CN203097558U

CN203097558U - 轨道车辆前罩开闭机构

Info

Publication number: CN203097558U
Application number: CN2012207079735U
Authority: CN
Inventors: 宋显刚; 杜健; 蔡军爽; 李文化; 丁叁叁; 田爱琴; 马云双
Original assignee: CSR Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2022-12-20

Abstract

本实用新型涉及一种轨道车辆前罩开闭机构，包括对称设置的左前罩和右前罩、驱动左前罩和右前罩开闭的动力机构，动力机构包括安装座、开闭气缸、左四连杆机构和右四连杆机构，开闭气缸固定在安装座上，安装座固定在底架上，左四连杆机构和右连杆机构分别由连续的四个连杆组成，左右连杆机构的前端部分别与左前罩和右前罩固定连接，左右两个第一连杆的起始点共同铰接在固定轴上，固定轴固定在所述安装座上，左右两个第二连杆和第三连杆之间的连接点相互交叉铰接。本实用新型通过简单的四连杆机构实现了左右前罩按特定运动轨迹打开，以绕开其它障碍物，一步动作完成，有效的降低了开闭装置的复杂度，减小装置的成本，做到结构简单，功能实用。

Description

轨道车辆前罩开闭机构

技术领域

本实用新型涉及一种轨道车辆头部的前罩，特别涉及一种轨道车辆前罩开闭机构，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

轨道车辆在联挂或救援时，需要进行车钩的连接，为了满足车辆联挂的需求，目前轨道车辆车头的前端部都采用分体式自动开闭的前罩结构，前罩由开闭机构驱动，当车辆正常运行时，前罩闭合，当需要时，前罩左右打开，为车钩联挂留出必要的空间，车钩自动的进行解锁并伸长和连接，以实现列车之间的重联或对故障列车进行救援。

目现有动车组前罩开闭装置多采用滑道、导向槽机构，或者直接旋转打开，运动轨迹简单，且前罩在打开后内藏于车体内部。随着轨道车辆的不断发展进步，司机室外形日新月异且内部空间紧张，前罩的打开运动包络空间越来越小，打开轨迹越来越苛刻，前罩需要多步动作或特殊轨迹才能打开，由于现有开闭机构运行轨迹简单，难以达到开闭要求。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种轨道车辆前罩开闭机构，解决不能通过简单旋转或直线运动打开的前罩开闭问题，使前罩可以按照特定轨迹打开，且可避免与其它零部件干涉。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种轨道车辆前罩开闭机构，包括对称设置的左前罩和右前罩、驱动所述左前罩和右前罩开闭的动力机构，所述动力机构固定在车辆底架上，所述动力机构包括安装座、开闭气缸、左四连杆机构和右四连杆机构，所述开闭气缸固定在所述安装座上，所述安装座固定在所述底架上，所述左四连杆机构和右连杆机构分别由连续的第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆组成，所述第一连杆和第二连杆之间铰接，所述第二连杆和第三连杆构成一通长的直杆，所述第三连杆与第四连杆之间固定角度连接，两个所述第四连杆的前端部分别与所述左前罩和右前罩固定连接，左右两个所述第一连杆的起始点共同铰接在固定轴上，所述固定轴固定在所述安装座上，左右两个所述第二连杆和第三连杆之间的连接点相互交叉铰接，所述开闭气缸的伸缩杆与所述左四连杆机构和右四连杆机构连接。

进一步，所述左四连杆机构和右连杆机构中的第二连杆、第三连杆及第四连杆分别设置为平行的上、下两个，上下两个所述第四连杆之间通过连接杆连接，上下两个所述第二连杆的起始端通过铰轴铰接。

进一步，所述开闭气缸的伸缩端通过推杆与左右两个所述第一连杆连接。

进一步，所述开闭气缸的伸缩端连接于所述第二连杆和第三连杆之间的交叉点处。

进一步，在左右两个所述第二连杆和第三连杆之间的交叉点处设置一中间销，在所述安装座上沿车体纵向中心线设置有一中间滑槽，所述中间销在所述中间滑槽内滑动。

进一步，在左右所述第三连杆和第四连杆的连接点处的底部各设置有滚轮或滑块，所述滚轮或滑块在所述安装座的平面上运动。

进一步，在所述安装座上设置有沿所述滚轮或滑块的运动轨迹设置的滑道，所述滚轮或滑块在所述滑道中运动。

综上内容，本实用新型所述的一种轨道车辆前罩开闭机构，解决了不能通过简单旋转或直线运动打开的前罩开闭问题，通过简单的四连杆机构实现了左右前罩按特定运动轨迹打开，以绕开其它障碍物，避免与其它零部件干涉，也使得一些需要多步打开的动作复合成一步动作来完成，有效的降低了开闭装置的复杂度，减小装置的成本，做到结构简单，功能实用，适用大多数轨道车辆的前罩。

附图说明

图1是本实用新型前罩结构示意图；

图2是本实用新型前罩开闭机构的结构示意图；

图3是本实用新型四连杆结构轨迹计算原理图。

如图1和图3所示，左前罩1，右前罩2，动力机构3，安装座4，开闭气缸5，左四连杆机构6，右四连杆机构7，左第一连杆8，右第一连杆9，左第二连杆10，右第二连杆11，左第三连杆12，右第三连杆13，左第四连杆14，右第四连杆15，左第一铰接点16，右第一铰接点17，交叉点18，固定轴19，左连接杆20，右连接杆21，左铰轴22，右铰轴23，中间滑槽24。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例一：

如图1所示，在轨道车辆司机室的头部沿车体纵向中心线左右对称设置有左前罩1和右前罩2，左前罩1和右前罩2呈弧形，关闭时与车体头部的流线外形相一致，保证车辆运行时不增加运行阻力，左前罩1和右前罩2与动力机构3连接，左前罩1和右前罩2在动力机构3的驱动下向两侧打开或关闭，在打开过程中，左前罩1和右前罩2要避开车内其它的零部件，动力机构3固定在车辆底架的上平面上。左前罩1和右前罩2均采用玻璃钢制造，不但可以保证其强度和刚度，还可以降低重量，满足车辆轻量化的要求，同时也提升了车头的整体外观效果。

如图2和图3所示，用于驱动左前罩1和右前罩2开闭的动力机构3包括安装座4、开闭气缸5、左四连杆机构6和右四连杆机构7。其中，安装座4是一个水平框架结构，固定在车辆底架上，开闭气缸5固定安装在安装座4上，开闭气缸5的伸缩杆端部与左四连杆机构6和右四连杆机构7连接，驱动左四连杆机构6和右四连杆机构7运动，进而带动左前罩1和右前罩2开闭。

左四连杆机构6由连续的左第一连杆8、左第二连杆10、左第三连杆12、左第四连杆14组成。右连杆机构7由连续的右第一连杆9、右第二连杆11、右第三连杆13、右第四连杆15组成。

左第一连杆8和右第一连杆9的起始点(A点)共同铰接在固定轴19上，固定轴19固定在安装座4上。左第四连杆14的前端部与左前罩1固定连接(E点)，右第四连杆15的前端部与右前罩2固定连接(E点)。

左第一连杆8与左第二连杆10之间在左第一铰接点16(B点)处铰接，右第一连杆9与右第二连杆11之间在右第一铰接点17(B点)处铰接，左第二连杆10与左第三连杆12构成一个通长的直杆，右第二连杆11与右第三连杆13同样构成一个通长的直杆，左右两部分在左第二连杆10与左第三连杆12、右第二连杆11与右第三连杆13的连接点处相互交叉，在交叉点18(C点)处相互左右两部分相互铰接。左第三连杆12与左第四连杆14之间(D点)及右第三连杆13与右第四连杆15之间(D点)均以固定角度β连接。

左第二连杆10、左第三连杆12、左第四连杆14、右第二连杆11、右第三连杆13及右第四连杆15分别设置为平行的上、下两个，上下两个左第四连杆14之间通过左连接杆20固定连接，上下两个右第四连杆15之间通过右连接杆21连接，上下两个左第二连杆10的起始端通过左铰轴22铰接连接，上下两个右第二连杆11的起始端通过右铰轴23铰接连接。上下两个左第四连杆14的前端部固定连接在左前罩1上，上下两个右第四连杆15的前端部固定连接在右前罩2上，使左前罩1和右前罩2运动过程更加平稳，并可提高其整体强度和刚度。

开闭气缸5的伸缩端连接于交叉点18处，开闭气缸5的伸缩杆向前伸出时，推动交叉点18向前移动，左第一连杆8和右第一连杆9在推力作用下相互合拢，四连杆机构伸长，左第四连杆14和右第四连杆15相互合拢带动左前罩1和右前罩2合拢关闭。相反地，开闭气缸5的伸缩杆向后缩回时，推动交叉点18向后移动，带动左前罩1和右前罩2向两侧打开。

交叉点18的运动轨迹始终处于车体纵向中心线的方向上，为了保证四连杆机构运动平稳，本实施例中，在交叉点18处向下设置一中间销(图中未示出)，在安装座4上沿车体纵向中心线设置有一中间滑槽24，中间销在中间滑槽24内滑动。

对于四连杆机构来说，左四连杆机构6和右四连杆机构7的长度及角度均相同，在长度和角度确定的情况下，左第三连杆12与左第四连杆14之间的连接点(D点)及右第三连杆13与右第四连杆15之间的连接点(D点)的运动轨迹是固定的，本实施例中，在左右连接点(D点)的底部各设置有滚轮或滑块，根据D点的运动轨迹设计安装座4的形状，使滚轮或滑块在安装座4的平面上滚动或滑动，给四连杆机构的运动以较好的支撑。在安装座4上还可以按D点的运动轨迹设置相应的滑道，使滚轮或滑块在滑道中滚动或滑动。

左第四连杆14和右第四连杆15前端部各点的运动轨迹即代表着左前罩1和右前罩2的运动轨迹，E(x，y)点的运动轨迹要避开所有的障碍物。

左第四连杆14和右第四连杆15前端部E(x，y)点的运动轨迹坐标满足如下方程式：

\{\begin{matrix} x = \frac{L_{1} \cdot L_{3}}{L_{2}} \cdot \sin α + \cos [\frac{3 π}{2} - β - \arcsin (\frac{L_{1} \sin α}{L_{2}})] \cdot L_{4} \\ y = \cos α \cdot L_{1} + \cos (\arcsin \frac{\sin α \cdot L_{1}}{L_{2}}) \cdot (L_{2} + L_{3}) + \sin [\frac{3 π}{2} - β - \arcsin (\frac{L_{1} \sin α}{L_{2}})] \cdot L_{4} \end{matrix}

其中，角度α为左第一连杆8及右第一连杆9在初始状态时与车体纵向中心线之间的夹角，角度α取值范围为

L₁为左第一连杆8和右第一连杆9的长度，L₂为左第二连杆10和右第二连杆11的长度，L₃为左第三连杆12和右第三连杆13的长度、L₄为左第四连杆14和右第四连杆15的长度。其中，L₁和L₂的数值相等。

角度β为左第三连杆12与左第四连杆14及右第三连杆13与右第四连杆15之间的夹角，角度β为常数。

左第三连杆12与左第四连杆14及右第三连杆13与右第四连杆15之间的连接点D(x，y)的运动轨迹坐标满足如下方程式，

y = \cos [\arcsin (\frac{L_{2}}{L_{1} \cdot L_{3}} \cdot x)] \cdot L_{1} + \cos [\arcsin (\frac{x}{L_{3}})] \cdot (L_{2} + L_{3})

其中，x取值范围为：

下面详细描述上述的轨道车辆前罩开闭机构的设计方法，具体包括如下步骤：

A、先假定长度值L₁、L₂、L₃、L₄及角度β为一数值，代入如下公式中，确定左第四连杆14和右第四连杆15前端部E(x，y)点的运动轨迹，

\{\begin{matrix} x = \frac{L_{1} \cdot L_{3}}{L_{2}} \cdot \sin α + \cos [\frac{3 π}{2} - β - \arcsin (\frac{L_{1} \sin α}{L_{2}})] \cdot L_{4} \\ y = \cos α \cdot L_{1} + \cos (\arcsin \frac{\sin α \cdot L_{1}}{L_{2}}) \cdot (L_{2} + L_{3}) + \sin [\frac{3 π}{2} - β - \arcsin (\frac{L_{1} \sin α}{L_{2}})] \cdot L_{4} \end{matrix}

E(x，y)点可以选择前罩外轮廓及内轮廓的几个主要运动特征点，如两个端点及中间的最高点。

B、不断调整长度值L₁、L₂、L₃、L₄及角度β值，进而得出不同的E(x，y)点的运动轨迹，与障碍物坐标进行比对计算(不等式计算)来初步确定各个连杆的长度，使前端部E(x，y)点的运动轨迹绕开障碍物，此步骤可以通过计算机自动计算完成。

C、当左第四连杆14和右第四连杆15前端部各点的运动轨迹都能绕开障碍物时，此时的长度值L₁、L₂、L₃、L₄及角度β值即为最终值，本实施例中，经过精确的计算，得出L₁＝L₂＝398mm，L₃＝318mm，L₄＝360，β=136度。

D、将长度值L₁、L₂、L₃的最终值代入如下公式，计算得出连接点D(x，y)的运动轨迹，

y = \cos [\arcsin (\frac{L_{2}}{L_{1} \cdot L_{3}} \cdot x)] \cdot L_{1} + \cos [\arcsin (\frac{x}{L_{3}})] \cdot (L_{2} + L_{3})

其中，x取值范围为：

E、按D点的运动轨迹确定安装座4的平面形状。

F、在左右连接点(D点)的底部各设置有滚轮或滑块，根据D点的运动轨迹设计安装座4的形状，使滚轮或滑块在安装座4的平面上滚动或滑动，给四连杆机构的运动以较好的支撑。在安装座4上还可以按D点的运动轨迹设置相应的滑道，使滚轮或滑块在滑道中滚动或滑动。

通过上述的简单的计算步骤和四连杆机构特定的连接方式，即通过控制各个连杆的长度(L₁、L₂、L₃、L₄)和连杆初始状态角度(α、β)，即可以实现各种轨道车辆前罩特定运动轨迹，避免与其它零部件干涉，使得一些需要多步打开动作复合成一步动作来完成，有效的降低了装置的复杂度，减少装置成本，做到结构简单，功能实用，而且适用大多数轨道车辆的前罩开闭装置。

实施例二：

与实施例一不同之处在于，开闭气缸5的伸缩端通过推杆(图中未示出)与左第一连杆8和右第一连杆9连接，推杆分固定段和转动段两段，开闭气缸5的伸缩杆与固定段固定连接，转动段为两根分别与左第一连杆8和右第一连杆9连接，固定段和转动段之间通过转轴转动连接。开闭气缸5的伸缩杆向前伸出时，推杆向前推动左第一连杆8和右第一连杆9，左第一连杆8和右第一连杆9在推力作用下相互合拢，四连杆机构伸长，左第四连杆14和右第四连杆15相互合拢带动左前罩1和右前罩2合拢关闭。相反地，开闭气缸5的伸缩杆向后缩回时，带动左前罩1和右前罩2向两侧打开。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种轨道车辆前罩开闭机构，包括对称设置的左前罩和右前罩、驱动所述左前罩和右前罩开闭的动力机构，所述动力机构固定在车辆底架上，其特征在于：所述动力机构包括安装座、开闭气缸、左四连杆机构和右四连杆机构，所述开闭气缸固定在所述安装座上，所述安装座固定在所述底架上，所述左四连杆机构和右连杆机构分别由连续的第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆组成，所述第一连杆和第二连杆之间铰接，所述第二连杆和第三连杆构成一通长的直杆，所述第三连杆与第四连杆之间固定角度连接，两个所述第四连杆的前端部分别与所述左前罩和右前罩固定连接，左右两个所述第一连杆的起始点共同铰接在固定轴上，所述固定轴固定在所述安装座上，左右两个所述第二连杆和第三连杆之间的连接点相互交叉铰接，所述开闭气缸的伸缩杆与所述左四连杆机构和右四连杆机构连接。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆前罩开闭机构，其特征在于：所述左四连杆机构和右连杆机构中的第二连杆、第三连杆及第四连杆分别设置为平行的上、下两个，上下两个所述第四连杆之间通过连接杆连接，上下两个所述第二连杆的起始端通过铰轴铰接。

3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆前罩开闭机构，其特征在于：所述开闭气缸的伸缩端通过推杆与左右两个所述第一连杆连接。

4.根据权利要求1或2所述的轨道车辆前罩开闭机构，其特征在于：所述开闭气缸的伸缩端连接于所述第二连杆和第三连杆之间的交叉点处。

5.根据权利要求1或2所述的轨道车辆前罩开闭机构，其特征在于：在左右两个所述第二连杆和第三连杆之间的交叉点处设置一中间销，在所述安装座上沿车体纵向中心线设置有一中间滑槽，所述中间销在所述中间滑槽内滑动。

6.根据权利要求1或2所述的轨道车辆前罩开闭机构，其特征在于：在左右所述第三连杆和第四连杆的连接点处的底部各设置有滚轮或滑块，所述滚轮或滑块在所述安装座的平面上运动。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆前罩开闭机构，其特征在于：在所述安装座上设置有沿所述滚轮或滑块的运动轨迹设置的滑道，所述滚轮或滑块在所述滑道中运动。