CN1192719A - 移动触点 - Google Patents

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K·D·拉马克
F·卢茨
K·克斯克
B·肖布
F·施马德雷尔
G·拜尔
B·马泰尔斯
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ABB Patent GmbH
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/22—Supporting means for the contact bow
    • B60L5/28—Devices for lifting and resetting the collector

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种具有用以将电能从架空导线(102)输送到电动车(100)的滑动触点(6)的移动触点。由于所述的架空导线(102)受外力作用面有垂直偏移,该架空导线(102)能造成滑动触点(6)损伤。为了防止对滑动触点(6)造成如此损伤,该移动触点(1)至少装备两个高度可调的组件(2和7)。按照本发明,在电动车(100)和滑动触点(6)之间至少装有一个被动的弹簧组件(7)及至少一个高度可调节的组件(2)。

Description

移动触点
本发明涉及按专利权利要求1前序部分所述的一种移动触点。
该型式的移动触点旨在将电能自架空导线传送到电动车上。至今所用的移动触点至少具有一个杆式滑动触点，并且，其纵轴线与架空导线的纵向形式直角。架空导线与滑动触点间是借助于一种设计成摇臂或导电弓架的保持装置保持接触的。在此情况下，该种以纯被动方式工作的移动触点只能通过增加回复力，因而只能通过增加该滑动触点对架空导线的接触压力来补偿在高车速时所产生的架空导线的颤振，是有缺点的。这只能用进一步张开保持装置的方法来实现。因此方法可避免滑动触点与架空导线间的接触分离危险，并可减少电弧的形成。然而，由于产生了更大的机械应力，必然会导致滑动触点的材料磨损加重。
本发明的目的是规定一种移动触点，其一个或多个滑动触点能与架空导线保持导电连接，而不毁坏。
该目的是通过专利权利要求1的特征来达到的。本发明所述的移动触点可补偿因架空导线的偏移或不适当的导向造成的破坏作用，达到使一个或多个滑动触点不被损坏，而仅受到较少磨损的程度。同时，还保证一个或多个滑动触点与架空导线始终保持良好的电接通。本发明所述移动触点1的基本原理是基于架空导线一般发生在频率大于5赫的高频垂直颤振，凭经验，其振幅小于2cm，用弹簧系统进行补偿。频率小于5赫振幅大于10厘米的低频垂直颤振则用保持装置的受控高度调节进行补偿。
本发明的其它主要特征限定在从属权利要求中。
下文将对照简略附图对本发明作更详细的阐述。
说明书所附的唯一附图表示移动触点1。这主要由保持装置2，传感器3，测控单元4，支持滑动触点6的支架5及弹簧系统7组成。保持装置2装在安装平板30上。安装平板30借助绝缘子41安装在电动车100的顶部，电动车在此未被详细图示。保持装置2由能沿电动车100方向移动的支撑臂21构成。为此，支撑臂21的一端由铰链22与安装平板30相连。也能用设计成一个半导电弓架移动触点的导电弓架来代替这种保持装置。这是一种业已广泛应用的结构形式，属于先有技术，故在此不作详述。驱动装置24同样由铰链23与安装平板30相连。该驱动装置24在本文图示的实施例中被设计成一个液压作筒，其另一端通过铰链25沿中心作用于支撑臂21。也可以将驱动装置24设计成一种气动或电机驱动的装置。支撑臂21也可以由用铰链相互连接的两个另件组成(在此未图示)。此时，驱动装置24连接到接近于架空导线102的支撑臂21的那个另件上。这种支撑臂的设计具有易于补偿所受风力的优点。这两种结构的支撑臂21均纤维加强的塑料制成，以确保该结构所要求的高刚度等级。
弹簧系统7安装在支撑臂21的另一端。在本文所图示的实施例中，弹簧系统7被设计成一个弹簧支柱，但也可应用另一种弹簧系统，例如气动弹簧。弹簧系统7有一个朝向滑动触点6和支架5的回复力，其大小应与滑动触点6及支架5的重量相匹配。为减轻其重量，滑动触点6由碳制成，支架5由纤维复合材料制成。在本文所示的实施例中，这两个组件5、  6的重量小于8kg。也可用2个滑动触点(未图示)代替一个滑动触点6。此时，回复力的大小要与此相匹配，即要选择两个滑动触点的重量使滑动触点与支架5的重量之和小于8kg。本文所示的弹簧系统的回复力被选为40-100牛顿，优先选择60-80牛顿，大于由组件5和6的质量产生的重力。
弹簧支柱7被安装在支撑臂21上，使其纵轴线在运行中始终与架空导线102成直角。这可采用已经属于先有技术的方法实现，在此不作详细翻译。顶部装有滑动触点6的支架5安装到弹簧支柱7的另一端。计测板8设在支架5的下方。传感器3的扫描头3K直接装在计测板8的对面。计测板8与扫描头3K由一箱体3G所封围，以防灰尘。在本文图示的实施例中，计测板8的扫描是用光纤完成的，弹簧支柱7上的固定参照点M与滑动触点6和架空导线102间的接触点K之间的相应距离由传感器3进行连续测量。计测板8可被设计成一个楔形膜片，配置在作为发送器的光纤与作为接收器的光纤之间。光束随楔形膜片的位置而有不同的衰减，而接收的光能按相应的方式改变。当然，距离测量采用适当设计的适合此目的的扫描头3K及计测板8，同样可用电感或电容的方法实现。信号线10自扫描头3K连到测控单元4，后者可安装在电动车100的顶部，如图所示，或装在车辆100的内部。信号线10部分地穿过支撑臂21。在用光能的测距方案中，信号线10为光纤。这种光能测距方法具有在移动触点上不需设置电气或电子元件的优点。因此，也无须采取任何防止电磁场干扰的措施。测控单元4的信号输出通过信号线11接到驱动装置24上。
本发明的移动触点1的操作方法现详述如下。如前所述，架空导线102与滑动触点6之间接触点K的垂直位置在运动中会变化，这一方面由于架空导线102的结构设计，另一方面由于连接到滑动触点6的架空导线102会由于所受力的作用而颤振。为了确保滑动触点6与架空导线102间无干扰地导电连接，使电能连续地自架空导线102输送到电动车100，滑动触点6必须随架空导线102的垂直偏移而变化。当移动触点1被大于40牛顿的力压向架空导线时即可如此。另一方面，应避免大于约50牛顿的接触压力，以防止滑动触点6与架空导线102的过早机械磨损。架空导线的任何垂直偏移也导致用弹簧方式安装的滑动触点6的接触点K与固定的参照点M之间距离发生变化。为了保持滑动触点6与架空导线102连续地导电连接，一方面用弹簧系统7，而另一方面采用保持装置2，装备了移动触点1，可作高度调节。参照点M与滑动触点6和架空导线102的接触点K之间的距离的变化是可测量的。传感器3的测量正确度大于0.1厘米。在下列说明中，假设在理想情况下参照点M与接触点K之间的距离为X。在扫描头3K的正对面，在计测板8上设置测量点N(X)。弹簧系统7应设计成只要距离X处在X1与X2范围内，其中X1与X2间的距离大约为10cm，滑动触点6在架空导线上的接触压力便为60至80牛顿。只要架空导线102的垂直偏移不引起距离X大于或小于预定的极限范围X1和X2，即能保证该接触压力足以输电，同时不至于大到发生任何过早的磨损。不管滑动触点6如何借助于弹簧系统7随架空导线102的垂直偏移而偏移，测量信号均可不断地从扫描头3K发送到测控单元4，因为无论参照点M与触点K之间的距离发生任何变化，计测板8都通过扫描头3K，且此变化由扫描头3K检测得到。如果测控单元4发现滑动触点6的高度变到高于或低于其中所存贮的极限值N(X1)和N(X2)，则其输出信号便触发驱动装置24，驱动装置24使支撑臂21升高或降低，以使参照点M与架空导线102的触点K之间的距离X保持在X1到X2的范围内，这就确保即使架空导线的垂直偏移大于±10cm，也能使滑动触点6与架空导线102之间保持导电接触。移动触点1的这种高度调节，若有必要，也能使滑动触点6随架空导线有大于10cm的向上偏移而作大于10cm的移动，故导电接触决不会被破坏。万一架空导线有向下垂直偏移，滑动触点便能随架空导线的压力而偏移，从而既避免表面磨损又能保持接触。

Claims (4)

1.具有一保持装置(2)的移动触点，其上配有滑动触点(6)，且其高度可调，用于将电力从架空导线(102)输送到与移动触点(1)永久相连的电动车(100)上，其特征在于，滑动触点(6)装在支架(2)上，并通过被设计成弹簧支柱的弹簧系统(7)始终与保持装置(2)相连，该保持装置(2)配有高度借助于驱动装置(24)可调的支撑臂(21)；还在于一计测板(8)装在支架(5)的底下，在计测板(8)的对面装有传感器(3)，该传感器通过信号电缆(10)与测控单元(4)相连，测控单元的信号输出连于驱动装置(24)；还在于弹簧系统(7)具有与滑动触点(6)和支架(5)相配的回复力，它们的重量小于8kg；还在于滑动触点(6)与架空导线(102)保持导电接触，由弹簧系统(7)的40-100牛顿的回复力将距离(X)保持在10厘米长的范围内；还在于当距离(X)超出10厘米范围时，保持装置(2)的支撑臂(21)的高度可以调节以保持滑动触点(6)与架空导线(102)之间的导电连接。
2.按权利要求1所述的移动触点，其特征在于由一个或二个零件组成的支撑臂(21)的一端与驱动装置(24)的一端在所有情况下均通过一个铰链(分别为22和23)安装到安装平板(30)上，安装平板(30)通过绝缘子(41)永久安装在电动车(100)的顶部。
3.按权利要求1或2所述的移动触点，其特征在于驱动装置(24)经铰链(25)作用于支撑臂(21)；弹簧系统(7)连于支撑臂(21)的另一端，以使其纵轴线与架空导线(102)始终成直角。
4.按照权利要求1至3之一所述的移动触点，其特征在于传感器(3)由两根用作发送器和接收器的光纤组成，而计测板(8)则被设计成一个装在发送器与接收器之间的楔形膜片。
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