CN115923523A - 一种正负极受电弓及电气化车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种正负极受电弓及电气化车，包括底架、正极受电组件和负极受电组件；正极受电组件和负极受电组件均安装在底架上；正极受电组件包括正极弓、正极上臂、正极下臂和用于调节正极弓高度的正极杆件机构；正极上臂的下端与正极下臂的上端铰接，正极上臂的上端连接正极弓，正极下臂的下端安装在底架上；负极受电组件包括负极弓、负极上臂、负极下臂和用于调节负极弓高度的负极杆件机构；负极上臂的下端与负极下臂的上端铰接，负极上臂的上端连接负极弓，负极下臂的下端安装在底架上；负极下臂与正极下臂之间设有扭转限位装置；正极弓与负极弓的宽度小于正极弓和负极弓中心之间的距离。本发明的正负极受电弓，可以提升车辆受电稳定性。

Description

一种正负极受电弓及电气化车

技术领域

本发明涉及车辆受电设备领域，更具体地说，特别涉及一种正负极受电弓及电气化车。

背景技术

随着我国工业化和城市化进程的不断推进，能源供给相对不足、能源结构不合理及由此带来的环境污染等问题日益凸显。据统计，我国以载货车为主的商用车虽仅占汽车保有量的10.9％，却消耗了汽车燃油总量的51％，排放了汽车大气污染物排放量的80％，排放了全国汽车二氧化碳排放量的56％。

因此，推动载货车新能源化、清洁能源化发展，是实现交通领域降碳的关键。其中一个有力措施即是建设电气化公路，在公路上架设接触网线，货运卡车通过本发明的正负极受电弓，从公路上方的接触网获取电流，驱动卡车搭载的电机，实现整车的牵引。

卡车用正负极受电弓不同于现有轨道机车车辆用受电弓，其主要特点就是需要适用于电气化公路接触网的特点，进行受流。

现有技术中受电弓通过四杆机构安装在车顶，分别从正极电网和负极电网获取电流，但由于车辆在行驶过程中容易产生颠簸，会影响受电弓获取电流的稳定性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种正负极受电弓，正极弓和负极弓独立受电，可以提升车辆行驶过程中的受电的稳定性。

有必要地，还提供安装有上述正负极受电弓的电气化车。

本发明提供的技术方案如下：

一种正负极受电弓，

包括底架、正极受电组件和负极受电组件；

所述正极受电组件和负极受电组件均安装在所述底架上；

所述正极受电组件包括正极弓、正极上臂、正极下臂和用于调节正极弓高度的正极杆件机构；

所述正极上臂的下端与所述正极下臂的上端铰接，所述正极上臂的上端连接所述正极弓，所述正极下臂的下端安装在所述底架上；

所述负极受电组件包括负极弓、负极上臂、负极下臂和用于调节负极弓高度的负极杆件机构；

所述负极上臂的下端与所述负极下臂的上端铰接，所述负极上臂的上端连接所述负极弓，所述负极下臂的下端安装在所述底架上；

所述负极下臂与所述正极下臂之间设有扭转限位装置；

所述正极弓与所述负极弓的宽度小于所述正极弓和所述负极弓中心之间的距离。

其中，所述正极下臂通过正极横杆转动安装在所述底架上，所述负极下臂通过负极横杆转动安装在所述底架上，所述正极横杆与所述负极横杆的轴心位于一条直线上，且所述正极横杆的一端与所述负极横杆的一端设有扭转限位装置。

其中，所述扭转限位装置包括正极限位块和负极限位块，所述正极限位块连接在所述正极横杆的一端，所述负极限位块连接在所述负极横杆的一端，所述正极限位块和负所述负极限位块上分别沿着所述正极横杆的周向和所述负极横杆的周向设有相互啮合的对齿，所述对齿之间留有距离。

其中，所述正极弓的两侧设有正极弓角，所述负极弓的两侧设有负极弓角，所述正极弓角的最低端在竖直方向上离所述正极弓最高点的高度为h，所述负极弓角的最低端在竖直方向上离所述负极弓最高点的高度为h。

其中，所述对齿之间的距离所能限制所述正极横杆和所述正极横杆相互扭转的最大角度为D°，所述正极上臂的顶端与所述负极上臂的顶端的高度差最大距离为C；C小于等于h。

其中，所述底座上设有升弓装置；

所述正极杆件机构包括正极下拉杆和正极上拉杆，所述正极下拉杆铰接在所述升弓装置上，所述正极下拉杆的上端与所述正极上臂的下端铰接；

所述正极上拉杆的下端与所述正极下臂铰接，所述正极上拉杆的上端与所述正极弓中部铰接。

其中，所述负极杆件机构包括负极下拉杆和负极上拉杆，所述负极下拉杆铰接在所述升弓装置上，所述负极下拉杆的上端与所述负极上臂的下端铰接；

所述负极上拉杆的下端与所述负极下臂铰接，所述负极上拉杆的上端与所述负极弓中部铰接。

其中，所述正极弓角和所述负极弓角均采用绝缘材质制成。

其中，所述升弓装置由绝缘材料制成。

其中，车顶上安装有如上所述所述的正负极受电弓，

所述底架安装在车顶上，所述底架的底部与所述车顶之间设有绝缘子。

相较于现有技术，本发明的正负极受电弓，通过底架安装在车顶上，拥有独立正级受电组件和负极受电组件。正极弓和负极弓可以独立的适应正极网线和负极网线的不同高度差，正极弓和负极弓之间具有扭转限位装置，保证正极弓相对负极弓，在任意高度，受流条件下，正负极受电弓滑板高差≤C，当有一个极的受电弓不与网线接触时，因为特定设计的限位装置作用，该受电弓只会抬升有限的高度，另一极受电弓滑板上网线横向滑动，可以通过受电弓弓头上自带的弓角过渡，滑动至另一受电弓，允许了网线在受电弓滑板上表面，可以有较大的偏移量，更好的适应了公路化接触网受流的限定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明电气化车的正视图；

图2为本发明电气化车的整体示意图；

图3为本发明正负极受电弓的整体示意图；

图4为本发明正负极受电弓未发生扭转的工作状态图；

图5为本发明正负极受电弓发生最大扭转的工作状态图；

图6为本发明扭转限位装置的安装示意图；

图7为本发明扭转限位装置的示意图；

图8为本发明升弓装置的结构示意图；

图9为升弓装置工作原理图；

图中，车顶1、正极受电组件2、负极受电组件3、电网4、底架5、扭转限位装置6、升弓装置7、绝缘子8、正极弓21、正极上臂22、正极下臂23、正极杆件机构24、正极上拉杆241、正极下拉杆242、正极横杆25、正极弓角26、负极弓31、负极上臂32、负极下臂33、负极杆件机构34、负极上拉杆341、负极下拉杆342、负极横杆35、负极弓角36、正极限位块61、负极限位块62、对齿63。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

本发明实施例采用递进的方式撰写。

结合图1-图7，一种正负极受电弓，

正极受电组件2和均安装在底架5上；

正极受电组件2包括正极弓21、正极上臂22、正极下臂23和用于调节正极弓21高度的正极杆件机构24；

正极上臂22的下端与正极下臂23的上端铰接，正极上臂22的上端连接正极弓21，正极下臂23的下端安装在底架5上；

负极受电组件3包括负极弓31、负极上臂32、负极下臂33和用于调节负极弓31高度的负极杆件机构34；

负极上臂32的下端与负极下臂33的上端铰接，负极上臂32的上端连接负极弓31，负极下臂33的下端安装在底架5上；

负极下臂33与正极下臂23之间设有扭转限位装置6；

正极弓21与负极弓31的宽度小于正极弓21和负极弓31中心之间的距离。

如图1所示，正负极受电弓安装在车顶1上，与电网4接触，分别获取正极和负极电流，根据路况和车辆的行驶过程产生的颠簸，或者存在电网4正负极接触网有高度差的场景，正极杆件机构24调节正极弓21的高度，负极杆件机构34调节负极弓31的高度，正极弓21和负极弓31分别调节高度，可以最大限度保证正极弓21和负极弓31与电网4保持良好的接触，提高了弓网跟随性，和受流性能。

由于本发明的受电弓受流时采用正极弓21和负极弓31独立受流，那负极弓31可能和正极弓21的高差会大大超过弓角度的高度，一根网线从正极弓21滑板滑向负极弓31时，滑到正极弓21弓角时，及其容易与负极弓31的弓角刮住，导致刮弓。为防止这一现象的出现，负极下臂33与正极下臂23之间设有扭转限位装置6，使得负极下臂33与正极下臂23之间的扭转角度不太大大导致受电弓无法受电的情况，同时正极弓21与负极弓31的宽度小于正极弓21和负极弓31中心之间的距离，可以使得电网4的网线在正极弓21和负极弓31上左右滑动，使得网线在正极弓21和负极弓31的滑板上表面，具有更大的横向移动距离，允许了车辆在公路上行驶时，可以有较大的偏移量，单根接触网线可以从正极弓21滑板通过弓角滑动至负极弓31滑板，并再滑动至正极弓21滑板，更好地适应了公路化接触网受流的限定。

同时，所述正极弓21与所述负极弓31的宽度小于所述正极弓21和所述负极弓31中心之间的距离，可以避免正极弓21或负极弓31同时与正极接触网和负极接触网接触导致短路，保证安全。

本发明的正极下臂23通过正极横杆25转动安装在底架5上，负极下臂33通过负极横杆35转动安装在底架5上，正极横杆25与负极横杆35的轴心位于一条直线上，且正极横杆25的一端与负极横杆35的一端设有扭转限位装置6。正极横杆25与负极横杆35的轴心位于一条直线上，正极下臂23和正极横杆25垂直，负极下臂33和负极横杆35垂直，正极下臂23和负极下臂33相互扭转时，正极横杆25与负极横杆35沿着轴心顺时针或逆时针转动，扭转限位装置6限制了正极横杆25与负极横杆35的相对扭转角度，从而限制了正极下臂23和负极下臂33的相互扭转角度，从而限制了正极下臂23顶端和负极下臂33顶端的高度差。

如图6和图7所示，本发明扭转限位装置6包括正极限位块61和负极限位块62，正极限位块61连接在正极横杆25的一端，负极限位块62连接在负极横杆35的一端，正极限位块61和负负极限位块62上分别沿着正极横杆25的周向和负极横杆35的周向设有相互啮合的对齿63，对齿63之间留有距离。

当正极横杆25与负极横杆35相对扭转时，正极限位块61和负极限位块62也相互扭转，此时，对齿63相互靠近，直到接触受到限位作用，限制正极限位块61和负极限位块62的进一步扭转，从而限制正极横杆25与负极横杆35的扭转，此时也到达了正极横杆25与负极横杆35的极限扭转角度。

对齿63之间留存的距离，可以使得当正极横杆25与负极横杆35的扭转角度在最大扭转角度范围内时，可以自由扭转，此时有利于受电弓适应当时的路况调节高度，最大限度保证的受电稳定性。

如图4和图5所示，本发明正极弓21的两侧设有正极弓角26，负极弓31的两侧设有负极弓角36，正极弓角26的最低端在竖直方向上离正极弓21最高点的高度为h，负极弓角36的最低端在竖直方向上离负极弓31最高点的高度为h。

对齿63之间的距离所能限制正极横杆25和正极横杆25相互扭转的最大角度为D°，正极上臂22的顶端与负极上臂32的顶端的高度差最大距离为C；C小于等于h。

当一根电网4线从正极弓21滑板上表面滑动向负极弓31滑板时，正极弓21由于受网线的限制，正极弓21的滑板离车顶1的高度是F，负极弓31没有接触网线的限制，由于正负极弓31之间扭转限位装置6的存在，负极弓31只会在负极杆件机构34的驱动下，相对正极弓21，上升有限高度C，负极弓31的总高度是F+C，由于扭转限位机构的存在，负极弓31就不会再升高。负极弓31弓头滑板只会高出正极弓21弓头滑板距离C，而该距离C小于弓角的高度h，这样正极网线就可以从正弓滑板滑向弓角，并在正极弓角26和负极弓角36的过渡作用下，滑上负极弓31滑板，这样车辆在接触网线下偏移距离就可以大大增加，单根接触网线可以从正极弓21滑板通过弓角滑动至负极弓31滑板，并再滑动至正极弓21滑板。

底座上设有升弓装置7；升弓装置7可以是弹簧盒；

正极杆件机构24包括正极下拉杆242和正极上拉杆241，正极下拉杆242铰接在升弓装置7上，正极下拉杆242的上端与正极上臂22的下端铰接；

正极上拉杆241的下端与正极下臂23铰接，正极上拉杆241的上端与正极弓21中部铰接。

负极杆件机构34包括负极下拉杆342和负极上拉杆341，负极下拉杆342铰接在升弓装置7上，负极下拉杆342的上端与负极上臂32的下端铰接；

负极上拉杆341的下端与负极下臂33铰接，负极上拉杆341的上端与负极弓31中部铰接。

本发明正极弓角26和负极弓角36均采用绝缘材质制成，这样的设计，可以保证在车辆偏移到任何位置时，正极弓21或负极弓31的滑板都不会同时与正负极接触网接触，避免短路事故发生，保证了接触网供电的安全。当网线在正负极受电弓滑板上滑动时，正负极受电弓也不会将正负极接触网线短接短路。

本发明升弓装置7由绝缘材料制成，进一步保证正负极受电弓与车辆之间的绝缘，保证安全。双极受电弓的底架通过绝缘子安装在卡车的车顶，底架本身不带电，又通过绝缘子与卡车车顶进行连接，多加一层绝缘保护，提升了整弓相对卡车的安全性。

作为一种可选的实施方式，以正极受电组件2为例：如图8所示，升弓装置7，由驱动板71，气囊72和钢丝绳73组成。由驱动板71的一端与底架5铰接，驱动板71的另一端与正极下臂23铰接；气囊72的一端与底架5铰接，气囊72的另一端与驱动板71铰接；钢丝绳73的一端与驱动板71铰接，钢丝绳73的另一端与正极下臂23铰接。如图9所示，当气囊72充入压缩空气时膨胀向上，向驱动板71施加一个向上的力，驱动板71绕A点逆时针转动，驱动板71带动钢丝绳73向上，钢丝绳73带动正极下臂23绕C点顺时针旋转，底架5固定不动，当正极下臂23绕C点顺时针旋转时，会带动正极上臂22，正极杆件机构24旋转，正极弓21升起。负极受电组件3具有同样的机构，以相同的方式与升弓装置7连接，正负极之间互相独立，可以独立实现升弓，正负极之间通过扭转限位装置6进行限位，限制正负极弓之间的相对位置。

本发明还提供一种电气化车，车顶1上安装有如上的正负极受电弓，底架5安装在车顶1上，底架5的底部与车顶1之间设有绝缘子8。正负极受电弓的底架5通过绝缘子8安装在卡车的车顶1，底架5本身不带电，又通过绝缘子8与卡车车顶进行连接，多加一层绝缘保护，提升了整弓相对车辆的安全性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种正负极受电弓，其特征在于：

包括底架(5)、正极受电组件(2)和负极受电组件(3)；

所述正极受电组件(2)和负极受电组件(3)均安装在所述底架(5)上；

所述正极受电组件(2)包括正极弓(21)、正极上臂(22)、正极下臂(23)和用于调节正极弓(21)高度的正极杆件机构(24)；

所述正极上臂(22)的下端与所述正极下臂(23)的上端铰接，所述正极上臂(22)的上端连接所述正极弓(21)，所述正极下臂(23)的下端安装在所述底架(5)上；

所述负极受电组件(3)包括负极弓(31)、负极上臂(32)、负极下臂(33)和用于调节负极弓(31)高度的负极杆件机构(34)；

所述负极上臂(32)的下端与所述负极下臂(33)的上端铰接，所述负极上臂(32)的上端连接所述负极弓(31)，所述负极下臂(33)的下端安装在所述底架(5)上；

所述负极下臂(33)与所述正极下臂(23)之间设有扭转限位装置(6)；

所述正极弓(21)与所述负极弓(31)的宽度小于所述正极弓(21)和所述负极弓(31)中心之间的距离。

2.如权利要求1所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述正极下臂(23)通过正极横杆(25)转动安装在所述底架(5)上，所述负极下臂(33)通过负极横杆(35)转动安装在所述底架(5)上，所述正极横杆(25)与所述负极横杆(35)的轴心位于一条直线上，且所述正极横杆(25)的一端与所述负极横杆(35)的一端设有扭转限位装置(6)。

3.如权利要求2所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述扭转限位装置(6)包括正极限位块(61)和负极限位块(62)，所述正极限位块(61)连接在所述正极横杆(25)的一端，所述负极限位块(62)连接在所述负极横杆(35)的一端，所述正极限位块(61)和负所述负极限位块(62)上分别沿着所述正极横杆(25)的周向和所述负极横杆(35)的周向设有相互啮合的对齿(63)，所述对齿(63)之间留有距离。

4.如权利要求3所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述正极弓(21)的两侧设有正极弓角(26)，所述负极弓(31)的两侧设有负极弓角(36)，所述正极弓角(26)的最低端在竖直方向上离所述正极弓(21)最高点的高度为h，所述负极弓角(36)的最低端在竖直方向上离所述负极弓(31)最高点的高度为h。

5.如权利要求4所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述对齿(63)之间的距离所能限制所述正极横杆(25)和所述正极横杆(25)相互扭转的最大角度为D°，所述正极上臂(22)的顶端与所述负极上臂(32)的顶端的高度差最大距离为C；C小于等于h。

6.如权利要求5所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述底座上设有升弓装置(7)；

所述正极杆件机构(24)包括正极下拉杆(242)和正极上拉杆(241)，所述正极下拉杆(242)铰接在所述升弓装置(7)上，所述正极下拉杆(242)的上端与所述正极上臂(22)的下端铰接；

所述正极上拉杆(241)的下端与所述正极下臂(23)铰接，所述正极上拉杆(241)的上端与所述正极弓(21)中部铰接。

7.如权利要求6所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述负极杆件机构(34)包括负极下拉杆(342)和负极上拉杆(341)，所述负极下拉杆(342)铰接在所述升弓装置(7)上，所述负极下拉杆(342)的上端与所述负极上臂(32)的下端铰接；

所述负极上拉杆(341)的下端与所述负极下臂(33)铰接，所述负极上拉杆(341)的上端与所述负极弓(31)中部铰接。

8.如权利要求7所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述正极弓角(26)和所述负极弓角(36)均采用绝缘材质制成。

9.如权利要求8所述的正负极受电弓，其特征在于：

所述升弓装置(7)由绝缘材料制成。

10.一种电气化车，其特征在于：

车顶(1)上安装有如权利要求1-9任一项所述的正负极受电弓，

所述底架(5)安装在车顶(1)上，所述底架(5)的底部与所述车顶(1)之间设有绝缘子(8)。

Images