CN113002312B - 一种磁浮车辆受流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁浮车辆受流器。所述磁浮车辆受流器包括PE极集电靴和负极集电靴，PE极集电靴和负极集电靴均能够独立转动；处于脱离状态时所述PE极集电靴和负极集电靴具有不小于5mm的高度差，使得受流器升起时所述PE极集电靴先与导电轨接触，所述负极集电靴后与导电轨接触。本发明的受流器简单轻巧、受流稳定、动态响应快且维护简便。

Description

一种磁浮车辆受流器

技术领域

本发明涉及一种磁浮车辆受流器，属于磁浮轨道车辆技术领域。

背景技术

目前，城市轨道交通对节能、环保等技术指标要求不断提高，磁浮轨道交通应运而生，磁浮轨道车辆是一种新型的交通运输系统，它是利用电磁系统产生的的排斥力将车辆托起，使整列车悬浮在导电轨上，消除了轨道之间的接触，无摩擦力。磁浮车辆具有绿色环保、爬坡能力强、转弯半径小、噪音低等优点。

200Km/h磁浮车辆的负极受流器需设置两个集电靴：PE极集电靴和负极集电靴，两集电靴应先后与导电轨接触，PE极集电靴先与导电轨接触保护接地，负极集电靴后与导电轨接触获取电流供车辆驱动使用，且接触时需保持在一定的接触压力范围内，确保电流传输的平稳性；列车在有气、有电时，集电靴与导电轨接触获取电流；列车在无气、无电状态时，集电靴与导电轨脱开；当集电靴处于接触状态或脱离状态时，受流器能同步反馈集电靴位置状态信号给控制系统。

如何实现200Km/h磁浮车辆受流器可靠稳定受流是一大技术难题。

发明内容

本发明旨在提供一种磁浮车辆受流器，该受流器结构简单轻巧、受流稳定、动态响应快且维护简便。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种磁浮车辆受流器，其结构特点是，包括PE极集电靴和负极集电靴，PE极集电靴和负极集电靴均能够独立转动；处于脱离状态时所述PE极集电靴和负极集电靴具有不小于5mm的高度差，使得受流器升起时所述PE极集电靴先与导电轨接触，所述负极集电靴后与导电轨接触。

列车在有气、有电时，集电靴应与导电轨接触获取电流；列车在无气、无电状态时，集电靴应与导电轨分离；当集电靴处于接触状态或脱离状态时，受流器能同步反馈集电靴位置状态信号给控制系统。

受流器设置两个集电靴：PE极集电靴和负极集电靴，两个集电靴能够独立转动。在受流器集电靴脱离状态时，通过限位机构限位，让PE极集电靴与负极集电靴高度差不小于5mm，从而保证受流器升起时，PE极集电靴先与导电轨接触实现保护接地，负极集电靴后与导电轨接触获取电流供车辆驱动使用。

本发明的PE极集电靴与负极集电靴须先后与导电轨接触获取电流，PE极集电靴先与导电轨接触保护接地，负极集电靴后与导电轨接触获取电流供车辆驱动使用。

由此，受流器的集电靴与导电轨接触时需保持在一定的压力范围内，确保可靠稳定获取受流。同时集电靴具备良好的跟随性，伴随导电轨滑动时能稳定受流，避免拉弧烧蚀导电轨和集电靴的接触面。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

在其中一个优选的实施例中，所述受流器包括安装板、升弓弹簧机构、弹簧座、集成气缸、阶梯转轴、第二支撑臂、负极转臂、挡圈、第一支撑臂、PE极转臂、绝缘座、PE极集电靴、弹性拉杆、弹簧臂、第一限位机构、第二限位机构、第三限位机构及负极集电靴；

所述安装板上通过弹簧座安装有所述升弓弹簧机构、集成气缸、第一支撑臂、第二支撑臂和第一限位机构；所述弹簧座、第一支撑臂和第二支撑臂、第一限位机构与安装板形成一体结构框架；所述升弓弹簧机构一端与弹簧座铰接，另一端与弹簧臂铰接；

所述第二限位机构与PE极转臂一体设置，所述第三限位机构与负极转臂一体设置，所述阶梯转轴穿过第二支撑臂、负极转臂、挡圈、PE极转臂和第一支撑臂；所述负极转臂和PE极转臂可绕阶梯转轴独立转动；

所述PE极集电靴与绝缘座固定，绝缘座分别与PE极转臂、弹性拉杆铰接；所述负极集电靴与绝缘座固定，绝缘座分别与负极转臂、弹性拉杆铰接。

在其中一个优选的实施例中，所述集成气缸包括连接器、防护罩、端盖、缸体、风管、活塞杆、推板、活塞、弹簧机构、滑块及导电轨；所述第二限位机构、第三限位机构分别与集成气缸的推板抵接；

在工作状态时，集成气缸充气压迫活塞做功，弹簧机构被压缩储存能量，推板随活塞杆一起回缩，同时升弓弹簧驱动PE极集电靴、负极集电靴先后升起；

在非工作状态时，集成气缸排气，弹簧机构复位驱动活塞做功，推板随活塞杆一起伸出，推板推动第一限位机构、第二限位机构绕阶梯转轴转动，PE极集电靴、负极集电靴与导电轨脱离。

在其中一个优选的实施例中，所述集成气缸上设有第一行程开关、第二行程开关、以及调节风管流量的第一调节旋钮和第二调节旋钮；在工作状态时，活塞杆驱动滑块沿着导电轨滑动，第一行程开关被释放给出低电平信号，第二行程开关被压缩释放给出高电平信号，高电平信号和低电平信号通过连接器给出升弓信号反馈给列车控制系统；在非工作状态时，所述活塞杆伸出带动滑块沿着导电轨滑动，第二行程开关被释放给出低电平信号，第一行程开关被压缩释放给出高电平信号，高电平信号和低电平信号通过连接器给出降弓信号反馈给列车控制系统。

在其中一个优选的实施例中，所述第一行程开关和第二行程开关采用非接触式感应开关替代。

本发明涉及一种磁浮车辆受流器由安装板、集成气缸、升弓弹簧机构、限位机构、四杆机构、集电靴等主要部件组成。

受流器采用车辆底部侧面固定与导电轨接触，在工作状态时，车辆给受流器集成气缸充气压缩其内部弹簧储存能量，驱动集成气缸活塞回缩，同时升弓弹簧驱动集电靴升起，由升弓弹簧保证集电靴与导电轨接触时保持在一定的压力范围内，确保可靠稳定获取受流，集成气缸位置信号反馈机构同步反馈升弓状态信号给控制系统。车辆在非工作状态、无气或无电时，集成气缸内部弹簧复位驱动集成气缸活塞杆伸出，集电靴回收，集电靴与导电轨分离，集成气缸位置信号反馈机构同步反馈降弓状态信号给控制系统。四杆机构中的从动杆设计为弹性杆，保证集电靴具备良好的跟随性，能够顺畅伴随导电轨高速滑动时稳定受流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的受流器实现了小型化、模块化。

2. 本发明的受流器设置有两个独立转动的集电靴，PE极集电靴先与导电轨接触实现保护接地，保护车辆安全；负极集电靴后与导电轨接触获取电流供车辆驱动使用。

3.集成气缸内部设置储能弹簧，使得受流器在车辆无气、无电时处于脱靴隔离状态，保障人员及车辆的安全性。

4.集成气缸内部集成位置信号反馈机构用于监测受流器集电靴的位置状态信号，同步转换为电信号反馈给控制系统，从而达到监控受流器集电靴的位置状态信号。

5.四杆机构中的从动杆设计为弹性杆件，保证集电靴具备良好的跟随性，能够顺畅伴随导电轨滑动时稳定受流。

附图说明

图1是本发明一种实施例的受流器侧面安装背面图；

图2是图1中阶梯转轴组装剖面图；

图3是本发明一种实施例的受流器侧面安装正面图，其中b）为a）的俯视图（带局剖）；

图4是图1中弹性拉杆的结构示意图；

图5是图1中集成气缸的结构示意图，其中a）为b）的A-A剖面图，c）为a）的B-B剖面图；

图6是本发明一个实施例的受流器整体示意图；

图7是图6另一个方向的示意图。

在图中：

1-安装板、2-升弓弹簧机构、3-弹簧座、4-集成气缸、5-阶梯转轴、6-第二支撑臂、7-负极转臂、8-挡圈、9-第一支撑臂、10-PE极转臂、11-绝缘座、11-绝缘座、12-PE极集电靴、13-弹性拉杆、14-弹簧臂、15-第一限位机构、16-第二限位机构、17-第三限位机构、18-负极集电靴、19-紧固螺钉、1301-第一拉杆、1302-弹性销轴、1303-弹簧、1304-第二拉杆、401-连接器、402-防护罩、403-端盖、404-缸体、405-第一调节旋钮、406-风管、407-第二调节旋钮、408-活塞杆、409-推板、410-活塞、411-第一弹簧、412-导向筒、413-第二弹簧、414-第一行程开关、415-滑块、416-导电轨、417-第二行程开关。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种磁浮车辆受流器，如图1-7所示，其主要由安装板1、升弓弹簧机构2、弹簧座3、集成气缸4、阶梯转轴5、第二支撑臂6、负极转臂7、挡圈8、第一支撑臂9、PE极转臂10、绝缘座11、PE极集电靴12、弹性拉杆13、弹簧臂14、第一限位机构15、第二限位机构15、第三限位机构17及负极集电靴18等主要部件组成。磁浮车辆用集成气缸4主要由连接器401、防护罩402、端盖403、缸体404、第一调节旋钮405、第二调节旋钮407、风管406、活塞杆408、推板409、活塞410、第一弹簧411、第二弹簧413、导向筒412、第一行程开关414、第一行程开关417、滑块415及导电轨416组成。

如图1，6和7所示，受流器通过安装板1固定在磁浮车辆底部且两侧对称布置，受流器设置有两套独立转动且并列平行的四边形四连杆机构。弹簧座3、第一支撑臂9和第二支撑臂6、第一限位机构15与安装板1焊接于一体构成结构框架。集成气缸4通过螺钉固定于安装板1下。升弓弹簧机构2一端与弹簧座3铰接，另一端与弹簧臂14铰接。第二限位机构16与PE极转臂10焊接于一体，第三限位机构17与负极转臂7焊接于一体，阶梯转轴5穿过第二支撑臂6、负极转臂7、挡圈8、PE极转臂10和第一支撑臂9，阶梯转轴5的尾端通过螺钉19紧固，负极转臂7和PE极转臂10内附设轴套可以绕阶梯转轴5独立转动，阶梯转轴5可以防止受流器侧挂安装后PE极转臂10下坠妨碍负极转臂7转动。PE极集电靴12与绝缘座11固定，绝缘座11分别与PE极转臂10、弹性拉杆13铰接。负极集电靴18与绝缘座11固定，绝缘座11分别与负极转臂7、弹性拉杆13铰接。通过分别调节第二限位机构16、第三限位机构17与集成气缸4的推板409抵接，约束PE极集电靴12比负极集电靴18至少高5mm，保证PE极集电靴12先于负极集电靴18与导电轨接触实现保护接地回流，受流器最大工作位通过第一限位机构15进行调节。

在工作状态时，车辆给受流器集成气缸4充气压迫活塞410做功，使其内部弹簧411、413沿着导向筒412被压缩储存能量，推板409随活塞杆408一起回缩，同时升弓弹簧2驱动PE极集电靴12、负极集电靴18先后升起，PE极集电靴12先与导电轨接触实现保护接地回流，负极集电靴18后与导电轨接触获取电流供车辆驱动使用。同时可以调节第一调节旋钮405控制风管406流量，从而达到调节升弓弹簧机构动作速度。活塞杆408驱动滑块415沿着导电轨416滑动，第一行程开关414被释放给出低电平信号，第二行程开关417被压缩释放给出高电平信号，高低电平信号通过连接器401给出升弓信号反馈给列车控制系统。

在非工作状态时，集成气缸4排气，弹簧411、413沿着导向筒412复位，驱动活塞410做功，推板409随活塞杆408一起伸出，推板409推动第二限位机构16、第三限位机构17绕阶梯转轴5转动，PE极集电靴12、负极集电靴18与导电轨脱离。同时可以调节第二调节旋钮407控制风管406流量，从而达到调节集成气缸4内弹簧411、413机构复位速度。活塞杆408伸出带动滑块415沿着导电轨416滑动，第二行程开关417被释放给出低电平信号，第一行程开关414被压缩释放给出高电平信号，高低电平信号通过连接器401给出降弓信号反馈给列车控制系统。

由升弓弹簧保证集电靴与导电轨接触时保持在一定的压力范围内，确保可靠稳定获取受流，四杆机构中的从动杆设计为弹性杆，保证集电靴具备良好的跟随性，能够顺畅伴随导电轨高速滑动时稳定受流。

本实施例中信号反馈机构中行程开关可以采用非接触式感应开关替代。此外，受流器工作位置信号反馈机构与驱动气缸分离单独设置，信号反馈机构可以直接检测受流器滑板位置状态或间接检测驱动气缸活塞杆位置状态。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本实施例的各种等价形式的修改均落入本发明所附权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1.一种磁浮车辆受流器，其特征在于，包括PE极集电靴（12）和负极集电靴（18），PE极集电靴（12）和负极集电靴（18）均能够独立转动；处于脱离状态时所述PE极集电靴（12）和负极集电靴（18）具有不小于5mm的高度差，使得受流器升起时所述PE极集电靴（12）先与导电轨（416）接触，所述负极集电靴（18）与导电轨（416）接触；

所述受流器包括安装板（1）、升弓弹簧机构（2）、弹簧座（3）、集成气缸（4）、阶梯转轴（5）、第二支撑臂（6）、负极转臂（7）、挡圈（8）、第一支撑臂（9）、PE极转臂（10）、绝缘座（11）、PE极集电靴（12）、弹性拉杆（13）、弹簧臂（14）、第一限位机构（15）、第二限位机构（16）、第三限位机构（17）及负极集电靴（18）；

所述安装板（1）上通过弹簧座（3）安装有所述升弓弹簧机构（2）、集成气缸（4）、第一支撑臂（9）、第二支撑臂（6）和第一限位机构（15）；所述弹簧座（3）、第一支撑臂（9）和第二支撑臂（6）、第一限位机构（15）与安装板（1）形成一体结构框架；所述升弓弹簧机构（2）一端与弹簧座（3）铰接，另一端与弹簧臂（14）铰接；

所述第二限位机构（16）、第三限位机构（17）分别与集成气缸（4）的推板（409）抵接；所述第二限位机构（16）与PE极转臂（10）一体设置，所述第三限位机构（17）与负极转臂（7）一体设置，所述阶梯转轴（5）穿过第二支撑臂（6）、负极转臂（7）、挡圈（8）、PE极转臂（10）和第一支撑臂（9）；所述升弓弹簧机构（2）通过弹簧臂（14）可带动所述负极转臂（7）和PE极转臂（10）绕阶梯转轴（5）独立转动；

所述PE极集电靴（12）与绝缘座（11）固定，绝缘座（11）分别与PE极转臂（10）、弹性拉杆（13）铰接；所述负极集电靴（18）与绝缘座（11）固定，绝缘座（11）分别与负极转臂（7）、弹性拉杆（13）铰接。

2.根据权利要求1所述的磁浮车辆受流器，其特征在于，所述集成气缸（4）包括连接器（401）、防护罩（402）、端盖（403）、缸体（404）、风管（406）、活塞杆（408）、推板（409）、活塞（410）、弹簧机构、滑块（415）及导电轨（416）；

在工作状态时，集成气缸（4）充气压迫活塞（410）做功，弹簧机构被压缩储存能量，推板（409）随活塞杆（408）一起回缩，同时升弓弹簧机构（2）驱动PE极集电靴（12）、负极集电靴（18）先后升起；

在非工作状态时，集成气缸（4）排气，弹簧机构复位驱动活塞（410）做功，推板（409）随活塞杆（408）一起伸出，推板（409）推动第一限位机构（15）、第二限位机构（16）绕阶梯转轴（5）转动，PE极集电靴（12）、负极集电靴（18）与导电轨脱离。

3.根据权利要求2所述的磁浮车辆受流器，其特征在于，所述集成气缸（4）上设有第一行程开关（414）、第二行程开关（417）、以及调节风管（406）流量的第一调节旋钮（405）和第二调节旋钮（407）；

在工作状态时，活塞杆（408）驱动滑块（415）沿着导电轨（416）滑动，第一行程开关（414）被释放给出低电平信号，第二行程开关（417）被压缩释放给出高电平信号，高电平信号和低电平信号通过连接器（401）给出升弓信号反馈给列车控制系统；

在非工作状态时，所述活塞杆（408）伸出带动滑块（415）沿着导电轨（416）滑动，第二行程开关（417）被释放给出低电平信号，第一行程开关（414）被压缩释放给出高电平信号，高电平信号和低电平信号通过连接器（401）给出降弓信号反馈给列车控制系统。

4.根据权利要求3所述的磁浮车辆受流器，其特征在于，所述第一行程开关（414）和第二行程开关（417）采用非接触式感应开关替代。

Images