形或者矩形的金属杆，本实施例中优选圆形的金属杆，长为30～40cm；水平杆12截面周长与长度比值为1：3～1：4。支架11的底部固定在地铁列车的车厢4 底部中心处，水平杆12的正中间铰接支架11的中间杆顶端。两个滑动变阻器竖直且对称设置在支架11的两个边杆上。水平杆12的两端为对称的伸缩杆结构，水平杆12的两个端部均通过连接件铰接在第一滑动变阻器13或第二滑动变阻器14的滑片上，连接件采用绝缘套。两个滑动变阻器13、14还通过电路连接传感器21。第一滑动变阻器13或第二滑动变阻器14均通过螺栓结构固定在支架11的两个边杆上。
本实施例中的第一空气弹簧43和第二空气弹簧44均选用株洲时代新材生产的Φ540型空气弹簧，密封方式为自密封，第一空气弹簧431以及第二空气弹簧447 的空气均可以排向大气中，对大气无污染。
本发明中的风管314采用橡胶材料制成的橡胶风管314。传感器211采用型号为JY-DJI的接线式单相交流电流电压传感器21。
本实施例中第一电磁阀311和第二电磁阀312均采用孔径可变的节流阀，具体型号为SYSZ16型节流阀。
本实施例的工作原理为：
列车在水平轨道上运行时，水平感应模块1中的水平杆12保持水平；列车坡道行驶时，第一滑动变阻器13与第二滑动变阻器14会随着车厢4发生倾斜，而此时水平杆12仍然保持水平，因此滑动变阻器上的划片和滑动变阻器本体会发生相对滑动，导致第一滑动变阻器13与第二滑动变阻器14上的阻值改变，从而使得传感器21检测到电压差。
传感器21通过电路与PLC控制器22连接，当接收到电压差后向PLC控制器 22发送列车是否在坡道行驶的信号。PLC控制器22得到信号后，控制第一电磁阀 311和第二电磁阀312通电或断电。当通电后，第一电磁阀311或第二电磁阀312 打开，气缸313通过风管314为第一附加气室32或第二附加气室33，使得前后倾斜的车厢4恢复水平。当地铁列车恢复水平后，此时滑动变阻器13、14上的划片也回到正常位置，传感器21检测到的电压差消失，此时第一电磁阀311或第二电磁阀312关闭，气缸313停止为第一附加气室32或第二附加气室33供气。具体电压差的变化和附加气室32、33的供气量的关系可以通过实验得到，在此不进行赘述展开。而对第一附加气室32或第二附加气室33供气的选择可以通过单个的滑动变阻器的阻值判断得到，比如第一滑动变阻器13阻值增大，即为车厢4前端翘起，第一滑动变阻器13阻值缩小，即为车厢4后端翘起。
此为，PLC控制器22中可设定第一阈值，当电压差大于第一阈值的范围后， PLC控制器22才对电磁阀311、312进行后续控制，有效防止列车颠簸错误引发系统工作。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，包括水平感应模块(1)、控制模块和执行模块；
所述水平感应模块(1)包括“山”形的支架(11)、水平杆(12)、第一滑动变阻器(13)和第二滑动变阻器(14)，所述支架(11)的底部固定在地铁列车的车厢(4)底部中心处，所述水平杆(12)的正中间铰接支架(11)的中间杆顶端，所述第一滑动变阻器(13)和第二滑动变阻器(14)竖直且对称设置在支架(11)的两个边杆上，所述水平杆(12)的两端为对称的伸缩杆结构，水平杆(12)的两个端部均通过连接件铰接在第一滑动变阻器(13)或第二滑动变阻器(14)的滑片上；
所述控制模块包括互相连接的传感器(21)和PLC控制器(22)，所述传感器(21)连接第一滑动变阻器(13)和第二滑动变阻器(14)；
所述执行模块包括驱动机构(31)、第一附加气室(32)和第二附加气室(33)，所述驱动机构(31)分别连接第一附加气室(32)、第二附加气室(33)以及PLC控制器(22)，所述第一附加气室(32)安装在车厢(4)的前转向架(41)的第一空气弹簧(43)下，所述第二附加气室(33)安装在车厢(4)的后转向架(42)的第二空气弹簧(44)下。
2.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的驱动机构(31)包括第一电磁阀(311)、第二电磁阀(312)、气缸(313)和风管(314)，所述第一电磁阀(311)安装在连通气缸(313)和第一附加气室(32)的风管(314)上并且连接PLC控制器(22)，所述第二电磁阀(312)安装在连通气缸(313)和第一附加气室(32)的风管(314)上并且连接PLC控制器(22)。
3.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的水平杆(12)的截面为圆形或者矩形。
4.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的水平杆(12)为金属杆。
5.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的水平杆(12)截面周长与长度比值为1：3～1：4。
6.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的连接件为绝缘套。
7.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的第一滑动变阻器(13)和第二滑动变阻器(14)通过螺栓结构固定在支架(11)的两个边杆上。
8.根据权利要求1所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的传感器(21)为电压传感器(21)。
9.根据权利要求2所述的一种地铁列车坡道行驶防倾斜稳定系统，其特征在于，所述的风管(314)为橡胶风管(314)。
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