CN115092199B - 一种适用于高速铁路的轨道运输设备及制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高速铁路的轨道运输设备及制动系统，涉及轨道运输及制动控制技术领域，该设备包括支撑梁、两组走行轮组以及两组刹车系统，两组走行轮组分别布置于支撑梁的两端，每组走行轮组的前走行轮及后走行轮均配置有刹车轮；两组刹车系统分别配置于两组走行轮组，用于逐渐夹紧前走行轮且逐渐放松后走行轮或者用于逐渐放松前走行轮且逐渐夹紧后走行轮；该系统包括力传感器组、控制器以及上述具有动力组件及调平机构的适用于高速铁路的轨道运输设备。该轨道运输设备及制动系统针对走行轮的制动模式以及制动程度进行了考虑，尽量规避单侧严重磨损的情形而导致设备使用寿命降低或使用安全风险较高的问题。

Description

一种适用于高速铁路的轨道运输设备及制动系统

技术领域

本发明涉及轨道运输及其制动控制技术领域，具体而言，涉及一种适用于高速铁路的轨道运输设备及制动系统。

背景技术

轨道运输设备如轨道运输小车、带行走功能的轨道运输机械作为常见的铁路运输工具，其行驶速度及制动控制尤为重要，轨道运输设备需要应对不同的载重场景，在其降速或制动的控制中由于重量增加后会加大控制难度，可能会发生安全隐患或危害事故。

现有的轨道运输设备的制动控制过程中，通常是对一侧的走行轮（前侧或后侧的走行轮）的刹车轮进行机械夹持来达到降速的目的，这种方式下，该一侧的刹车轮作为降速的关键点，会引起该一侧的走行轮过度磨损的现象，尤其是在载重较大且重心在该刹车轮一侧时，不仅该侧的走行轮磨损会加重，而且仅对于一侧的紧急制动容易产生倾覆、偏移等安全隐患。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种适用于高速铁路的轨道运输设备，该设备通过针对每组走行轮组均配置一组刹车系统，刹车系统能够对前走行轮和后走行轮进行间隔性机械制动，相较于仅对一侧进行制动而有效降低造成该侧走行轮严重磨损的程度，同时间隔性对前后轮制动的方式相对于仅进行一侧紧急制动的方式更安全、稳定；

本发明的第二个目的在于提供一种适用于高速铁路的轨道运输制动系统，该系统应用了上述的轨道运输设备，能够通过在检测载重情况后，有针对性地进行制动控制，从而达到减小某侧走行轮过度磨损的目的。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，一种适用于高速铁路的轨道运输设备，包括支撑梁、走行轮组以及两组刹车系统，支撑梁具有用于承载运输架的支撑部；走行轮组有两组，两组走行轮组分别布置于支撑梁的两端，每组走行轮组的前走行轮及后走行轮均配置有刹车轮；两组刹车系统分别配置于两组走行轮组，刹车系统包括第一刹车机构、第二刹车机构和动力组件，第一刹车机构用于夹紧前走行轮的刹车轮，第二刹车机构用于夹紧后走行轮的刹车轮，动力组件用于驱动第一刹车机构与第二刹车机构同步动作；其中，当动力组件带动第一刹车机构与第二刹车机构同步动作时，第一刹车机构逐渐夹紧前走行轮的刹车轮且第二刹车机构逐渐放松后走行轮的刹车轮；或者，第一刹车机构逐渐放松前走行轮的刹车轮且第二刹车机构逐渐夹紧后走行轮的刹车轮。

在可选地实施方式中，第一刹车机构与第二刹车机构均包括：底座、凸轮和复位弹簧，底座上可转动设置有两组夹臂，两组夹臂能够朝相互靠近或相互远离的方向转动，两组夹臂的一端均设置有摩擦片，摩擦片用于与对应刹车轮相互作用，两组夹臂的另一端均成型有凸柱；凸轮布置于两组夹臂之间，且凸轮能够在动力组件的驱动下旋转，以使两组夹臂设置有摩擦片的一端相互靠近或远离，从而实现对应刹车轮的夹紧或放松；复位弹簧设置于两组夹臂之间，以实现两组夹臂转动后的复位。

在可选地实施方式中，动力组件包括伺服电机以及与伺服电机输出端连接的齿轮组，伺服电机固定在第一刹车机构的底座和/或第二刹车机构的底座上，齿轮组具有两个同步输出端，两个同步输出端分别与两个凸轮连接。

在可选地实施方式中，摩擦片包括片体以及覆盖于片体一侧表面的摩擦层，摩擦层用于与对应刹车轮相互作用，片体另一侧固定有调整弹簧，调整弹簧与夹臂端部万向连接。

在可选地实施方式中，夹臂的端部开设有弧形槽，该弧形槽的槽向沿靠近及远离对应刹车轮中心的方向布置，调整弹簧端部固定有万向球，万向球沿弧形槽的槽向滑动配合；夹臂内设置有用于控制万向球在弧形槽内滑动的控制组件。

在可选地实施方式中，支撑梁的两个端部均设置有减震机构，减震机构包括支撑板以及固定在支撑板两端的弹簧，弹簧与支撑梁侧壁相互固定，以使支撑板横跨于支撑梁的端部上。

在可选地实施方式中，控制组件包括反力弹簧、推杆、齿条和齿轮，反力弹簧抵接于万向球靠近对应刹车轮中心的一侧，推杆作用于万向球远离该刹车轮中心的一侧，齿条与推杆传动连接，齿轮与齿条相互啮合，且齿轮可转动地设置于夹臂的内腔中，该齿轮的内孔加工有螺纹；支撑板上固定有穿过弹簧内孔的触发杆，触发杆端部成型有触发件，触发件伸入夹臂的内腔中并与齿轮的内孔螺纹配合，当触发件相对齿轮的轴向移动时，能够带动齿轮转动，从而带动万向球在弧形槽内滑动。

在可选地实施方式中，两组减震机构的每侧弹簧之间均设置有调平机构，调平机构具有两个活动端，每个活动端用于作用在对应的触发杆与触发件之间，每个调平机构中，两个活动端分别用于控制两侧的触发件伸入齿轮内孔的程度。

在可选地实施方式中，调平机构包括控制箱以及设置于控制箱两侧的调平组件，调平组件包括支撑弹簧、伸缩杆、上触板和下触板，上触板与触发杆固定连接，下触板与触发件连接，支撑弹簧用于支撑下触板远离上触板的一侧，伸缩杆一端与控制箱滑动连接，并能沿上触板和下触板的连线方向滑动，另一端作为所述活动端，并用于在伸缩后使得上触板和下触板相互分开。

第二方面，一种适用于高速铁路的轨道运输制动系统，包括力传感器组、控制器以及上述具有动力组件及调平机构的适用于高速铁路的轨道运输设备，力传感器组用于检测所有弹簧的弹性形变，并将检测信号发送给控制器，由控制器控制动力组件及调平机构进行动作执行。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的适用于高速铁路的轨道运输设备通过在两侧走行轮组处分别布置有刹车系统，刹车系统可以在同一动力组件下针对前轮和后轮进行间隔性或间歇性机械制动，一方面采用同一动力保证了前后间隔制动的控制规律性，另一方面这种前后间隔制动的方式相对于现有仅一侧制动的方式磨损更小或者前后磨损程度更均衡，并且对于载重较大时，前后间隔制动相较于一侧紧急制动的方式更安全，更不容易产生由于惯性而引起的重心过度变化导致的走行轮过度磨损或倾覆事故；

本发明实施例提供的适用于高速铁路的轨道运输制动系统在上述适用于高速铁路的轨道运输设备的基础上，结合了该设备的动力组件以及调平机构进行信号控制，能够实现根据载重的不同情况以及重心偏移情况来选择对应情形下的制动模式，从而保证获得更小的走行轮磨损结果，保障更安全、可靠的行驶；

总体而言，本发明实施例提供的适用于高速铁路的轨道运输设备及制动系统针对走行轮的制动模式以及制动程度进行了考虑，尽量规避单侧严重磨损的情形而导致设备使用寿命降低或使用安全风险较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的轨道运输设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轨道运输设备的俯视示意图；

图3为图1所示的轨道运输设备的A处放大示意图；

图4为图1所示的轨道运输设备的B处放大示意图；

图5为本发明实施例提供的刹车系统结构示意图；

图6为图5所示的刹车系统的C处放大示意图。

图标：1-走行轮组； 2-支撑梁； 3-减震机构； 4-刹车轮； 5-刹车系统； 6-调平机构； 7-保护罩； 201-弹簧座； 301-支撑板； 302-第一弹簧； 303-第二弹簧； 304-触发杆；501-底座； 502-夹臂； 503-摩擦片； 504-凸柱； 505-凸轮； 506-动力组件； 507-内腔；508-控制组件； 509-复位弹簧； 510-弧形槽； 511-调整弹簧； 512-片体； 513-万向球；601-控制箱； 602-滑槽； 603-滑座； 604-伸缩杆； 605-活动端； 606-下触板； 607-上触板； 608-支撑弹簧； 609-触发件； 5081-反力弹簧； 5082-推杆； 5083-齿条； 5084-齿轮；5085-内孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1~图3，本实施例提供的一种适用于高速铁路的轨道运输设备包括支撑梁2、两组走行轮组1以及两组刹车系统5，支撑梁1具有用于承载运输架的支撑部，该支撑部主要用于形成稳定及固定连接运输架的平台，运输架用于载重，实现高速铁路资源运输的目的。两组走行轮组1分别布置于支撑梁2的两端，构成传统的“H”型底盘，在一些实施方式中，考虑到运输货物规格、重量等不同，支撑梁2与运输架之间采用纯刚性连接会出现机械磨损较大的情况，因此两者之间可采用具有一定柔性的连接方式，达到连接处缓冲的目的。具体地，支撑梁2的两端部均设置有减震机构3，该减震机构3包括支撑板301以及固定在支撑板301两端（下表面）的弹簧，两个弹簧即第一弹簧302与第二弹簧303均与支撑梁2侧壁（例如与支撑梁2侧壁的弹簧座201焊接固定）相互固定，以使支撑板301横跨于支撑梁2的端部上，支撑板301与支撑梁2上表面之间具有一定间隙，从而在支撑板301与运输架相互固定连接后实现支撑梁2与运输架之间具有一定柔性缓冲的连接功能。

此外，每组走行轮组1的前走行轮及后走行轮均配置有刹车轮4，在本实施例中，走行轮组1至少包括前走行轮和后走行轮，其余实施例中还可以布置中间走行轮。通过以上技术方案，构成了运输设备的基本骨架（运输架未图示），在传统的运输设备骨架中，一般是前走行轮或者后走行轮配置刹车轮4，同时对该侧的刹车轮4进行机械夹持来达到制动的目的，相较于该种制动方式，容易存在单侧走行轮（布置有刹车轮一侧的走行轮）磨损过大或者倾覆的风险，本实施例中通过对前走行轮及后走行轮均进行间隔性夹持来降低磨损程度以及倾覆风险。

具体地，两组刹车系统5分别配置于两组走行轮组1，即单组刹车系统5用于进行单组走行轮组1的制动，以单组刹车系统5为例展开说明，所述刹车系统5包括第一刹车机构、第二刹车机构和动力组件506，该第一刹车机构用于夹紧该走行轮组1的前走行轮的刹车轮4，所述第二刹车机构用于夹紧该走行轮组1的后走行轮的刹车轮4，所述动力组件506用于驱动第一刹车机构与第二刹车机构同步动作，即表示动力组件506至少具备两个输出端，一个输出端与第一刹车机构传动连接，用于驱动第一刹车机构动作，另一个输出端与第二刹车机构传动连接并驱动第二刹车机构动作。

其中，当动力组件506带动第一刹车机构与所述第二刹车机构同步动作时，第一刹车机构逐渐夹紧前走行轮的刹车轮4且第二刹车机构逐渐放松后走行轮的刹车轮4；或者，第一刹车机构逐渐放松前走行轮的刹车轮4且第二刹车机构逐渐夹紧后走行轮的刹车轮4，从而实现同一组走行轮组1中，间隔性或间歇性分别对于前、后走行轮的刹车轮4进行夹持式机械制动，避免由于仅夹持某一侧刹车轮4而导致的该侧走行轮磨损过大的现象；同时在夹紧某一侧走行轮的刹车轮4时，放松另一侧走行轮的刹车轮4，可以降低由于仅单侧紧刹而导致的倾覆风险，使得制动更加安全、可靠。

其中，第一刹车机构与第二刹车机构可以采用气动夹持结构、液压夹持结构或者电力驱动的夹持结构，其主要由铰接式的夹持部件以及受动力控制的执行部件组成，执行部件作出相应动作后便能带动夹持部件对刹车轮4进行压紧并达到摩擦降速的目的。本实施例中，第一刹车机构与第二刹车机构结构相同，请参阅图5，第一刹车机构与第二刹车机构均包括底座501、凸轮505和复位弹簧509，第一刹车机构与第二刹车机构集成在行走轮组1的保护罩7内，以单个刹车机构为例说明，该刹车机构的底座501与保护罩7可拆卸式固定连接，底座501上通过转轴与轴承组件可转动设置有两组夹臂502，两组夹臂502能够朝相互靠近或相互远离的方向转动，从而具备能够进行夹紧动作的基础。两组夹臂502靠近对应刹车轮4的一端均设置有摩擦片503，所述摩擦片503用于与对应刹车轮4相互作用，从而实现摩擦降速的目的，其中，对应刹车轮4是指对应侧的刹车轮4，即，前侧摩擦片503用于作用前侧的刹车轮4，后侧的摩擦片503用于作用后侧的刹车轮4。

两组夹臂502的另一端均成型有凸柱504，即表示摩擦片503与凸柱504分别位于夹臂502铰接转动点的两端，所述凸轮505布置于两组夹臂502之间，且凸轮505能够在动力组件506的驱动下旋转，以使该两组夹臂502设置有摩擦片503的一端能够相互靠近或远离，从而实现对应刹车轮4的夹紧或放松。可以理解的是，凸轮505是指具有短轴和长轴的椭圆或类椭圆形状，其侧壁的曲面能够与凸柱504始终保持相互接触作用，从而其长轴侧的曲面使凸柱504远离该凸轮505的中心，短轴侧的曲面使凸柱504相对靠近该凸轮505的中心，达到使凸柱504绕夹臂502铰接点摆动的目的，凸轮505长轴方向的两侧分别与两个夹臂502的凸柱504相互作用，实现两个夹臂502设置有摩擦片503的一端相互靠近，反之凸轮505短轴方向的两侧分别与两个夹臂502的凸柱504相互作用，实现两个夹臂502设置有摩擦片503的一端相互远离。

此外，所述复位弹簧509设置于两组夹臂502之间，以实现两组夹臂502转动后的复位，从而保证夹臂502顺利且流畅动作，实现对应的摩擦片503间歇性夹持刹车轮4。在本实施例中，两侧的夹臂502关于凸轮505对称分布，凸轮505的长轴与短轴相互垂直，从而达到方便加工以及方便进行动作配合的目的。为了实现前走行轮的刹车轮4与后走行轮的刹车轮4按照一紧一松的方式进行夹持，可以通过改变两凸轮505的长轴朝向来实现，两凸轮505的长轴方向处于非平行状态便能实现在某一时段，其中一个刹车轮4被夹紧，另一刹车轮4被放松，例如，两凸轮505的长轴方向形成夹角为时，当某一刹车轮4处于最大夹持状态时，另一刹车轮4必定处于缓慢放松的状态，而在本实施例中，为了实现当某一刹车轮4处于最大夹持状态时，另一刹车轮4处于最放松（或者摩擦片503与刹车轮4相隔最远）的状态，两个凸轮505的长轴方向设置为如图5所示的相互垂直即可。

在其余实施例中，同一刹车系统5中的第一刹车机构与第二刹车机构可以分别配置不同的动力，从而来实现相应的控制，但考虑到节约动力以及保证动作的同步性，采用一个动力组件506对第一刹车机构与第二刹车机构进行同步控制，具体地，所述动力组件506包括伺服电机以及与伺服电机输出端连接的齿轮组，所述伺服电机固定在第一刹车机构的底座501和/或第二刹车机构的底座501上，即表示，两个刹车机构的底座501中至少一者作为安装伺服电机的平台，在一些实施方式中，两个刹车机构的底座501一体成型，整体作为安装伺服电机的平台。所述齿轮组至少具有一个输入端以及两个同步输出端，输入端与伺服电机连接，两个所述同步输出端分别与两个凸轮505传动连接，此处的传动连接是指通过传动轴与凸轮505的端面中心固定连接，同步输出端带动传动轴转动，从而带动对应凸轮505转动，由于采用了同一伺服电机，两个同步输出端连接的凸轮505能够保证动作的同步性，以最终适应间隔性或间歇性夹持动作。

请参阅图6，考虑到摩擦片503能够具备一定曲面或弧度适应性，同时也能具备一些柔性作用，以单组摩擦片503为例说明，摩擦片503包括片体512以及覆盖于片体512一侧表面的摩擦层，该摩擦层主要指采用非金属耐磨材料（如石墨、高分子、陶瓷材料等）制作的层状结构，该摩擦层用于与对应刹车轮4相互作用，所述片体512另一侧固定有调整弹簧511，所述调整弹簧511与夹臂502端部万向连接，此处的万向连接主要指通过一些万向连接件实现的多自由度连接方式，从而满足摩擦片503整体具有一定的曲面或弧度适应性，而调整弹簧511使摩擦片503整体具有一定柔性连接作用，在夹臂502的端部不断靠近刹车轮4端面时，调整弹簧511极度压缩后不仅能够夹持稳定，而且具有容错适应性，达到非纯刚性作用的目的。

在实际的操作过程中，发明人发现，实现前、后刹车轮4间隔性夹持后，还是会出现某一侧走行轮相对磨损更严重的问题，究其原因是，轨道运输设备载重时，往往整体重心并不是始终位于前后刹车轮4的中间位置，而重心大多会偏向另一侧，由于重心偏移后，前后侧采用同等夹持的制动方式，重心偏向的那一侧磨损相对更大。为了克服以上由重心偏移某一侧而引起的该侧走行轮磨损增大的问题，尤其是针对长途运输过程，本实施例中，以单个夹臂502为例展开说明，所述夹臂502的端部开设有弧形槽510，该弧形槽510的圆心朝向对应刹车轮4的一侧，且该弧形槽510的槽向沿靠近及远离对应刹车轮4中心的方向布置，从而形成一端靠近刹车轮4中心，一端远离该中心的外凸式条形槽。所述调整弹簧511端部固定有万向球513，所述万向球513沿弧形槽510的槽向滑动配合，此处的滑动配合是指万向球513能够沿弧形槽510的槽向滑动的同时也具有能够转动或滚动的空间，从而来达到调整弹簧511与夹臂502端部万向连接（在一定旋转角度内的多自由度运动）的目的。

通过以上技术方案，使得万向球513在弧形槽510的滑动来带动片体512靠近或远离刹车轮4的中心，实现了夹持面积的变化，在夹持力基本不变的情况下引起摩擦力变化而改变夹持制动的效果。当然，考虑到夹持的稳定性，在一些实施方式中，也可以设置多组调整弹簧511以及万向球513，保证片体512与刹车轮4接触的稳定性。此外，所述夹臂502的内腔507中设置有用于控制万向球513在弧形槽510内滑动的控制组件508，通过该控制组件508驱动万向球513进行相应运动后，从而实现制动效果的变化，最终适应重心偏移后调整磨损平衡的状态，即重心偏移的一侧，夹持面积减小，从而制动效果降低来达到与另一侧（非重心侧）的磨损相对平衡的状态。其中，控制组件508主要是指数据采集端、处理器以及执行端的集成件，根据数据采集端采集重心偏移程度的信号或数据，发送给处理器，处理器指令执行端进行对应程度的动作，达到万向球513改变相应位移的结果。

上述的控制组件508可以是独立控制源，根据不同采集信号独立运算输出即可，但是在实践中发现，由于长途运输过程中，运输架内的货物发生位移后导致货物重心位置处于持续变化的状态，重心数据的处理精度与复杂度会增加，为应对这种现象，将重心本身的变化考虑成实体化结果后，再由实体化结果进行控制的难度相对于纯虚拟数据处理方式的难度大大降低，本实施例中，请再次参阅图6，所述控制组件508包括反力弹簧5081、推杆5082、齿条5083和齿轮5084，所述反力弹簧5081一端抵接于万向球513靠近对应刹车轮4中心的一侧，另一端抵接于弧形槽510的底壁，所述推杆5082活动于弧形槽510以及夹臂502内腔507的预设槽中，其一端作用于（此处的作用主要指接触作用，其方式可以采用点接触作用，不限制万向球513的转动空间）万向球513远离该刹车轮4中心的一侧，所述齿条5083与推杆5082另一端传动连接，此处的传动连接主要指具有一定转动自由度的铰接方式，如平面铰接或万向铰接。齿条5083整体位于夹臂502内腔507的预设槽内进行活动，所述齿轮5084通过轴承组件可转动（自转式）地设置于夹臂502的内腔507中，且该齿轮5084与齿条5083相互啮合，通过驱动齿轮5084转动，从而带动齿条5083平移，经推杆5082与反力弹簧5081的共同作用，实现万向球513在弧形槽510内的滑动。

为了使齿轮5084的驱动与上述的重心实体化结果关联，形成含有一定规律性的联动方式，请再次参阅图3和图6，所述齿轮5084加工有内孔5085，该内孔5085加工有螺纹，所述支撑板301上固定有穿过弹簧内孔的触发杆304，以第一弹簧302为例，触发杆304一端与支撑板301的下表面固定连接，另一端穿过第一弹簧302的内孔，在其他的实施方式中，第一弹簧302也可以是弹簧组，每个第一弹簧302内均穿过触发杆304，布置多根触发杆304并输出同一位移来达到均衡触发的目的。所述触发杆304端部成型有触发件609，所述触发件609伸入夹臂502的内腔507中并与齿轮5084的内孔5085螺纹配合，形成丝杆连接的形式，当触发件609相对齿轮5084进行轴向移动时，能够带动齿轮5084转动，从而带动万向球513在弧形槽510内滑动。在一些实施方式中，为了保证同一夹持机构中，两侧夹臂502内的万向球513同步运动，将触发件609设置为两组，两组触发件609分别与两个齿轮5084配合动作即可。

通过以上技术方案，由于减震机构3与运输架直接相连，其作为承重的主要部件，横跨支撑梁2端部两侧的第一弹簧302和第二弹簧303分别作为前侧缓冲承重元件和后侧缓冲承重元件，两者的形变量之差能够反映重心的变化程度，同样可以反馈在支撑板301两端的高差上，当重心偏移在一侧（此处主要指前侧或后侧）时，支撑板301该侧相对沉降，此侧的触发杆304跟随沉降，带动触发件609沿齿轮5084的轴向（一般是竖直方向）向下移动，从而通过螺纹的相互作用，使得齿轮5084发生一定角度的自转，经过传动作用实现万向球513进行一定位移（运动过程参照上述描述），最终达到重心实体化结果与制动效果的关联，经过测试后确定具体元件的设计参数，从而保证触发件609的沉降与万向球513的位移形成一定规律，使得重心偏移的一侧，带动万向球513朝远离刹车轮4中心的一侧移动，实现制动效果降低，达到重心侧和非重心侧走行轮的磨损处于相对平衡的状态。

考虑到轨道运输设备一般两组走行轮组1需要保证同速运动，减少因为差速过大导致的非必要磨损，尤其是在直线行驶过程中。由于重心的前移或后移并非完全按照中线方向运动，实际会发生不同程度的水平偏移，即左偏移和右偏移。此时由于左右两侧的触发杆304下降程度不一致，导致两侧制动效果不一致后，会引起左、右侧走行轮形成差速的情况，为了减小这种由于形成过大差速的非必要磨损程度，请参阅图2~图4，两组减震机构3的每侧弹簧之间均设置有调平机构6，即两侧的第一弹簧302之间及两侧的第二弹簧303之间均设置有调平机构6，以单组调平机构6为例展开说明，所述调平机构6具有两个活动端605，每个活动端605用于作用在对应的触发杆304与触发件609之间，从而在每个调平机构6中，两个活动端605分别用于控制两侧的触发件609伸入对应齿轮5084内孔5085的程度。即表示调平机构6的两个活动端605作为触发杆304与触发件609之间的承接结构，用于调整触发件609的下降程度，从而达到左右两侧的触发件609进行同水平线的沉降，最终保证左右两侧的制动效果更趋于一致，减小由于制动引起的差速带来的磨损。

上述的活动端605主要指可进行伸缩的部件，能够通过自身的伸缩带动触发件609上升或下降，将两侧本来具备高差的触发件609进行平衡补偿。本实施例中，考虑到不影响触发杆304的动作，直接进行触发件609的升降控制，请参阅图3和图4，所述调平机构6包括控制箱601以及设置于控制箱601（左右）两侧的调平组件，以单组调平组件为例展开说明，所述调平组件包括支撑弹簧608、伸缩杆604、上触板607和下触板606，上触板607与触发杆304固定连接，下触板606与触发件609连接，上触板607和下触板606相互叠设，支撑弹簧608用于支撑下触板606远离上触板607的一侧，从而保证上触板607和下触板606能够在自然状态下相互贴合，伸缩杆604一端与控制箱601侧壁滑动连接，滑动连接例如采用滑槽602与滑座603相互配合的形式，使得伸缩杆604能沿所上触板607和下触板606的连线方向滑动，从而具备能够在竖直方向滑动的基础。所述伸缩杆604的另一端作为所述活动端605，并用于在伸缩后使得上触板607和下触板606相互分开。具体地，上触板607和下触板606靠近控制箱601的一侧端部共同形成断面呈V形的开口槽，活动端605与开口槽形状适配，当活动端605持续进入开口槽内，并逐渐在斜面切合作用下使得上触板607和下触板606相互分开。

通过以上技术方案，一方面实现了不影响触发杆304的动作，即触发杆304在重力作用下自然下降，此时活动端605进行作用时，由于触发件609的约束更小，从而更容易受力动作，此时触发杆304几乎不发生位移；另一方面实现了两侧触发件609便捷调整的目的，由于重心水平移动后，左右侧的触发杆304基本形成了稳定的高差，此时可根据较低侧触发件609的水平高度自主调整较高侧触发件609的水平高度（高度测量通过预设的传感器实现），仅需要通过控制伸缩杆604进行伸出动作即可实现高度调平的目的，具有便捷可靠的特点，不论是两个前走行轮的触发件609高差调整，还是两个后走行轮的触发件609高差调整，都能独立进行适应性调节。当然，以上示例仅示出了进行高度调平的方式，但并不妨碍本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下进行两侧水平高度调整为具备指定高差的情形，其主要旨在需要两侧进行不同的制动效果，尤其是在弯道行使时，在此不再过多赘述。

本实施例还提供了一种适用于高速铁路的轨道运输制动系统，该轨道运输制动系统主要包括力传感器组、控制器以及上述的适用于高速铁路的轨道运输设备，尤其是指具有动力组件506及调平机构6的上述轨道运输设备，力传感器组用于检测所有弹簧（第一弹簧302与第二弹簧303）的弹性形变，并将检测信号发送给控制器，由该控制器控制动力组件506及调平机构6进行动作执行。例如在进行直线载重运输时，力传感器组通过检测所有第一弹簧302和第二弹簧303的弹性形变，根据弹性形变量的大小及相互之间的差值，计算出重心在空间的分布位置，从而获得重心偏移量，根据偏移量的大小进行动力组件506的驱动，进行前后走行轮的制动，在此制动过程中，再根据负载大小来控制动力组件506的输出功率，形成相对合适的制动控制策略即可。同时在检测到重心左右偏移超过预设阈值时，再通过调整前后侧的调平机构6对应的伸缩杆604进行动作达到制动效果平衡的目的，参照上述描述，如果在弯道运输时，也可以通过继续使调平机构6对应的伸缩杆604继续动作，达到根据两侧走行轮不同过弯速度须形成制动效果不同的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。

Claims (10)

1.一种适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，包括：

支撑梁，所述支撑梁具有用于承载运输架的支撑部；

走行轮组，所述走行轮组有两组，两组所述走行轮组分别布置于所述支撑梁的两端，每组所述走行轮组的前走行轮及后走行轮均配置有刹车轮；

两组刹车系统，两组所述刹车系统分别配置于两组所述走行轮组，所述刹车系统包括第一刹车机构、第二刹车机构和动力组件，所述第一刹车机构用于夹紧所述前走行轮的刹车轮，所述第二刹车机构用于夹紧所述后走行轮的刹车轮，所述动力组件用于驱动所述第一刹车机构与所述第二刹车机构同步动作；

其中，当所述动力组件带动所述第一刹车机构与所述第二刹车机构同步动作时，所述第一刹车机构逐渐夹紧所述前走行轮的刹车轮且所述第二刹车机构逐渐放松所述后走行轮的刹车轮；或者，所述第一刹车机构逐渐放松所述前走行轮的刹车轮且所述第二刹车机构逐渐夹紧所述后走行轮的刹车轮。

2.根据权利要求1所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述第一刹车机构与所述第二刹车机构均包括：

底座，所述底座上可转动设置有两组夹臂，两组所述夹臂能够朝相互靠近或相互远离的方向转动，两组所述夹臂的一端均设置有摩擦片，所述摩擦片用于与对应刹车轮相互作用，两组所述夹臂的另一端均成型有凸柱；

凸轮，所述凸轮布置于两组所述夹臂之间，且所述凸轮能够在所述动力组件的驱动下旋转，以使两组所述夹臂设置有所述摩擦片的一端相互靠近或远离，从而实现对应刹车轮的夹紧或放松；

复位弹簧，所述复位弹簧设置于两组所述夹臂之间，以实现两组所述夹臂转动后的复位。

3.根据权利要求2所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述动力组件包括伺服电机以及与所述伺服电机输出端连接的齿轮组，所述伺服电机固定在所述第一刹车机构的底座和/或所述第二刹车机构的底座上，所述齿轮组具有两个同步输出端，两个所述同步输出端分别与两个所述凸轮连接。

4.根据权利要求2所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述摩擦片包括片体以及覆盖于所述片体一侧表面的摩擦层，所述摩擦层用于与对应刹车轮相互作用，所述片体另一侧固定有调整弹簧，所述调整弹簧与所述夹臂端部万向连接。

5.根据权利要求4所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述夹臂的端部开设有弧形槽，该弧形槽的槽向沿靠近及远离对应刹车轮中心的方向布置，所述调整弹簧端部固定有万向球，所述万向球沿所述弧形槽的槽向滑动配合；

所述夹臂内设置有用于控制所述万向球在所述弧形槽内滑动的控制组件。

6.根据权利要求5所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述支撑梁的两个端部均设置有减震机构，所述减震机构包括支撑板以及固定在所述支撑板两端的弹簧，所述弹簧与所述支撑梁侧壁相互固定，以使所述支撑板横跨于所述支撑梁的端部上。

7.根据权利要求6所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述控制组件包括反力弹簧、推杆、齿条和齿轮，所述反力弹簧抵接于所述万向球靠近对应刹车轮中心的一侧，所述推杆作用于所述万向球远离该刹车轮中心的一侧，所述齿条与所述推杆传动连接，所述齿轮与所述齿条相互啮合，且所述齿轮可转动地设置于所述夹臂的内腔中，该齿轮的内孔加工有螺纹；

所述支撑板上固定有穿过所述弹簧内孔的触发杆，所述触发杆端部成型有触发件，所述触发件伸入所述夹臂的内腔中并与所述齿轮的内孔螺纹配合，当所述触发件相对所述齿轮的轴向移动时，能够带动所述齿轮转动，从而带动万向球在所述弧形槽内滑动。

8.根据权利要求7所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，两组所述减震机构的每侧弹簧之间均设置有调平机构，所述调平机构具有两个活动端，每个活动端用于作用在对应的所述触发杆与所述触发件之间，每个所述调平机构中，两个所述活动端分别用于控制两侧的所述触发件伸入对应所述齿轮的内孔的程度。

9.根据权利要求8所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，其特征在于，所述调平机构包括控制箱以及设置于所述控制箱两侧的调平组件，所述调平组件包括支撑弹簧、伸缩杆、上触板和下触板，所述上触板与所述触发杆固定连接，所述下触板与所述触发件连接，所述支撑弹簧用于支撑所述下触板远离所述上触板的一侧，所述伸缩杆一端与所述控制箱滑动连接，并能沿所述上触板和下触板的连线方向滑动，另一端作为所述活动端，并用于在伸缩后使得所述上触板和下触板相互分开。

10.一种适用于高速铁路的轨道运输制动系统，其特征在于，包括力传感器组、控制器以及如权利要求8或9所述的适用于高速铁路的轨道运输设备，所述力传感器组用于检测所有所述弹簧的弹性形变，并将检测信号发送给所述控制器，由所述控制器控制所述动力组件及所述调平机构进行动作执行。

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