CN204870588U - 一种集电杆执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集电杆执行机构，其特征在于：包括底座、旋转电机、支撑臂、电动推杆、弹簧，所述底座与车顶部固定连接，所述旋转电机与所述底座连接，所述支撑臂连接所述旋转电机与集电杆，所述电动推杆主体部分置于所述支撑臂上，所述弹簧连接所述电动推杆前端与集电杆。

Description

一种集电杆执行机构

技术领域

本实用新型涉及无轨电车集电杆，具体涉及一种无轨电车集电杆执行机构。

背景技术

新能源公交车能大大降低整车运行中的油耗并能降低尾气的排放，其中纯电动公交车更能实现零排放，但考虑到纯电动公交车对行驶里程的需求，电池容量较大，成本高且寿命有限，充换电站的建设和维护成也较高，而双源无轨电车采用电网和电池双动力电源，可以实现灵活充电又不完全受架空线网的限制，具有电池容量小且无需定点充换电的优点。

现行的无轨电车集电杆升降大多采用人为直接或间接操作，需要驾驶员将车辆停在集电杆能够抓取电网的区域内，然后将集电杆升起，这样不仅降低了车辆运行的效率，而且增加了驾驶员的工作量，分散了驾驶员的精力，容易造成事故。还有一些采用电机和弹簧来驱动集电杆升降的方案，一般电机置于集电杆底部，输出力臂较短，因此对于电机的功率要求较高，而且由于集电杆的受力点较低，导致集电杆在上升和下降过程中会出现抖动，严重时会造成集电杆无法抓取电网，甚至损坏集电杆；另外，由于需要弹簧来提供动力，因此对于弹簧的弹力要求也较高，而且弹簧整个升降过程中几乎一直处于压缩或拉伸状态，不利于弹簧的使用寿命。

出于解决上述问题，本实用新型提出了一种集电杆执行机构及集电装置，其特征在于：包括底座、旋转电机、支撑臂、电动推杆、弹簧，所述底座与车顶部固定连接，所述旋转电机与所述底座连接，所述支撑臂连接所述旋转电机与集电杆，所述电动推杆主体部分置于所述支撑臂上，所述弹簧连接所述电动推杆前端与集电杆，本执行机构采用电动推杆代替电机，不仅能够保证集电杆的上升、下降及旋转均平稳动作，有效实现无轨电车的正常工作，而且使得弹簧被压缩或拉伸的时间大大减少，增加了弹簧的使用寿命，且本机构中弹簧只需要提供一个很小的力，因此可以采用一个较小的弹簧。

实用新型内容

现有无轨电车采用电机和弹簧来驱动集电杆升降，由于需要弹簧来提供动力，因此对于弹簧的弹力要求也较高，需要较大的弹簧来提供较大的动力，弹簧整个升降过程中几乎一直处于压缩或拉伸状态，不利于弹簧的使用寿命，而且为了保证集电杆在升降过程中的抖动尽可能小，一般会使用电机来提供与弹簧相反的力来尽量平衡集电杆的受力使其平稳升降，因而会消耗很多无用功。

本实用新型提出了一种集电杆执行机构，包括底座、旋转电机、支撑臂、电动推杆、弹簧，所述底座与车顶部固定连接，所述旋转电机与所述底座连接，所述支撑臂连接所述旋转电机与集电杆，所述电动推杆主体部分置于所述支撑臂上，所述弹簧连接所述电动推杆前端与集电杆，本执行机构采用电动推杆代替电机，不仅能够保证集电杆的上升、下降及旋转均平稳动作，有效实现无轨电车的正常工作，而且使得弹簧被压缩或拉伸的时间大大减少，增加了弹簧的使用寿命，且本机构中弹簧只需要提供一个很小的力，因此可以采用一个较小的弹簧。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种集电杆执行机构，包括底座、旋转电机、支撑臂、电动推杆、弹簧，所述底座与车顶部固定连接，所述旋转电机与所述底座连接，所述支撑臂连接所述旋转电机与集电杆，所述电动推杆主体部分置于所述支撑臂上，所述弹簧连接所述电动推杆前端与集电杆。

所述旋转电机为外转子电机，所述旋转电机定子与所述底座固定连接，转子与所述支撑臂固定连接。

所述旋转电机为伺服电机。

所述电动推杆为步进电机式或伺服电机式。

一种无轨电车集电装置，采用上述任意一个集电杆执行机构。

相比现有的集电杆执行机构，本实用新型有显著优点和有益效果，具体体现为：

1、使用本实用新型的集电杆执行机构，采用电动推杆替代弹簧和电机，不做无用功，有效减少能源的浪费。

2、使用本实用新型的集电杆执行机构，减小弹簧的大小，而且减少弹簧处于受力状态的时间，大大提高弹簧的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型集电杆执行机构结构示意图；

具体实施方式

本实用新型的具体实施方法如下：

如图1所示为本实用新型集电杆执行机构的机构示意图，其中1为集电杆、2为底座、3为旋转电机、4为支撑臂、5为电动推杆、6为弹簧。

所述底座2与车身固定连接，用于支撑整个执行机构，所述旋转电机3为外转子电机，旋转电机3的定子与所述底座2固定连接，所述支撑臂4与所述旋转电机3的转子固定连接，用于支撑所述集电杆1、电动推杆5、弹簧6，所述电动推杆5底端主体部分固定连接所述支撑臂4，所述弹簧6一端连接所述电动推杆5的顶端、另一端连接所述集电杆1的中间某位置。

所述旋转电机3为伺服电机，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的电动机，伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压小等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

所述电动推杆5为步进电机式或者伺服电机式电动推杆，电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制，设计新颖精致、体积小、精度高、完全同步、自锁性能好、卫生，电机直接驱动，不需要管道的气源、油路。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

当集电杆1上升时，由所述旋转电机3转动来带动所述支撑臂4、集电杆1、电动推杆5、弹簧6整体在所述底座2上旋转，使得所述集电杆1的顶部(即集电头部)位于电网线正下方，此时，旋转电机3停止转动并锁止；然后由所述电动推杆5的电机转动来带动推杆回收以实现所述集电杆1的上升至电网线处抓取电网线实现充电，并且锁止所述电动推杆5；虽然电网线有固定的标准高度，但是由于电网线本身有重量，会导致两个支撑点之间的电网线出现两端高、中间低的现象，而且有刮风等外界因素的干扰，最终会导致电网线的高度不一致，存在一定的偏差，因此，本实施例中于所述电动推杆5的前端部设置所述弹簧6，当车辆行至电网线高度较低的位置时，由所述弹簧6的拉伸来实现所述集电杆1的下降，以此来保证车辆行进过程中不会对电网线和集电杆1造成过多损耗，保证车辆的持续充电。

当集电杆1下降时，由所述电动推杆5的电机转动来带动推杆伸展以实现所述集电杆1的下降，由所述旋转电机3转动来带动所述支撑臂4、集电杆1、电动推杆5、弹簧6整体在所述底座2上旋转，使得所述集电杆1回收至车顶初始位置，然后旋转电机3、电动推杆5停止运行并锁止，也可以于车顶设置一个锁止装置，用于集电杆1不工作时锁住所述集电杆1并于工作时释放集电杆1。

相比已有的电机或气缸加弹簧的方案，本实用新型采用电动推杆来实现集电杆的升降，电动推杆与集电杆的连接点位于集电杆的中间某位置，既可以减小集电杆升降过程中的抖动幅度，也可以大大增加集电杆升降动力的力臂，减小了动力源的输出功率，有利于电机的小型化发展，也有助于节省材料，而且电动推杆有很好的自锁性，当集电杆处于车顶锁止时或者与电网线连接时，电动推杆可以锁止不输出功率，也有利于节省能源；本实用新型方案的弹簧采用一个较小的弹簧，该弹簧主要用于适应集电杆升起后由于电网线的高度变化或者路面不平整的变化，由于变化一般较小，因此对于弹簧的大小要求也较低；而且现有的弹簧几乎一直处于工作状态且工作于露天环境中，这样会加快弹簧的使用寿命的衰减，而本实用新型中的弹簧只有在集电杆升起时处于工作状态，大大减少了弹簧的工作时间，也有利于延长弹簧的使用寿命。

对于为本实用新型的示范性实施例，应当理解为是本实用新型的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本实用新型的限定。

Claims (5)

1.一种集电杆执行机构，其特征在于：包括底座、旋转电机、支撑臂、电动推杆、弹簧，所述底座与车顶部固定连接，所述旋转电机与所述底座连接，所述支撑臂连接所述旋转电机与集电杆，所述电动推杆主体部分置于所述支撑臂上，所述弹簧连接所述电动推杆前端与集电杆。

2.根据权利要求1所述的集电杆执行机构，其特征在于：所述旋转电机为外转子电机，所述旋转电机定子与所述底座固定连接，转子与所述支撑臂固定连接。

3.根据权利要求2所述的集电杆执行机构，其特征在于：所述旋转电机为伺服电机。

4.根据权利要求2所述的集电杆执行机构，其特征在于：所述电动推杆为步进电机式或伺服电机式。

5.一种无轨电车集电装置，其特征在于：采用权利要求1～4中任意一个集电杆执行机构。