CN210489021U - 一种轨道交通车辆气动原理可视化教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，该教具中枕梁与平衡阀之间，平衡阀与高度调节阀之间均通过透光管相连，高度调节阀分别与制动控制模块和辅助制动控制模块通过透光管相连，截止阀分别与制动控制模块和辅助制动控制模块通过透光管相连，气缸分别与制动控制模块和辅助制动控制模块通过透光管相连，空压机模块与气缸之间，辅助制动控制模块和转向架之间，制动控制模块和转向架之间均通过透光管相连；电机与空压机模块电连接用于生成压缩空气；透光管均内置流光发光单元，流光发光单元与流光控制器控制连接，流光控制器控制流光发光单元模拟压缩空气的流动走向。本实用新型实现了轨道交通车辆气动原理的可视化教学。

Description

一种轨道交通车辆气动原理可视化教具

技术领域

本实用新型涉及轨道交通教学设备技术领域，特别是涉及一种轨道交通车辆气动原理可视化教具。

背景技术

原有的轨道交通车辆气路教具模块，无法展示车辆运行中各种气动原理状态，给教师与学员在教学和认知上带来难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，可直观形象的教学与认知各单元所连接的管路中压缩空气的走向，实现了轨道交通车辆气动原理的可视化教学。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述教具包括枕梁、平衡阀、高度调节阀、截止阀、制动控制模块、辅助制动控制模块、气缸、电机、透光管、空压机模块和转向架；

所述枕梁与所述平衡阀通过透光管相连，所述平衡阀与所述高度调节阀通过透光管相连，所述高度调节阀分别与所述制动控制模块和所述辅助制动控制模块通过透光管相连，所述截止阀分别与所述制动控制模块和所述辅助制动控制模块通过透光管相连，所述气缸分别与所述制动控制模块和所述辅助制动控制模块通过透光管相连，所述空压机模块与所述气缸通过透光管相连，所述辅助制动控制模块和所述转向架通过透光管相连，所述制动控制模块和所述转向架通过透光管相连；

所述电机与所述空压机模块电连接，所述电机用于驱动所述空压机模块，所述空压机模块用于生成压缩空气；

透光管均内置流光发光单元，所述流光发光单元与流光控制器控制连接，所述流光控制器控制所述流光发光单元模拟所述压缩空气的流动走向。

可选的，所述流光发光单元外接开关、所述流光控制器和电源。

可选的，所述电源输出12V直流电。

可选的，所述流光发光单元的流光速度为0.6米/秒。

可选的，所述透光管为半透明塑料管。

可选的，所述流光发光单元为LED流光发光单元。

可选的，所述枕梁为铝型材枕梁。

根据本实用新型提供的实用新型内容，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型公开了一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，各个气动单元之间通过透明管连接，利用流光控制器和开关控制各流光发光单元的发光流动路径来演示各个气动单元之间压缩空气的走向，实现了轨道交通车辆气动原理的可视化教学。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例一种轨道交通车辆气动原理可视化教具结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种轨道交通车辆气动原理可视化教具中各件之间的连接关系示意图；

图3为本实用新型实施例透光管内置流光发光单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例透光管内置流光发光单元的控制结构示意图；

图5为本实用新型实施例开关S1控制的流光发光单元的流动路径；

图6为本实用新型实施例开关S2控制的流光发光单元的流动路径；

图7为本实用新型实施例开关S3控制的流光发光单元的流动路径；

图8为本实用新型实施例开关S4控制的流光发光单元的流动路径；

图9为本实用新型实施例开关S5、S6和S8控制的流光发光单元的流动路径；

图10为本实用新型实施例开关S7控制的流光发光单元的流动路径；

图11为本实用新型实施例开关S9控制的流光发光单元的流动路径；

图12为本实用新型实施例开关S10控制的流光发光单元的流动路径；

图13为本实用新型实施例开关S11控制的流光发光单元的流动路径；

图14为本实用新型实施例转向架结构示意图；

图15为本实用新型实施例流光发光单元的电源原理图；

图16为本实用新型实施例流光发光单元的电源原理图中芯片IC的外形图；

图17为本实用新型实施例流光控制器的原理图；

图18为本实用新型实施例流光发光单元原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，可直观形象的教学与认知各单元所连接的管路中压缩空气的走向，实现了轨道交通车辆气动原理的可视化教学。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本实用新型实施例公开了一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，该教具包括枕梁1、平衡阀2、高度调节阀3、截止阀4、制动控制模块5、辅助制动控制模块6、气缸7、电机8、透光管9、空压机模块10、二系簧11、二系簧安装座12和转向架13，透光管9的直径为20mm，二系簧11为空簧。该教具是辊道交通车辆气动控制结构的缩小版，其中枕梁1、制动控制模块5、辅助制动控制模块6与原件比例均为0.5∶1。

电极8和空压机模块10组成产生压缩空气气源模块，电机8与空压机模块10电连接，电机8用于驱动空压机模块10，空压机模块10用于生成压缩空气。

透光管9为透光塑料管。

空压机模块10输送压缩空气至气缸7存储压缩空气，空压机模块10和气缸7用透光塑料管连接，透光塑料管使用螺纹形式连接。

气缸7输送压缩空气供给件号制动控制模块5，气缸7和控制模块5用透光塑料管连接，透光塑料管两头使用螺纹形式连接。

气缸7输送压缩空气供给辅助制动控制模块6，气缸7和辅助制动控制模块6用透光塑料管连接，两头使用螺纹形式连接。

截止阀4分别连接制动控制模块5和辅助制动控制模块6，连接用透光塑料管，两头使用螺纹连接，截止阀4起截止制动控制模块5和辅助制动控制模块6之间气路联系的作用。截止阀4是连接在制动控制模块5和辅助制动控制模块6之间的。

高度调节阀3输送压缩空气给辅助制动控制模块6，起气路检测反馈作用，高度调节阀3和辅助制动控制模块6之间用透光塑料管连接，两头用螺纹形式连接。

制动控制模块5输送气体至高度调节阀3，用于车辆高度调节控制，制动控制模块5和高度调节阀3之间用透光塑料管相通，两头用螺纹形式连接。

高度调节阀3输送压缩空气至枕梁1，高度调节阀3和枕梁1用透光塑料管相连，两头用螺纹形式连接。

平衡阀2与高度调节阀3和枕梁1连接起气路平衡压差作用，用透光塑料管相连，两头用螺纹形式连接。

压缩空气经过枕梁1模块与二系簧安装座12给二系簧11做充放气动作，起抬高或降低车辆高度作用，高度调节阀3、二系簧安装座12、二系簧11是组合件模块。

辅助制动控制模块6模块输送压缩空气至转向架13的停放制动单元，起车辆停放制动作用，辅助制动控制模块6和转向架13之间用透光塑料管连通，两头螺纹连接。

制动控制模块5输送两路压缩空气至转向架13的刹车单元，起对车辆进行制动作用，用透光塑料管连接，两头螺纹连接。

透光管9均内置流光发光单元，流光发光单元与流光控制器控制连接，流光控制器控制流光发光单元模拟压缩空气的流动走向。

流光发光单元外接开关、流光控制器和电源，电源的输入为110V～240V、50Hz或60Hz的交流电，输出功率为150W，输出为12V、2.5A的直流电。

流光发光单元的流光速度为0.6米/秒。

透光管9为半透明塑料管。

图3为本实用新型实施例透光管内置流光发光单元的结构示意图，如图3所示，流光发光单元91外接开关、流光控制器和电源，通上电源、合上开关，流光控制器控制流光发光单元在透光管9内按顺序有节奏的发出流光，产生跑马灯的可视效果。

流光控制器可控制单一管路作流光教学，也可控制多路或整体教学管路作流光教学，流光控制结构如图4所示，本实用新型的流光模块包括11个流光发光单元，每个流光发光单元有一个开关控制。将11个流光发光单元的11个开光集中在一个控制箱上，便于操作。11个流光发光单元分别内置入连接各件的透光管内，流光路径如图5-13所示，用作流光发光效果。

本实用新型可视化模块教具模型的主框架用铝型材搭建，是模拟列车单车涉及气动控制回路的框架，按照车辆各气动单元所安装的位置缩小模型。

枕梁1用铝型材设计模拟，枕梁单元模块设计有与车辆转向架二系簧(俗称空气弹簧)连接座，起支撑整个车厢的作用，枕梁1内部设有气路可连接转向架13的二系簧11，模拟通过对二系簧11的充气或放气的控制来调整车辆的高度变化。

平衡阀2是以车上原型件设计的模拟件，该模块连接在枕梁1及高度调节阀3之间，起平衡枕梁1上连接的左右两个二系簧11的压力差。教学时运用可视流光，演示平衡阀2对两边模块之间的压缩空气的压力差平衡流动的可视效果。

高度调节阀3用的是车辆上的原件，与EP2002制动控制模块5和辅助制动控制模块6配合，对枕梁1和车厢连接的二系簧11充放压缩空气，来调整车箱高度。教学时运用可视流光，演示高度调节阀3对枕梁1连接的二系簧11充放压缩空气的可视效果。

截止阀4用的是车辆上的原件，作用是截止EP2002制动控制模块5与辅助控制模块6之间的气源联系。

EP2002制动控制模块是以原型设计的模拟件，对车辆各气动单元起控制输送和分配压缩空气作用；教学中运用可视流光，演示模拟EP2002制动控制模块对各气动单元输送及反馈压缩空气的控制可视效果。

辅助制动控制模块6是以原型设计的模拟件，主要对车辆各气动单元起辅助控制运送和分配压缩空气作用；教学时运用可视流光，演示模拟辅助控制模块对各气动单元输送压缩空气的控制可视效果。

气缸7是车上原型件设计的模拟件，用于储存压缩空气；教学时运用可视流光，演示气缸7对各气动模块输送压缩空气流动路径的可视效果。

电机8使用的是小型交流异步电机，起驱动空压机作用。

压缩空气管路用透光管9替代模拟，本气动控制模块各单元管路连接是用透光管模拟车辆所使用的不锈钢管，为了教学时的可视效果，透光管是半透明材料，透光管内置入流光发光单元，电路控制流光发光单元作流动发光，目视透光管透视出产生流光效果，模拟压缩空气在管路内流动走向。透光管连接各单元模块，起运送压缩空气的作用。

空压机模块10是车上原型设计的模拟件，是提供压缩空气的主要部件。教学时运用可视流光，演示空压机模块10对各气动模块输送压缩空气流动路径的可视效果。

二系簧11，俗称空气弹簧、空簧。在列车运行中内部充压缩气体，第一起避震稳定作用，第二与高度调节阀3配合(对空簧充放压缩空气)起调节列车车箱高度作用。

二系簧(空簧)安装座12是安装二系簧(空簧)11的支座。

空压机模块10工作运行产生压缩空气，经透光管管道输送进气缸7存储压缩空气，形成压缩空气气源。如图5所示，当合上开关S1时，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从空压机模块10到气缸7的流动路径。

空压机模块10运行工作产生压缩空气，经透光管管道输送至辅助制动控制模块6。如图6所示，当开关S2闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从空压机模块10到辅助制动控制模块6的流动路径。

空压机模块10运行工作产生压缩空气，经管路输送至EP2002制动控制模块5。如图7所示，当开关S3闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从空压机模块10到EP2002制动控制模块5的流动路径。

空压机模块10运行工作产生压缩空气，经管道输送至气缸7存储，再经管道输送至车辆牵引模块。如图8所示，当开关S4闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从空压机模块10到气缸7存储再到车辆牵引车钩的流动路径。

EP2002制动控制模块5，当车辆停止刹车时运行工作，输送两路压缩空气，经管道输送至转向架模块的刹车单元，对车辆进行刹车制动。如图9所示，当开关S6和开关S8闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从EP2002制动控制模块5输送到车辆转向架模块的刹车单元的流动路径。

辅助制动控制模块6，当车辆需运行时输送一路压缩空气至转向架模块的停放制动单元，车辆正常运行。当车俩停止，辅助制动控制模块6停止输送压缩空气至转向架模块的停放制动单元，停放制动单元启动对地铁车辆实施停放制动。如图9所示，当开关S5闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从辅助制动控制模块6输送到车辆转向架模块刹车单元的流动路径。

辅助制动控制模块6与EP2002制动控制模块5之间的压缩空气管路联系，可用截止阀4截止联系。如图10所示，当开关S7闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内在EP2002制动控制模块5与辅助制动模块6之间输送联系的流动路径。

辅助制动控制模块6经管道输送压缩空气至高度调节阀3。如图11所示，当开关S9闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从辅助制动控制模块6到高度调节阀3的流动路径。

高度调节阀3分三路，一路气路按列车车辆高度设定的参数，自动调整枕梁1上的二系簧(俗称空气弹簧)安装座孔处的压缩空气压力，形成自动调整列车车辆的高度的作用。一路气路输送至EP2002制动控制模块5，作为该气路气压的反馈回路信号运算。同时另一路气路连接至平衡阀2，与车辆另一侧的车辆高度调整气路(如图13)连接，平衡阀2的作用是平衡车辆两侧的车辆高度调节气路(如图12气路与如图13气路)的压力差。如图12所示，当开关S10闭合，管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从高度调节阀3到枕梁1和平衡阀2，及反馈至EP2002制动控制模块5的流动路径。

高度调节阀3分三路，一路气路按列车车辆高度设定的参数，自动调整枕梁1上的二系簧(俗称空气弹簧)安装座孔处的压缩空气压力，形成自动调整列车车辆的高度的作用。一路气路输送至EP2002制动控制模块5，作为该气路气压的反馈回路信号运算。同时另一路气路连接至平衡阀2，与车辆另一侧的车辆高度调整气路(如图12)连接，平衡阀2的作用是平衡车辆两侧的车辆高度调节气路(如图12气路与如图13气路)的压力差。如图13所示，当开关S11闭合，图13管道内置LED发光单元发出可见流动光源，演示压缩空气在管道内从高度调节阀3到枕梁1和平衡阀2，及反馈至EP2002制动控制模块5的流动路径。这三路是同时运行工作的。

本实用新型流光发光单元中的光电电路是运用光电的流光视觉效果，模拟各控制单元所连接的管路中压缩空气的走向，教学时运用可视流光的走向，形象的演示各气动控制模块间所连接管路内压缩空气的流经方向，为学员讲解各单元之间压缩空气可视化走向和作用。

如图15所示的电原理图是本教具产生可视效果的发光电控制图，将220V交流电变压为12V直流电，经两个流光控制模块，输出用于控制LED流光发光元件，产生跑马灯的可视效果，运用开关控制每一路管路内的流光发光元件发光，做一路或多路的跑马灯演示效果，其中T为变压器，D1、D2、D3和D4为1N5408二极管，C1为1000μF的电容，C2为470μF的电容，IC为LM2812芯片，IC的引脚1连接二极管D2的阴极，IC的引脚2接地，IC的引脚3连接电容C2的正极，芯片IC的外形图如图16所示。图17为流光控制器原理图，其中电容C1和电容C2均为1μF的电容，电阻R1为22K电阻，电阻R12为10K电阻，电阻R13为50K电阻，U1为NE555集成电路，U2为脉冲分配器，U2输出端B、G和R分别是控制流光发光单元内的三组流光电路，U2以0.3秒的时间依次触发输出端B、G和R作流光灯的视觉效果。图18为流光发光单元内LED发光点阵组合的电路图，其中电阻R1、R2和R3均为1K电阻。

运用本实用新型可视化模块教具，在讲解轨道交通车辆气动原理时，可直观的看到各个气动控制单元之间的管路连接，讲解各气动控制单元在列车上工作的相互关系与功能作用。

控制每一路光电的开关，可直观的看到光电运动下演示压缩空气在管路中的走向路径。运用这个可视原理，很形象的展示出轨道车辆气动控制原理，各个气动控制单元模块之间压缩空气运动走向的显示，解决了轨道交通车辆气动原理在教学讲解上的学员认知难题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述教具包括枕梁(1)、平衡阀(2)、高度调节阀(3)、截止阀(4)、制动控制模块(5)、辅助制动控制模块(6)、气缸(7)、电机(8)、透光管、空压机模块(10)和转向架(13)；

所述枕梁(1)与所述平衡阀(2)通过透光管相连，所述平衡阀(2)与所述高度调节阀(3)通过透光管相连，所述高度调节阀(3)分别与所述制动控制模块(5)和所述辅助制动控制模块(6)通过透光管相连，所述截止阀(4)分别与所述制动控制模块(5)和所述辅助制动控制模块(6)通过透光管相连，所述气缸(7)分别与所述制动控制模块(5)和所述辅助制动控制模块(6)通过透光管相连，所述空压机模块(10)与所述气缸(7)通过透光管相连，所述辅助制动控制模块(6)和所述转向架(13)通过透光管相连，所述制动控制模块(5)和所述转向架(13)通过透光管相连；

所述电机(8)与所述空压机模块(10)电连接，所述电机(8)用于驱动所述空压机模块(10)，所述空压机模块(10)用于生成压缩空气；

透光管均内置流光发光单元，所述流光发光单元与流光控制器控制连接，所述流光控制器控制所述流光发光单元模拟所述压缩空气的流动走向。

2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述流光发光单元外接开关、所述流光控制器和电源。

3.根据权利要求2所述的轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述电源输出12V直流电。

4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述流光发光单元的流光速度为0.6米/秒。

5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述透光管为半透明塑料管。

6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述流光发光单元为LED流光发光单元。

7.根据权利要求1所述的轨道交通车辆气动原理可视化教具，其特征在于，所述枕梁(1)为铝型材枕梁。

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