一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置及转向架的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置及转向架。

背景技术：

磁轨制动是指将使列车转向架上的磁铁放下，磁铁与轨道附着接触，利用磁铁与轨道之间的摩擦力，从而使列车减速，由于磁轨制动可以产生较大的制动力，且磁轨制动属于非黏着制动，制动力不受轮轨间黏着因素的限制，因此常被城市轨道车辆用作紧急制动的一种补充制动。

因磁轨制动是将电磁铁通过磁力吸附在轨道上，通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的摩擦产生制动力，故紧急制动时，电磁铁应当与轨道接触，而在列车正常行驶时，电磁铁又需与轨道分离，故需要对电磁铁的位置进行调节，现有的磁轨制动方案并不具备对电磁铁的位置进行调节的功能，需要进一步完善。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置及转向架，旨在解决现有的磁轨制动方案并不具备对电磁铁的位置进行调节的功能问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

本发明提出一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置，包括两个相对设置的复合调节组件；其中一个所述复合调节组件设置于转向架一侧的两车轮之间；另一个所述复合调节组件设置于转向架另一侧的两车轮之间；

所述复合调节组件包括安装座和制动模块；所述安装座的两端固定连接于转向架同侧的两个轴箱；所述制动模块包括至少2个连接座、至少2个弹性悬挂件和电磁体；所述电磁体的两端各连接至少1个所述连接座，各所述连接座的远离所述电磁体的一侧连接至少1个所述弹性悬挂件；所述弹性悬挂件连接于所述安装座；所述电磁体位于所述安装座的下方，且所述弹性悬挂件的弹力使所述电磁体在不通电时与轨道保持有预设间隙。

优选的，所述安装座还设置有止挡座和限位座；所述连接座套设于所述止挡座；所述电磁体嵌设于所述限位座。

优选的，所述弹性悬挂件包括悬杆、顶片、弹簧和底座；所述悬杆的一端固连于所述顶片；所述底座活动套设于所述悬杆；所述顶片和所述底座之间设置所述弹簧；

所述安装座开设有悬挂孔；所述悬挂孔的直径大于所述悬杆的直径，所述悬挂孔的直径小于所述底座的外径；所述悬杆穿设于所述悬挂孔；所述悬杆的另一端向下伸出于所述悬挂孔；所述连接座连接于所述悬杆的另一端。

优选的，所述连接座的远离所述电磁体的一端设置有连接环；所述悬杆的另一端设置有外螺纹；所述悬杆的另一端穿设并向下伸出于所述连接环；所述悬杆的另一端拧设有螺母；所述螺母的外径大于所述连接环的内径。

优选的，所述复合调节组件还包括卡位模块；所述卡位模块包括卡位控制器和卡位座；所述卡位控制器连接有导向轴；所述卡位控制器能控制所述导向轴沿其轴向运动；所述导向轴的另一端连接于所述卡位座；所述卡位座包括第一侧壁；所述第一侧壁远离所述导向轴且与所述导向轴相对，所述导向轴垂直于所述第一侧壁；所述第一侧壁设置有第一锯齿形结构；所述第一锯齿形结构的多个锯齿从上至下依次排列；

所述止挡座和限位座之间还设置有控制器安装座；所述卡位控制器固定连接于所述控制器安装座；所述限位座还开设有导向孔；所述卡位座位于所述限位座的远离所述控制器安装座的一侧；所述导向轴活动穿设于所述导向孔；

所述电磁体包括2个彼此相对的端壁；2个所述端壁均设置有与所述第一锯齿形结构配合的第二锯齿形结构；所述第一锯齿形结构和所述第二锯齿形结构相对设置。

优选的，所述卡位模块还包括吊杆和导向轮；所述吊杆包括竖杆，以及连接于所述竖杆的顶部的横杆；所述导向轮转动连接于所述横杆；

所述安装座还开设有导槽；所述安装座的与所述限位座相对的一侧面还设置有导轨；所述竖杆的底部固定连接于所述卡位座；所述竖杆活动穿设于所述导槽；所述导向轮与所述导轨配合接触。

优选的，所述导向轮的数量为至少2个；所述导轨的数量和所述导向轮的数量一致；所述导向轮和所述导轨一一对应；各所述导向轮分别与对应的所述导轨配合接触。

优选的，其特征在于，所述竖杆垂直于所述横杆。

优选的，所述卡位控制器为电动缸；所述导向轴与所述电动缸的输出杆共轴线连接。

本发明还提出一种用于黏着力调节和磁轨制动的转向架，包括如上述任一项所述的用于黏着力调节和磁轨制动的装置。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置能够对电磁体的位置进行调节；具体的，当列车紧急制动时，电磁体通电，电磁体产生磁力，随即在磁力的作用下电磁体向下拉动弹性悬挂件，并和钢轨贴合，产生摩擦机械制动力，实施磁轨制动；当列车正常运行时，电磁体断电，在弹性悬挂件的弹力作用下，电磁体重新和轨道产生间隙，以保证列车的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的转向架一实施例的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的复合调节组件的立体结构示意图(1)；

图3为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的复合调节组件的立体结构示意图(2)；

图4为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的安装座的立体结构示意图(1)；

图5为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的安装座的立体结构示意图(2)；

图6为图5中a处细节放大示意图；

图7为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的制动模块的结构示意图；

图8为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的制动模块与安装座的配合连接示意图(1)；

图9为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的制动模块与安装座的配合连接示意图(2)；

图10本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的卡位模块的结构示意图；

图11为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的卡位模块与安装座的配合连接示意图(1)；

图12为图11中b处细节放大示意图；

图13为本发明提出的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置一实施例的卡位模块与安装座的配合连接示意图(2)；

图14为图13中c处细节放大示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置及转向架。

如附图1-附图14所示，一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置(以下简称为装置)的一实施例，本装置包括两个相对设置的复合调节组件1；其中一个复合调节组件1设置于转向架一侧的两车轮之间；另一个复合调节组件1设置于转向架另一侧的两车轮之间。

复合调节组件1包括安装座5和制动模块7；安装座5的两端分别固定连接于转向架同侧的两个轴箱2的底部(通过第一螺栓3固定连接)；制动模块7包括至少2个连接座15(本实施例中优选为2个)、至少2个弹性悬挂件17(本实施例中优选为2个)和电磁体16；电磁体16的两端各连接至少1个连接座15，各连接座15的远离电磁体16的一侧连接至少1个弹性悬挂件17；弹性悬挂件17连接于安装座5；正常使用时，电磁体16位于安装座5的下方，且弹性悬挂件17的弹力使电磁体16在不通电时与轨道4(钢轨)保持有预设间隙；这里的预设间隙在本实施例中优选为10mm。电磁体16和轨道4正相对。

在本实施例中，电磁体16的两端各连接1个连接座15，各连接座15的远离电磁体16的一侧连接1个弹性悬挂件17。

通过上述技术方案，使得本装置能够对电磁体16的位置进行调节，从而完善磁轨制动功能；具体的，当列车紧急制动时，电磁体16通电，电磁体16产生磁力，随即在磁力的作用下电磁体16向下拉动弹性悬挂件17，并和钢轨贴合，产生摩擦机械制动力，实施磁轨制动；当列车正常运行时，电磁体16断电，在弹性悬挂件17的弹力作用下，电磁体16重新和轨道4产生间隙，以保证列车的正常运行。

此外，如附图5所示，上述安装座5的朝向轨道4的一侧还设置有止挡座11和限位座12；上述连接座15呈“u”型框状结构，连接座15套设于止挡座11；止挡座11能够对连接座15的横向和纵向的超范围的摆动进行限制，防止连接座15出现过大的位移，从而导致电磁体16和钢轨彼此偏移过大；上述电磁体16呈长方体状，电磁体16嵌设于限位座12，限位座12能够对电磁体16的横向超范围摆动进行限制，保证电磁体16和轨道4始终正相对。

具体的，止挡座11和限位座12的数量均为2个；2个止挡座11和2个连接座15一一对应；各连接座15分别套设于对应的止挡座11中；限位座12呈“u”型框状结构；电磁体16的纵向的两端分别嵌入2个限位座12中。

同时，上述弹性悬挂件17包括悬杆174、顶片171、弹簧172和底座173；悬杆174的一端(即顶端)固连于顶片171；底座173活动套设于悬杆174；顶片171和底座173之间设置弹簧172；具体的，弹簧172的两端分别连接于顶片171和底座173。

安装座5开设有2个悬挂孔51；悬挂孔51的直径大于悬杆174的直径，悬挂孔51的直径小于底座173的外径；悬杆174竖直穿设于悬挂孔51；悬杆174的另一端向下伸出于悬挂孔51；连接座15连接于悬杆174的另一端(即悬杆174底端)。

这样设置，安装座5包括相对设置的第一座壁52和第二座壁53；上述止挡座11和限位座12设置于第一座壁52；通过上述技术方案，底座173和第二座壁53贴合接触，这样设置使得弹性悬挂件17更加稳定，能够对连接座15和电磁体16提供更加稳定的弹力。

此外，连接座15的远离电磁体16的一端设置有连接环151；悬杆174的另一端(即悬杆174的底端)设置有外螺纹；悬杆174的另一端穿设并向下伸出于连接环151；悬杆174的另一端(即悬杆174的底端)拧设有第一螺母20；第一螺母20的外径大于连接环151的内径。

通过上述技术方案，即连接座15和弹性悬挂件17的连接结构更加清晰合理，通过螺母连接，便于拆卸维修。

轨道车辆的牵引力和基础制动力取决于车轮与轨道接触处的黏着力，同样的，轨道车辆的牵引力和基础制动力也受到黏着力的限制。具体的，车辆在启动、转弯和常规制动时，需要提升车轮和轨道之间的黏着力，这样能够减少制动距离和并防止车轮擦伤。

现有的提高车辆黏着力的方案是在车辆行进方向撒砂和喷射陶瓷颗粒或其他坚硬颗粒物来提高黏着系数，进而提高车轮和轨道之间的黏着力，但是这种方法会对车轮产生不利影响，故这种方法的应用范围已经越来越小；迫切需要一种效果更好的能够调节车轮和轨道之间的黏着力的方案。

为此，上述复合调节组件1还包括卡位模块6；卡位模块6包括卡位控制器23和卡位座24；卡位控制器23连接有导向轴242；卡位控制器23能控制导向轴242沿其轴向运动，即卡位控制器23为驱动执行机构，包括但不限于电动缸、液压缸和气动缸；本实施例中优选为电动缸，电动缸无需液体源和气源，结构相对简单，适合作为本装置的卡位控制器23，导向轴242与电动缸的输出杆(未示出)共轴线连接；导向轴242的另一端连接于卡位座24；卡位座24包括第一侧壁243；第一侧壁243远离导向轴242且与导向轴242相对，导向轴242垂直于第一侧壁243；第一侧壁243设置有第一锯齿形结构241；第一锯齿形结构241的多个锯齿从上至下依次排列。

第一座壁52的止挡座11和限位座12之间还设置有控制器安装座135；卡位控制器23固定连接于控制器安装座135；限位座12还开设有导向孔14；卡位座24位于限位座12的远离控制器安装座135的一侧，具体的，卡位座24位于2个限位座12之间；导向轴242活动穿设于导向孔14。导向孔14、导向轴242和电动缸的输出杆3者共轴线设置；这样使得卡位座24只能沿导向轴242的轴向运动，导向轴242的轴向和电磁体16的纵向方向一致。

电磁体16的纵向两端包括2个彼此相对的端壁161；2个端壁161均设置有与第一锯齿形结构241配合的第二锯齿形结构163；第一锯齿形结构241和第二锯齿形结构163相对设置。

具体的，上述卡位模块6的数量为2个；控制器安装座135的数量同样为2个；2个卡位控制器23分别固定于2个控制器安装座135；2个导向轴242分别穿设于2个限位座12的导向孔14；2个卡位座24的第一锯齿形结构241能够分别与2个端壁161的第二锯齿形结构163配合嵌套接触。

通过上述技术方案，能够调节列车的车轮和轨道4之间的黏着力；列车在启动、常规制动、通过弯道时，2个卡位组件的卡位控制器23控制与其连接的卡位座24朝向电磁体16运动，进而使得2个卡位座24的第一锯齿形结构241分别与电磁体16的2个端壁161的第二锯齿形结构163紧密嵌合，此时，电磁体16的竖直方向的运动受到限制；然后控制电磁体16通电，电磁体16和与钢轨之间产生吸附力，由于卡位模块6限制了电磁体16的竖直方向的运动(且此时电磁体16和轨道4仍保持有预设距离，即10mm)，电磁体16与轨道4的吸附力最终将转化为车辆的附加重量(相当于列车变重)；即相当于增加了车辆的黏着重量，即在启动、常规制动、通过弯道时增加了车轮和轨道4之间的黏着力，能够提升车辆启动时的启动牵引力、常规制动时的制动力和通过弯道时的曲线平稳性；使得列车的起步和常规更稳更快，列车过弯时车身更加平稳。

在列车的正常运行时，控制电磁体16断电，使得电磁体16失去电磁力，即与轨道4之间的吸附力减小为零，车辆黏着重量恢复为车辆的实际重量，即车轮和轨道4之间的黏着力恢复为正常。

车辆在紧急制动时，2个卡位控制器23分别控制与其连接的卡位座24分别向远离电磁体16的方向移动，卡位座24上的第一锯齿形结构241与电磁体16上的第二锯齿形结构163分离，电磁体16的竖向运动限制被解除；与此同时，电磁体16通电，电磁体16与轨道4之间产生吸附力，使得电磁体16和轨道4贴合；实现磁轨制动，即电磁体16与轨道4之间的吸附力使得电磁体16贴合在轨道4上，产生摩擦机械制动力，实施磁轨制动。

故通过上述技术方案，能够使得列车在不同运营状态时，能够根据具体情况实现黏着力的按需调节，满足车辆的实际运营要求。

此外，上述卡位模块6还包括吊杆22和导向轮21；吊杆22包括竖杆221，以及连接于竖杆221的顶部的横杆222；竖杆221垂直于横杆222，竖杆221竖直设置；导向轮21转动连接于横杆222；竖杆221连接于横杆222的中部，导向轮21的数量为至少2个(本实施例中为2个)，各导向轮彼此平行。

安装座5还开设有导槽10；安装座5的与限位座12相对的一侧面(即第二座壁53)还设置有导轨9；竖杆221的底部固定连接于卡位座24；竖杆221竖直活动穿设于导槽10；导向轮21与导轨9配合接触。

导轨9的数量和导向轮21的数量一致(同样为2个)；导向轮21和导轨9一一对应；各导向轮21分别与对应的导轨9配合接触，导轨9的延伸方向和导向轴242的轴线方向一致，导轨9对导向轮21起到导向作用。

通过上述技术方案，能够将电磁体16与导轨4的吸附力传递到安装座5上，避免由导向轴242和卡位控制器23来承受上述吸附力，避免了卡位控制器23或导向轴242受力而损坏，使得本装置的整体结构更加合理。

此外，上述竖杆221和卡位座24的连接方式为：竖杆221穿设于卡位座24，并伸出于卡位座24的底侧，伸出于卡位座24的底侧的竖杆221拧设有第二螺母27，通过第二螺母27使得竖杆221和卡位座24固定连接；这样便于拆卸和维修。

同时，电磁体16还包括彼此相对的2个第二侧壁162；连接座15通过第二螺栓19固定连接于第二侧壁162。这样便于拆卸和维修。

此外，控制器安装座135开设有多个螺孔26，本装置还包括多个第三螺栓261(本实施例中为3个)，多个第三螺栓261穿设于螺孔26并固定拧入卡位控制器23，以此使得卡位控制器23固定于控制器安装座135。

同时，导向轮21通过螺钉25转动连接于横杆222。

上述技术方案，完善了本装置的各部件之间的连接结构，使得本装置的结构更加完善合理。

综上所述，本装置能够调节车辆和轨道4之间的黏着力；使得车辆在在启动、常规制动、通过弯道时增加车辆黏着重量；在旅行速度运营时，黏着重量恢复为车辆实际重量；在紧急制动时，本装置还可以实现磁轨制动。达到在车辆不同运营状态时，根据具体情况实现多功能切换的效果，满足车辆的实际运营要求。

如附图1所示，本发明还提出一种用于黏着力调节和磁轨制动的转向架(以下简称为转向架)，本转向架包括如上述任一项所述的一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置；即上述一种用于黏着力调节和磁轨制动的装置的安装座5的两端分别固定连接于本转向架同侧的两个轴箱2的底部(通过第一螺栓3固定连接)。

本转向架能够调节车辆和轨道4之间的黏着力；使得车辆在在启动、常规制动、通过弯道时增加车辆黏着重量；在旅行速度运营时，黏着重量恢复为车辆实际重量；在紧急制动时，本转向架还可以实现磁轨制动。达到在车辆不同运营状态时，根据具体情况实现多功能切换的效果，满足车辆的实际运营要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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