CN114954560A - 一种升降式停车防溜器 - Google Patents

Abstract

一种升降式停车防溜器，包括支臂机构(1)、表示机构(2)、制动梁(3)、伸缩机构(4)、驱动机构(5)，驱动机构(5)通过伸缩机构(4)联动支臂机构(1)，其技术要点是：驱动机构(5)包括共用一根电机轴(512)的主电机组件(51)和应急电机组件(52)，主电机组件(51)包括用于限位电机轴(512)的主电机外壳(514)；应急电机组件(52)包括限位在主电机外壳(514)一端的设有定子线圈(527)的定子、若干作用于定子线圈(527)磁场的沿电机轴(512)周向设置的应急电机永磁体(523)。其具有结构简单紧凑、应急条件下使用方便快捷、节省能源、表示准确、安全可靠等优点。

Description

一种升降式停车防溜器

技术领域

本发明涉及铁路站场停车防溜安全设备，具体说是一种升降式停车防溜器。

背景技术

现有的停车防溜器，如公开号CN106167032 A的发明专利公开的“可变限界停车防溜器”，其技术方案包括制动梁、支臂组件、表示机构、伸缩机构以及驱动机构。支臂组件包括固定于基本轨底部的支撑梁、一对设置在支撑梁上的通过升降连杆机构升降的支臂、分别设置在支臂上的制动梁、分别铰接在各支臂上的相互铰接的伸缩连杆组件、设置在支臂上的弹簧组件；升降连杆机构包括两套设置在支臂与支撑梁之间的升降连杆组件。

但是，上述发明存在以下问题：

A 当遇到电源停电、控制系统失灵及驱动电机损坏等意外情况，设备无法完成制动缓解的状态转换，致使停留车辆无法牵出。尽管设有简易手动转换机构，但很费力且转换时间长，影响运输效率。

B 同步机构采用齿轮齿条组件，结构复杂、容易损坏且制造成本高。

C 由缓解位向制动位装换时，由于设备较重，需要较大的动力，浪费能源。

D 制动与缓解状态表示机构设在停车器两端，需要两套表示组件。由于铰接部件较多，传动误差较大，表示精度不够准确，容易发生错误表示，影响使用安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种升降式停车防溜器，从根本上解决了上述问题，其具有适应性强、应急条件下使用方便、支臂摆动时一致性良好、位置表示机构触发精确度高、运行过程更稳定等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该升降式停车防溜器，包括支臂机构、位置表示机构、制动梁、伸缩机构、驱动机构，驱动机构通过伸缩机构联动支臂机构，其技术要点是：

驱动机构包括共用一根电机轴的主电机组件和应急电机组件，主电机组件包括用于限位电机轴的主电机外壳；

应急电机组件包括限位在主电机外壳一端的设有应急电机线圈的定子、若干作用于应急电机线圈磁场的沿电机轴周向设置的应急电机永磁体。

为了增强主电机组件电机轴与丝杠组件输入轴之间传动的适应性，主电机组件与丝杠组件之间设有安全联轴器组件，其包括键合在主电机组件电机轴上的电机端轴套、套设限位在电机端轴套上的链轮、通过双排链条联动的轮毂链轮。

为了将主电机组件的扭矩转换为直线驱动力而采用了丝杠组件，主电机组件的输出端设有丝杠组件，丝杠组件包括丝杠、与丝杠配合的丝母、套装在丝母上的丝杠内套、固定在丝杠末端的内端盖。

为了控制主电机组件或应急电机组件在制动位和缓解位的自动停止并表示位置，而采用了位置表示机构，其包括导杆组件、接线盒组件；导杆组件包括平行于丝杠联轴器组件伸缩方向的表示导杆、一对套装在丝杠外套上的固定套、限位在固定套上的顶杆支座、由顶杆支座导向限位的顶杆、限位在顶杆与顶杆支座之间的钢球。

支臂机构包括伸缩组件、升降组件；升降组件包括支撑梁、支臂；为实现两侧支臂的同步平稳摆动，支撑梁与支臂之间设有十字铰接的同步机构。

由缓解位向制动位转换时，作用于支臂的弹簧助力机构可释放由制动位向缓解位转换时蓄积的弹性势能。

为联动支臂机构，而采用了伸缩组件，伸缩组件包括一对通过第一导向销轴铰接的伸缩连杆，在一侧支臂与伸缩连杆之间设有弹簧组件。

为配合支臂和制动梁制动车辆，弹簧组件包括弹簧座、设置在弹簧座之间的弹簧杆、套装在弹簧杆上的弹簧组。

本发明的有益效果：整体技术方案上，以驱动机构为动作核心，通过伸缩机构将丝杠组件的直线驱动力传递至支臂机构，支臂机构的伸缩组件将直线驱动力变向传递至两侧支臂，支臂在上述驱动力的作用下，带动制动梁在制动位与缓解位之间转换，并通过位置表示机构表示丝杠组件伸出或缩回状态。

具体结构上，驱动机构采用多种电源供电并共用一根电机轴的双定子电机，通过双定子电机以择一接入的方式作为驱动机构的动力源。正常状态下，主电机组件作为驱动源，通过丝杠组件将扭矩转换为直线驱动力。当主电机发生故障时（供电系统停电、控制系统失灵或主电机烧毁等），通过外接便携电源的方式，使应急电机定子线圈得电产生磁场，驱动外转子旋转，进而代替主电机组件驱动丝杠组件。

伸缩机构的两个近端分别固定在驱动机构的左右输出端，通过伸缩机构将驱动机构的直线驱动力作用于各支臂机构，进而驱动支臂相对于基本轨摆动。当第一导向销轴向远离驱动机构方向移动时，装置由制动位向缓解位转换；当第一导向销轴向靠近驱动机构方向移动时，装置由缓解位向制动位转换。

驱动机构的伸缩带动相邻的导杆伸缩，导杆的动作带动伸缩连杆的动作，各伸缩连杆驱动支臂的摆动。驱动机构收缩时，支臂机构的外铰接点（第一导向销轴）向内滑动，两侧的支臂向上摆动，制动梁之间开口增加，制动梁上升至制动位。当车辆由制动梁两端的引导区进入，向内挤压弹簧机构，车轮与制动梁之间产生摩擦力实现制动。驱动机构伸展时，支臂机构的外铰接点（第一导向销轴）向外滑动，两侧的支臂向下摆动，制动梁之间开口减小，制动梁下降至缓解位。

支臂机构在现有技术的基础上，为保证支臂机构两侧支臂的同步平稳摆动，而设置了十字铰接的同步机构。同步机构的两个底部支点铰接在支撑梁上，在支臂摆动过程中底部支点位置保持不变；同步机构的两个顶部支点滑动配合在支臂的滑槽内，当支臂在制动位与缓解位之间摆动时，顶部支点在该滑槽的两端之间滑动。由于采用了十字铰接结构，当一侧的支点发生位移时，必定带动另一侧的支点同步动作，从而最终实现两侧支臂的同步摆动。此外，由于支臂由缓解位向制动位转换时阻力较大，支撑梁上设置了向上提供作用力的弹簧助力机构。弹簧助力机构在停车防溜器由制动位向缓解位转换时，弹簧助力机构被压缩蓄积弹性势能。当装置由缓解位向制动位转换时，将弹性势能释放，从而降低驱动机构所需的最小初始动力。

位置表示机构的导杆上设有环形槽，该环形槽在一对行程开关之间移动，配合顶杆以择一触发的方式指示当前的位置状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为用于本发明其中一种支臂机构的结构示意图。

图2a为图2沿A-A线的剖视结构示意图。

图2b为图2沿B-B线的剖视结构示意图。

图2c为图2的俯视结构示意图。

图3为用于本发明其中一种支臂机构的剖视结构示意图。

图3a为图3的俯视结构示意图。

图4为本发明其中一种位置表示机构的结构示意图。

图4a为图4的侧视结构示意图。

图5为用于本发明其中一种伸缩机构的剖视结构示意图。

图5a为图5的局部放大结构示意图。

图5b为图5的俯视结构示意图。

图6为本发明其中一种驱动机构的结构示意图。

图6a为图6的剖视结构示意图。

图6b为图6的侧视结构示意图。

图7为本发明另一种实施方式的结构示意图。

图7a为图7中C部分的局部放大结构示意图I。

图7b为图7中D部分的局部放大结构示意图II。

具体实施方式

以下结合图1~7，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该升降式停车防溜器包括支臂机构1、位置表示机构2、制动梁3、伸缩机构4、驱动机构5。其中，以驱动机构5为动作核心，通过伸缩机构4将丝杠组件56的直线驱动力传递至支臂机构1，支臂机构1的伸缩组件11将直线驱动力变向传递至两侧支臂122，支臂122在上述驱动力的作用下，带动制动梁3在制动位与缓解位之间转换，并通过位置表示机构2表示丝杠组件56伸出或缩回状态。各组成机构的具体结构如下。

【支臂机构】

支臂机构1主要包括伸缩组件11、升降组件12、轨卡组件13。伸缩组件11包括一对通过第一导向销轴113铰接的伸缩连杆112、配合在在一侧支臂122与伸缩连杆112之间的弹簧组件116。弹簧组件116包括一端通过第二导向销轴115与伸缩连杆112铰接的固定在支臂122内侧肩部（图中未标记）的弹簧座1161、固定在弹簧座1161上的弹簧杆1165、套装在弹簧杆1165上的弹簧组（同轴设置的外弹簧1163和内弹簧1164）、用于封闭弹簧组的弹簧护罩1162。第二导向销轴115上套装伸缩滚轮111，第一导向销轴113上套装导向滚轮114，伸缩滚轮111配合在伸缩滑槽415中。

升降组件12包括通过轨卡组件13与基本轨134一体的作为支撑结构的支撑梁123、一对通过升降连杆121联动的同步摆动的支臂122。制动梁3通过螺栓固定在支臂122的外侧肩部（图中未标记）。支撑梁123外端分别通过一对等尺寸的升降连杆121构成类四连杆机构，支臂122内侧则通过第二导向销轴115与伸缩组件11的输出端铰接实现联动。

为减少由缓解位向制动位转换时的启动阻力，在支撑梁123上设置了弹簧助力机构126，从而在缓解位时，支臂122下降压缩弹簧助力机构126储存制动能量。

支撑梁123通过其两侧的轨卡组件13固定在基本轨134上，轨卡组件13包括紧固在基本轨134两侧的外轨卡131和内轨卡133。为提高安全性，在外轨卡131或内轨卡133与基本轨134之间还设置了绝缘槽132。

【支臂机构的另一种实施方式】

为进一步提高两侧支臂122动作的同步率的问题，在上述支臂机构1结构的基础上，通过在支撑梁123上设置十字铰接的同步机构125，保证了左右两侧支臂122的同步摆动。具体结构上，支臂122上靠近内侧的升降连杆121位置进一步向内延伸，并且在该延伸处设置了与同步机构125配合的支臂滑槽1221。十字形的同步机构125的底部支点以左右对称的方式装配在支撑梁123上，其顶部的两个支点左右对称的滑动限位在支臂滑槽1221中。从而通过同步机构125左右两侧的同步动作，使两侧的支臂122同步摆动。

设置同步机构125的支臂机构1与未采用同步机构125的支臂机构1对称交替设置在驱动机构5外侧。例如，本实施例采用了六套支臂机构1，设置同步机构125的支臂机构1分设于驱动机构5的两个近端以及停车防溜器的两个远端，将未设置同步机构125的支臂机构1间隔设置在其间，实现防溜器的联动。支撑梁123通过两侧的轨卡组件13固定在基本轨134上，通过驱动机构5带动伸缩组件11的动作，最终带动支臂122和制动梁3摆动。

当停车防溜器由制动位向缓解位转换时，支臂122压缩设置在支撑梁123上的弹簧助力机构126积攒弹性势能；当停车防溜器由缓解位向制动位转换时，各支臂机构1的弹簧助力机构126释放弹性势能，各支臂122在更小的初始阻力下向上摆动。

【位置表示机构】

当停车防溜器在制动位与缓解位转换到位时，通过位置表示机构2及时断开驱动机构5的驱动电流。其包括导杆组件21和接线盒组件22。导杆组件21包括平行于驱动机构5伸缩方向的表示导杆212、一对套装在丝杠外套564上的固定套214、限位在固定套214上的顶杆支座215、由顶杆支座215导向限位的顶杆211、限位在顶杆211与顶杆支座215之间的钢球217。表示导杆212一端通过导杆固定座213固定在内端盖561上，并通过挡圈216进一步限位，表示导杆212另一端通过一对顶杆支座215限位。

接线盒组件22包括底盘221、安装在底盘221上的接线盒总成223、一对与顶杆211位置对应的行程开关222，各行程开关222与接线盒总成223电性连接。

驱动机构5通过驱动丝杠565的伸缩带动内端盖561动作，进而通过导杆固定座213带动表示导杆212平移，表示导杆212的槽口2121在两个顶杆支座215之间移动，行程开关222通过其输出端的开关触点2221与顶杆211配合。当槽口2121位于两个顶杆支座215之间的位置时，钢球217由表示导杆212滚动/滑动支撑，两个顶杆211均与开关触点2221接触；当槽口2121滑动至其中一个顶杆支座215时，钢球217落入槽口2121中，顶杆211脱离开关触点2221，行程开关222向接线盒总成223输出电信号指示到达第一位置，驱动机构5停止动作；当驱动机构5反向动作，使槽口2121滑动至另一顶杆支座215时，接线盒总成223输出电信号指示到达第二位置，驱动机构5停止动作。

【伸缩机构】

伸缩机构4包括作为支撑结构的外牵拉组件42、与外支撑组件43配合的外支撑组件43、与外支撑组件43配合并与支臂机构1联动的牵拉组件42、位于相邻导杆423或外支撑梁431之间的框架组件41。

若干间隔设置的通过外支撑梁431相连的牵拉支架411（外支撑梁431末端装配与牵拉支架411的导轨销轴412上）、与牵拉支架411同位设置的拉杆421、用于拉杆421的导杆423、与外支撑梁431相交的伸缩导轨413。

拉杆421上设有沿长度方向设置的拉杆滑槽4211，支臂机构1或支臂机构1的伸缩连杆112一端通过第一导向销轴113配合在拉杆滑槽4211中，另一端通过第二导向销轴115配合在伸缩导轨413中，从而实现支臂机构1或支臂机构1与伸缩机构4之间的联动。位于最内侧的拉杆421通过其连杆销422与驱动机构5的两个输出端联动。为方便驱动机构5的装配，在其对应的外支撑梁431底部用于固定支撑驱动机构5的下拉板432。

由于装置整体长时间处于户外环境，为避免灰尘雨水等的侵蚀，在牵拉支架411上设置支架护罩414，在驱动机构5对应的上方设置驱动器护罩433，以及在外支撑梁431或导杆423上对应的位置上设置护罩（图中未标记）。

【驱动机构】

驱动机构5的两个近端通过伸缩机构4的拉杆421与支臂机构1的伸缩连杆112联动，伸缩连杆112通过牵拉支臂机构1的支臂122。驱动机构5包括同轴设置的主电机组件51和应急电机组件52、通过安全联轴器组件53设置在主电机组件51输出端的减速机组件54、通过丝杠联轴器组件55设置在减速机组件54输出端的丝杠组件56。

主电机组件51，优选采用现有的三相异步电动机，其包括主电机外壳514、沿周向设置在主电机外壳514内的主电机线圈513、限位在主电机外壳514中的设有主电机铁芯511的电机轴512。

应急电机组件52包括通过螺母套装限位在电机轴512上的转子盘525、固定在转子盘525上的应急电机外壳522、固定在应急电机外壳522上的应急电机端盖521、沿周向设置在应急电机外壳522内壁上的应急电机永磁体523、固定在主电机外壳514上的定子座526、固定在定子座526上的定子盘524、设置在定子盘524上的带有应急电机线圈527的若干定子（图中未标记）。

主电机外壳514的左端(图6a方向观察)与左端板515固定，左端板515通过支撑杆517固定右端板516。左端板515、右端板516和支撑杆517构成电机组件的主要支撑结构。主电机组件51运转时，设有主电机铁芯511的电机轴512作为其内转子，应急电机组件52的转子盘525随电机轴512旋转，其作为应急电机组件52的外转子。

安全联轴器组件53用于将电机轴512与减速机组件54的中间轴541连接。减速机组件54的中间轴541另一端通过丝杠联轴器组件55与丝杠组件56衔接。作为一种优选方案，安全联轴器组件53具体结构包括键合在电机轴512上的电机端轴套533、键合在中间轴541上的轮毂链轮531、弹性套设在电机端轴套533外的链轮532、用于衔接轮毂链轮531和链轮532的双排链条534。

丝杠组件56包括丝杠外套564、通过丝杠轴套551与中间轴541同轴设置的丝杠565、与丝杠565配合的丝母566、固定在丝母566上的丝杠内套563、与丝杠565同步运动的内端盖561、固定在丝杠内套563末端的外端盖562、一端与外端盖562固定的丝杠外套564。

正常使用状态时，主电机组件51得电后，主电机铁芯511与电机轴512作为内转子旋转。电机轴512的左端（图6a方向观察）依次通过安全联轴器组件53、减速机组件54将扭矩传递至丝杠组件56的丝杠565；电机轴512的右端通过转子盘525带动应急电机外壳522作为外转子旋转。

当主电机组件51发生故障时（如供电系统停电、控制系统失灵或主电机烧毁等），将应急电机线圈527接入应急电源（图中未示出）。带有沿周向设置若干定子的定子盘524作为内定子，固定在应急电机外壳522上的应急电机永磁体523的磁场与应急电机线圈527的磁场相互作用，通过应急电机组件52的外转子带动电机轴512旋转，从而恢复主电机组件51的功能。

【安全联轴器组件的另一种实施方式】

如图7所示，本实施例采用了丝杠轴套551以及安全联轴器组件53的另一种实施方式。

如图7a所示，为配合手动摇臂，在丝杠轴套551上通过伞齿轮轴承553限位伞齿轮552，并在丝杠联轴器组件55的壳体（图中未标记）上限位与该伞齿轮552配合的另一伞齿轮（图中示出），手动摇臂通过与该伞齿轮配合进行手动转换制动位或缓解位。

图7b所示，作为安全联轴器组件53的另一种实施方式，其包括套装在中间轴541上的轮毂链轮531、套装在电机轴512上的电机端轴套533、配合在轮毂链轮531内的轴套端盖535、限位在电机端轴套533与轴套端盖535之间的轴套弹簧536。

【其他】

文中提及的固定、装配、安装等方式，均属于本领域技术人员为将两个零件固定而采用的常规技术手段，例如焊接固定、螺栓固定等，不再详细阐述。

附图标记说明：

1 支臂机构、11 伸缩组件、111 伸缩滚轮、112 伸缩连杆、113 第一导向销轴、114导向滚轮、115 第二导向销轴、116 弹簧组件、1161 弹簧座、1162 弹簧护罩、1163 外弹簧、1164 内弹簧、1165 弹簧杆、12 升降组件、121 升降连杆、122 支臂、1221 支臂滑槽、123支撑梁、125 同步机构、126 弹簧助力机构、13 轨卡组件、131 外轨卡、132 绝缘槽、133 内轨卡、134 基本轨；

2 位置表示机构、21 导杆组件、211 顶杆、212 表示导杆、2121 槽口、213 导杆固定座、214 固定套、215 顶杆支座、216 挡圈、217 钢球、22 接线盒组件、221 底盘、222 行程开关、2221 开关触点、223 接线盒总成；

3 制动梁；

4 伸缩机构、41 框架组件、411 牵拉支架、412 导轨销轴、413 伸缩导轨、414 支架护罩、415 伸缩滑槽、42 牵拉组件、421 拉杆、4211 拉杆滑槽、422 连杆销、423 导杆、43外支撑组件、431 外支撑梁、432 下拉板、433 驱动器护罩；

5 驱动机构、51 主电机组件、511 主电机铁芯、512 电机轴、513 主电机线圈、514主电机外壳、515 左端板、516 右端板、517 支撑杆、52 应急电机组件、521 应急电机端盖、522 应急电机外壳、523 应急电机永磁体、524 定子盘、525 转子盘、526 定子座、527 应急电机线圈、53 安全联轴器组件、531 轮毂链轮、532 链轮、533 电机端轴套、534 双排链条、535 轴套端盖、536 轴套弹簧、54 减速机组件、541 中间轴、55 丝杠联轴器组件、551 丝杠轴套、552 伞齿轮、553 伞齿轮轴承、56 丝杠组件、561 内端盖、562 外端盖、563 丝杠内套、564 丝杠外套、565 丝杠、566 丝母。

Claims (8)

1.一种升降式停车防溜器，包括支臂机构(1) 、表示机构(2)、制动梁(3)、伸缩机构(4)、驱动机构(5)，驱动机构(5)通过伸缩机构(4)联动支臂机构(1)，其特征在于：

驱动机构(5)包括共用一根电机轴(512)的主电机组件(51)和应急电机组件(52)，主电机组件(51)包括用于限位电机轴(512)的主电机外壳(514)；

应急电机组件(52)包括限位在主电机外壳(514)一端的设有应急电机线圈(527)的定子、若干作用于应急电机线圈(527)磁场的沿电机轴(512)周向设置的应急电机永磁体(523)。

2.根据权利要求1所述的升降式停车防溜器，其特征在于：主电机组件(51)与丝杠组件(56)之间设有安全联轴器组件(53)，其包括键合在主电机组件电机轴上的电机端轴套(533)、套设限位在电机端轴套(533)上的链轮(532)、通过双排链条(534)联动的轮毂链轮(531)。

3.根据权利要求2所述的升降式停车防溜器，其特征在于：主电机组件(51)的输出端设有丝杠组件(56)，丝杠组件(56)包括丝杠(565)、与丝杠(565)配合的丝母(566)、套装在丝母(566)上的丝杠内套(563)、固定在丝杠(565)末端的内端盖(561)。

4.根据权利要求1或2或3所述的升降式停车防溜器，其特征在于：位置表示机构(2)包括导杆组件(21)、接线盒组件(22)；导杆组件(21)包括平行丝杠联轴器组件(55)伸缩方向的表示导杆(212)、一对套装在丝杠外套(564)上的固定套(214)、限位在固定套(214)上的顶杆支座(215)、由顶杆支座(215)导向限位的顶杆(211)、限位在顶杆(211)与顶杆支座(215)之间的钢球(217)。

5.根据权利要求1或2或3所述的升降式停车防溜器，其特征在于：支臂机构(1)包括伸缩组件(11)、升降组件(12)；升降组件(12)包括支撑梁(123)、支臂(122)，支撑梁(123)与支臂(122)之间设有十字铰接的同步机构(125)。

6.根据权利要求5所述的升降式停车防溜器，其特征在于：在支撑梁(123)上还设置了用于配合支臂(122)的弹簧助力机构(126)。

7.根据权利要求5所述的升降式停车防溜器，其特征在于：伸缩组件(11)包括一对通过第一导向销轴(113)铰接的伸缩连杆(112)，在一侧支臂(122)与伸缩连杆(112)之间设有弹簧组件(116)。

8.根据权利要求7所述的升降式停车防溜器，其特征在于：弹簧组件(116)包括弹簧座(1161)、设置在弹簧座(1161)之间的弹簧杆(1165)、套装在弹簧杆(1165)上的弹簧组。

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