CN212289519U - 一种缓冲升降型受电弓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种缓冲升降型受电弓，涉及电力车辆受电弓技术领域。本实用新型包括底座、升降臂和弓头，升降臂上端连接弓头，升降臂下端的中心转轴可转动地安装在底座上，中心转轴与底座之间设置有带动中心转轴转动的弹簧升弓装置和降弓气缸；其中，弹簧升弓装置克服降弓气缸由进排气节流产生的阻尼缓冲力驱动升弓，通入降弓气缸的压力气体克服阻尼缓冲力及弹簧升弓装置的作用力推出活塞杆驱动降弓。本实用新型的弹簧升弓装置与降弓气缸可作为交替互换的动力和阻尼，无需辅助缓冲装置，简化结构设计及降低装配成本。

Description

一种缓冲升降型受电弓

技术领域

本实用新型涉及电力车辆受电弓技术领域，特别是一种缓冲升降型受电弓。

背景技术

受电弓作为电力机车的关键设备，是弓-网系统的重要组成部分，一旦弓网接触不好，将直接影响弓网间的受流特性，进而影响列车的牵引供电性能。

申请号为CN201621358162.3的中国实用新型专利公开了一种城轨车辆受电弓，该城轨车辆受电弓通过双囊式空气弹簧充气带动受电弓铰链机构升弓，降弓时双囊式空气弹簧排气，受电弓铰链机构依靠自重降弓。当受电弓降弓时，阻尼器被拉伸，此时受电弓阻尼器阻尼起作用，阻尼逐渐增大，在受电弓快要降至较低高度时，阻尼力达到峰值，起到降弓缓冲作用，之后又减少。

申请号为CN201410718007.7的中国实用新型专利公开了一种能够提高电力传送稳定性的单臂受电结构，其气缸中设置有降弓弹簧，气缸排气时，降弓弹簧克服升弓弹簧的作用力带动固定轴转动，从而使受电弓下降；气缸充气时，降弓弹簧在气体压力作用下压缩，使升弓弹簧可以带动固定轴反向转动从而驱动升弓。

上述两种受电弓的升弓驱动装置与降弓驱动装置无法形成互为阻尼的受电弓结构，需要设计阻尼器等辅助装置为升弓或降弓进行缓冲，增加受电弓的总体设计及装配成本。其次，受电弓在升弓状态下均需要气路持续为降弓装置或升弓装置供气，轨道车辆运行过程中依赖气源直接或间接提供升弓动力。第三，上述两种受电弓降弓过程总体表现为加速接减速，速度先快后慢，受电弓无法调节降弓速度，稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有受电弓需要设计辅助缓冲装置为升弓或降弓进行缓冲的问题，本实用新型提供一种缓冲升降型受电弓，在升弓及降弓过程中，该缓冲升降型受电弓的弹簧升弓装置与降弓气缸可作为交替互换的动力和阻尼，无需辅助缓冲装置，简化结构设计及降低装配成本。

本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型公开的一种缓冲升降型受电弓，包括底座、升降臂和弓头，升降臂上端连接弓头，升降臂下端的中心转轴可转动地安装在底座上，所述中心转轴与底座之间设置有带动中心转轴转动的弹簧升弓装置和降弓气缸；其中，弹簧升弓装置克服降弓气缸由进排气节流产生的阻尼缓冲力驱动升弓，通入降弓气缸的压力气体克服阻尼缓冲力及弹簧升弓装置的作用力推出活塞杆驱动降弓。

由于上述设置，在升弓时，弹簧升弓装置提供升弓动力，降弓气缸成为升弓阻尼；在降弓时，降弓气缸提供降弓动力，弹簧升弓装置成为降弓阻尼。同时，由于进排气节流在降弓气缸进排气时均可形成阻尼缓冲力，因此降弓过程中有明显的停顿。从而，使缓冲升降型受电弓的升降弓驱动结构设计简洁，易装配易维修，可有效控制制造及装配成本。

进一步的，所述降弓气缸为预缩型单作用气缸，所述降弓气缸的活塞杆通过弹簧升弓装置的作用力复位返回。由于降弓气缸为预缩型单作用气缸，降弓时通入压力气体推出活塞杆从而驱动降弓，升弓时排气并在弹簧升弓装置的作用力下复位，因此，本实用新型的缓冲升降型受电弓在轨道车辆运行过程中无需气源供气。

进一步的，降弓气缸的内室通过活塞分隔为有杆腔和无杆腔，所述有杆腔通过限流孔B连通大气，所述无杆腔通过限流孔A连通节流气路；所述限流孔A与限流孔B配合限速，使降弓气缸的排气侧形成由进排气节流产生的阻尼缓冲力，所述阻尼缓冲力在活塞运动的行程始端大于降弓气缸进气侧的动力，且所述阻尼缓冲力随排气侧排气逐渐减小并趋于稳定值。

由于上述设置，在活塞运动过程中，无杆腔和有杆腔分别通过限流孔A、限流孔B交替进行进气、排气，限流孔A和限流孔B限速形成进排气节流，使降弓气缸两腔之间具有阻碍活塞运动的气体压力差，并使降弓气缸的排气侧形成阻尼缓冲力；随排气侧排气，以及进气侧进气，阻尼缓冲力逐渐减小，直至无杆腔与有杆腔的气体压力进入动态平衡状态时，活塞在合力作用下开始运动，阻尼缓冲力趋于接近稳定值，活塞运动由加速快速过渡至趋近于匀速运动。本实用新型的缓冲升降型受电弓在降弓气缸的调节下可由加速快速过渡至趋近于匀速升弓或匀速降弓，稳定性高，可避免升弓冲网、降弓砸顶的问题。

进一步的，所述节流气路包括分别连通限流孔A的高压泄气气路和进回气气路，高压泄气气路和进回气气路通过气压阀接入主路，所述高压泄气气路至主路单向连通，所述主路至进回气气路单向连通；所述高压泄气气路设置有用于调节无杆腔排气速度的回气阀。

由于上述设置，将无杆腔的进回气气路与高压泄气气路分离，并在高压泄气气路上设置回气阀，从而在降弓气缸充气时，有杆腔为排气侧，压力气体由进回气气路进入无杆腔，有杆腔通过限流孔B连通大气，限流孔A、限流孔B与进回气气路配合进行进排气节流；在降弓气缸排气时，无杆腔为排气侧，无杆腔的气体经限流孔A及高压泄气气路上的回气阀排出，限流孔A、限流孔B与高压泄气气路配合进行进排气节流。

进一步的，为进行无杆腔的进排气转换，所述主路通过电磁换向阀分别连通气源和大气；其中，主路与气源在电磁换向阀得电时连通，主路与大气在电磁换向阀断电时连通。

进一步的，为优化受电弓的结构布局，所述弹簧升弓装置和降弓气缸位于中心转轴轴线的同一侧。

进一步的，所述降弓气缸的活塞杆与设置在中心转轴上的传动板组件推压配合。其中，所述传动板组件包括固定在中心转轴上的传动板，以及可转动地连接在传动板上的滚轮，所述降弓气缸的活塞杆与滚轮推压配合。

由于上述设置，降弓气缸的活塞杆与传动板组件为接触式的推压配合，利用滚轮将活塞杆与传动板组件之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，可以有效减缓磨损。

进一步的，所述弹簧升弓装置包括主弹簧和传动链条，所述主弹簧固定端安装在底座上，所述主弹簧活动端通过传动链条连接安装在中心转轴上的凸轮。其中，所述主弹簧为拉簧。拉簧机械性能稳定，能够稳定提供升弓动力及降弓阻力。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：相比于现有技术需要增加辅助缓冲装置用以对升弓或降弓进行缓冲，本实用新型的缓冲升降型受电弓以弹簧升弓装置提供升弓动力，降弓气缸提供降弓动力，与此同时，降弓气缸排气侧的阻尼缓冲力在升弓过程中成为阻尼，而弹簧升弓装置的作用力在降弓过程中成为阻尼，从而使弹簧升弓装置和降弓气缸作为动力和阻尼交替互换，简化结构设计，降低设计装配成本；相比现有技术在车辆运行过程中需要气路持续供气，本实用新型的降弓气缸在车辆运行过程中连通大气排气，使弹簧升弓装置作用力占主导即可实现升弓，车辆运行过程中无需气路供气；相比现有技术在升降弓过程中表现为先快后慢的变速运动，本实用新型通过弹簧升弓装置及节流气路的配合可实现先快速、再缓冲、后匀速上升的升弓动作，通过降弓气缸装置及节流气路的配合可实现先快速、再停顿、后匀速下降的降弓动作，控制回气阀可调节升弓速度，控制压力气体排气速度可调节降弓速度，稳定性及可控性高。

附图说明

图1是本实用新型缓冲升降型受电弓的立体结构示意图

图2是本实用新型缓冲升降型受电弓的正视图；

图3是本实用新型图2中C-C方向的剖视图；

图4是本实用新型图2中D-D方向的剖视图；

图5是本实用新型缓冲升降型受电弓的俯视图；

图中标记：10-底座；20-升降臂；30-弓头；40-降弓气缸；50-弹簧升弓装置；210-上臂部；220-下臂部；230-平衡杆；240-联轴杆；211-上臂杆；212-横杆；221-中心转轴；222-下臂杆；223-滚轮；224-传动板；401-缸体；402-前端盖；403-后端盖；404-活塞；405-活塞杆；406-压头；407-无杆腔；408-有杆腔；409-限流孔A；410-限流孔B；411-高压泄气气路；412-进回气气路；413-气压阀；414-回气阀；415-主路；510-主弹簧；511-弹簧体；512-支撑杆；513-挂钩；514,515-连接件；520-凸轮；530-链条；M-主弹簧固定端；N-主弹簧活动端。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据本实施例公开的一种缓冲升降型受电弓，其包括底座10、升降臂20、弓头30、提供升弓动力及降弓阻力的弹簧升弓装置50，以及提供降弓动力和升弓阻力的降弓气缸40，升降臂20的上臂部210可转动地连接弓头30，升降臂20的下臂部220通过中心转轴221可转动地连接底座10，弹簧升弓装置50和降弓气缸40安装在底座10与中心转轴221之间。其中，降弓气缸40通过设置进排气节流，使降弓气缸40在升弓过程及降弓过程中均具备排气侧的阻尼缓冲力(排气侧压力)，从而，弹簧升弓装置50克服降弓气缸40排气侧的阻尼缓冲力驱动升弓，通入降弓气缸40的压力气体克服阻尼缓冲力及弹簧升弓装置50的作用力推出活塞404杆驱动降弓。

具体的说，如图3所示，压力气体通入降弓气缸40使活塞404杆伸出，活塞404杆通过带动中心转轴221逆时针转动使升降臂20及弓头30下降，即降弓气缸40提供降弓动力；弹簧升弓装置50通过带动中心转轴221顺时针转动使升降臂20及弓头30抬升，即弹簧升弓装置50提供升弓动力。进一步的，在降弓过程中，弹簧升弓装置50持续向中心转轴221提供使其顺时针转动的作用力，此时弹簧升弓装置50的作用力为降弓阻力，通入降弓气缸40的压力气体推出活塞404杆带动中心转轴221逆时针转动，在此过程中压力气体需要克服降弓气缸40排气侧的阻尼缓冲力以及弹簧升弓装置50的作用力驱动降弓；在升弓过程中，降弓气缸40在弹簧升弓装置50带动中心转轴221顺时针转动时发生联动，降弓气缸40排气侧产生阻尼缓冲力，因此弹簧升弓装置50需要克服降弓气缸40排气侧的阻尼缓冲力驱动升弓。

可选的，降弓气缸40为预缩型单作用气缸，且通过弹簧升弓装置50的作用力复位返回。具体的说，降弓气缸40进气侧在降弓时连通气源，通入进气侧的压力气体推动活塞404杆伸出并驱动降弓；降弓气缸40的进气侧在升弓时连通大气，活塞404杆在弹簧升弓装置50驱动升弓时发生联动从而复位返回。本实施例中使用外力复位式单作用气缸作为降弓气缸40，可以使升弓过程不需要气路供气，弹簧升弓装置50自动在升弓过程中占据主导。

可选的，降弓气缸40的内室通过活塞404分隔为有杆腔408和无杆腔407，所述有杆腔408通过限流孔B410连通大气，所述无杆腔407通过限流孔A409连通节流气路。缸体401至少包括缸体401、前端盖402和后端盖403，因此限流孔A409可优选的设置在后端盖403上，限流孔B410可优选的设置在前端盖402上。其中，连接活塞404的活塞404杆由前端盖402的安装孔延伸出缸体401，且活塞404、活塞404杆均与缸体401为密封配合。具体的说，降弓气缸40包括具有内室的缸体401，缸体401至少包括缸体401、前端盖402和后端盖403，缸体401、前端盖402和后端盖403密封连接并围合形成封闭的内室；缸体401内可滑动的安装有活塞404，连接活塞404的活塞404杆由前端盖402的安装孔延伸出缸体401，从而使活塞404分隔形成的无杆腔407以及具有活塞404杆的有杆腔408。其中，限流孔A409可优选的设置在后端盖403上，限流孔B410可优选的设置在前端盖402上。

可选的，限流孔A409与限流孔B410配合限速，使降弓气缸40的排气侧形成由进排气节流产生的阻尼缓冲力，阻尼缓冲力在活塞404运动的行程始端大于降弓气缸40进气侧的动力，且阻尼缓冲力随排气侧排气逐渐减小并趋于稳定值。具体的说：在升弓过程中，降弓气缸40的进气侧对应于有杆腔408，降弓气缸40的排气侧对应于无杆腔407，降弓气缸40通过限流孔A409和限流孔B410直接或间接配合限速，在活塞404运动的行程始端，弹簧升弓装置50的作用力使活塞404向排气侧无杆腔407运动，无杆腔407排气速度受限使无杆腔407形成高压，有杆腔408进气速度受限使有杆腔408形成低压，因此，排气侧形成阻碍活塞404运动的阻尼缓冲力，此时阻尼缓冲力大于降弓气缸40进气侧动力，降弓气缸40进气侧动力即为弹簧升弓装置50的作用力，因此升弓过程在起始段出现先加速再减速缓冲；随着无杆腔407排气以及有杆腔408进气，无杆腔407气体压力降低，有杆腔408气体压力升高，因此，阻尼缓冲力逐渐减小，直至无杆腔407与有杆腔408压力进入动态平衡状态时，弹簧升弓装置50克服阻尼缓冲力进行升弓，升弓过程中阻尼缓冲力趋于稳定值，升弓速度快速过渡至趋近于匀速。在降弓过程中，降弓气缸40的进气侧对应于无杆腔407，降弓气缸40的排气侧对应于有杆腔408，在活塞404运动的行程始端，通入进气侧的压力气体使活塞404向排气侧运动，有杆腔408排气速度受限使有杆腔408形成高压，无杆腔407进气速度受限使无杆腔407形成低压，因此，排气侧形成阻碍活塞404运动的阻尼缓冲力，此时阻尼缓冲力大于进气侧动力，使降弓过程在起始段出现先加速再减速甚至停顿；随有杆腔408排气以及无杆腔407进气，有杆腔408气体压力降低，无杆腔407气体压力升高，因此，阻尼缓冲力逐渐减小，直至有杆腔408与无杆腔407压力进入动态平衡状态时，压力气体克服阻尼缓冲力和弹簧升弓装置50作用力进行降弓，降弓过程中阻尼缓冲力趋于稳定值，降弓速度快速过渡至趋近于匀速。需要说明的是，阻尼缓冲力趋于稳定值并非指阻尼缓冲力停留在稳定值，而是指阻尼缓冲力在包含稳定值的预定区间范围内有规律的小幅波动。

可选的，节流气路包括分别连通限流孔A409的高压泄气气路411和进回气气路412，高压泄气气路411和进回气气路412通过气压阀413接入主路415，高压泄气气路411至主路415单向连通，主路415至进回气气路412单向连通；高压泄气气路411设置有用于调节无杆腔407排气速度的回气阀414。具体的说，限流孔A409、限流孔B410配合进回气气路412的压力气体进气速度调节降弓速度，进一步的说，无杆腔407的进气速度受限流孔A409及进回气气路412的压力气体进气速度控制，有杆腔408的排气速度受限流孔B410控制，无杆腔407进气速度和有杆腔408排气速度综合调节活塞404杆伸出速度；限流A、限流孔B410配合高压泄气气路411的回气阀414调节升弓速度，进一步的说，有杆腔408的进气速度受限流孔B410控制，无杆腔407排气速度受限流A及高压泄气气路411的回气阀414控制，无杆腔407排气速度和有杆腔408进气速度综合调节活塞404杆返回速度。

可选的，主路415通过电磁换向阀分别连通气源和大气；其中，主路415与气源在电磁换向阀得电时连通，主路415与大气在电磁换向阀断电时连通。优选的，电磁换向阀为二位三通阀。具体的说，本实施例中的降弓气缸40通过电磁换向阀切换无杆腔407与气源和大气的连通状态，除降弓过程以外，降弓气缸40的有杆腔408与无杆腔407均与大气连通。

在上述实施例的基础上，为进一步优化缓冲升降型受电弓的结构，可将弹簧升弓装置50和降弓气缸40设置于中心转轴221轴线的同一侧，缩小安装使用的空间需求，减小体积。

可选的，降弓气缸40的活塞404杆与设置在中心转轴221上的传动板224组件推压配合。进一步的，传动板224组件可包括固定在中心转轴221上的传动板224，以及可转动地连接在传动板224上的滚轮223，滚轮223抵在降弓气缸40的活塞404杆上。具体的说，升弓过程中，弹簧升弓装置50通过中心转轴221带动传动板224组件推压降弓气缸40活塞404杆，活塞404杆与滚轮223之间发生相对移动；降弓过程中，通入降弓气缸40的压力气体使活塞404杆推压传动板224组件的滚轮223，通过传动板224组件带动中心转轴221转动，活塞404杆与滚轮223之间发生相对移动。滚轮223可将滑动摩擦转化为滚动摩擦，这种配合关系可有效提高降弓气缸40及传动板224组件的使用寿命，降低故障率。

可选的，弹簧升弓装置50包括主弹簧510和传动链条530，主弹簧固定端M安装在底座10上，主弹簧活动端N通过传动链条530连接安装在中心转轴221上的凸轮520。进一步的，主弹簧固定端M通过螺栓和弹簧支架可拆卸的固定在底座10上，主弹簧活动端N通过链条530与设置在中心转轴221上的凸轮520活动连接，凸轮520与中心转轴221同步转动。主弹簧510为拉簧，可沿自身轴线进行直线伸缩运动，也可弯曲。主弹簧510包括支撑杆512和弹簧体511，支撑杆512一端可拆卸的安装在底座10上，支撑杆512另一端通过弹簧体511固定端的连接件514连接弹簧体511并延伸入弹簧体511内，支撑杆512轴线与弹簧体511轴线重合或平行；弹簧体511活动端的连接件515通过挂钩513连接链条530。

作为进一步优化，底座10上至少设置有两组主弹簧510，主弹簧510倾斜设置，且主弹簧活动端N高度低于主弹簧固定端M，活动端可借助链条530的牵引防止其随重力下垂。优选的使凸轮520的弧面与链条530配合，以使链条530引导主弹簧510沿主弹簧510轴线伸缩，而不会发生主弹簧活动端N弯曲或上下抬升。在主弹簧510伸缩过程中，主弹簧510轴线的延伸线均相对于底座10静止，即主弹簧固定端M不会发生转动位移，从而使主弹簧510轴线的延伸线相对底座10发生移动。

在上述实施例的基础上，进一步的，升降臂20包括上臂部210、平衡杆230、下臂部220和联轴杆240。下臂部220包括中心转轴221、下臂杆222和传动板224组件，下臂杆222下端安装在中心转轴221上，下臂杆222上端连接上臂部210下端，联轴杆240两端分别转动连接底座10、上臂部210下端，下臂杆222、上臂部210、联轴杆240和底座10形成下部平面四连杆机构。上臂部210呈T型，包括上臂杆211、安装于上臂杆211下端的连接板和安装于上臂杆211上端的横杆212，上臂杆211与横杆212呈T型布置，其中横杆212与弓头30转动连接；平衡杆230下端与下臂部220上端转动连接，平衡杆230上端与弓头30转动连接，上臂杆211、弓头30、平衡杆230和下臂部220形成上部平面四连杆机构。其中，平衡杆230具有长度可调节的调节螺杆，平衡杆230通过调整调节螺杆的伸出长度来保证弓头30的水平状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缓冲升降型受电弓，包括底座(10)、升降臂(20)和弓头(30)，升降臂(20)上端连接弓头(30)，升降臂(20)下端的中心转轴(221)可转动地安装在底座(10)上，其特征在于，所述中心转轴(221)与底座(10)之间设置有带动中心转轴(221)转动的弹簧升弓装置(50)和降弓气缸(40)；其中，弹簧升弓装置(50)克服降弓气缸(40)由进排气节流产生的阻尼缓冲力驱动升弓，通入降弓气缸(40)的压力气体克服阻尼缓冲力及弹簧升弓装置(50)的作用力推出活塞(404)杆驱动降弓。

2.如权利要求1所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述降弓气缸(40)为预缩型单作用气缸，所述降弓气缸(40)的活塞(404)杆通过弹簧升弓装置(50)的作用力复位返回。

3.如权利要求1所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，降弓气缸(40)的内室通过活塞(404)分隔为有杆腔(408)和无杆腔(407)，所述有杆腔(408)通过限流孔B(410)连通大气，所述无杆腔(407)通过限流孔A(409)连通节流气路；所述限流孔A(409)与限流孔B(410)配合限速，使降弓气缸(40)的排气侧形成由进排气节流产生的阻尼缓冲力，所述阻尼缓冲力在活塞(404)运动的行程始端大于降弓气缸(40)进气侧的动力，且所述阻尼缓冲力随排气侧排气逐渐减小并趋于稳定值。

4.如权利要求3所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述节流气路包括分别连通限流孔A(409)的高压泄气气路(411)和进回气气路(412)，高压泄气气路(411)和进回气气路(412)通过气压阀(413)接入主路(415)，所述高压泄气气路(411)至主路(415)单向连通，所述主路(415)至进回气气路(412)单向连通；所述高压泄气气路(411)设置有用于调节无杆腔(407)排气速度的回气阀(414)。

5.如权利要求4所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述主路(415)通过电磁换向阀分别连通气源和大气；其中，主路(415)与气源在电磁换向阀得电时连通，主路(415)与大气在电磁换向阀断电时连通。

6.如权利要求1-5任一项所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述弹簧升弓装置(50)和降弓气缸(40)位于中心转轴(221)轴线的同一侧。

7.如权利要求1-5任一项所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述降弓气缸(40)的活塞(404)杆与设置在中心转轴(221)上的传动板(224)组件推压配合。

8.如权利要求7所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述传动板(224)组件包括固定在中心转轴(221)上的传动板(224)，以及可转动地连接在传动板(224)上的滚轮(223)，所述降弓气缸(40)的活塞(404)杆与滚轮(223)推压配合。

9.如权利要求1-5任一项所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述弹簧升弓装置(50)包括主弹簧(510)和传动链条(530)，所述主弹簧固定端(M)安装在底座(10)上，所述主弹簧活动端(N)通过传动链条(530)连接安装在中心转轴(221)上的凸轮(520)。

10.如权利要求9所述的缓冲升降型受电弓，其特征在于，所述主弹簧(510)为拉簧。

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