CN113581025A - 一种轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统 - Google Patents
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Abstract
一种轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统，包括驱动箱、支撑立柱、摆臂、传动轴，其中，所述驱动箱固定于所述支撑立柱上，所述传动轴的一端垂直嵌入所述驱动箱中，另一端垂直穿过所述摆臂，通过所述驱动箱中的电机驱动所述传动轴发生偏转，并进一步带动所摆臂摆动。通过本发明所提出的一种摆臂式接触网系统，采用主动式的移动接触网与在轨道车辆试验台上的列车的受电弓进行连接，并以往复摆动的方式不断滑动切换接触网与受电弓的连接点，进一步解决因电流大小受列车功率影响而无法限制且接触点长时间不变化导致的局部发热及局部升温太高对受电弓及接触网的带来的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于轨道车辆试验及测试领域，具体涉及一种轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统。
背景技术
随着大功率滚动试验台技术的发展，电力机车在实验室内进行满负载的牵引试验成为可能。为使被试车辆尽量逼近实际运用工况，需使用接触网对电力机车进行供电。考虑到室内空间相对紧张以及安全因素，通常选择可在运用时展开，停用时收起的可移动式接触网。例如，如图1所示(专利申请号为CN202030120741.X)。受电弓取电的供电体及导电排通过数个绝缘子连接在摆臂上，供电线缆与摆臂上的导电排通过导电连接体连接，保证摆臂可在水平方向自由转动。移动接触网工作时摆臂摆出到如图1位置(与纸面平行)，然后通电运行；移动接触网结束运行后，先停止供电，然后摆臂转动至垂直纸面的折叠位置。然而此类接触网在工作时并不能移动，导致受电弓接触点的位置始终不变，易过热熔化接触点处的电缆。
发明内容
为解决以上问题，本发明提出了一种轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统，包括驱动箱、支持立柱、摆臂、传动轴、，其中，所述驱动箱固定于所述支撑立柱上，所述传动轴的一端垂直嵌入所述驱动箱中，另一端垂直穿过所述摆臂，通过所述驱动箱中的电机驱动所述传动轴发生偏转，并进一步带动所摆臂摆动。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括导电排，所述导电排的上部的杆状第一部件的两个端部通过绝缘子平行所述摆臂的方式固定在所述摆臂的一侧。
在本发明的一些实施方式中，导电排还包括杆状第二部件，所述第二部件垂直与所述第一部件并固定于所述第一部件的末端的端部下方。
在本发明的一些实施方式中，导电排还包括杆状的第三部件，所述第三部件的一端固定在第二部件的底部末端，另一端与所述第一部件的下侧相连。
在本发明的一些实施方式中，导电排的第二部件下部还连接有导电带，所述导电带的另一端与接触网相连。
在本发明的一些实施方式中，导电排的第二部件的下部端部还连接有可动线卡，所述可动线卡紧固所述接触网。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括固定块，所述固定块固定在所述支撑立柱上，并且与所述传动轴的穿过摆臂的端部相连。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括固定在所述固定块上的距离传感器用以监测摆臂的运动轨迹。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括固定在所述距离传感器与摆臂之间防止摆臂过度摆动的止挡。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括位于所述固定块外部侧壁的用于限制摆臂在空闲状态下摆动的限位锁。
通过本发明所提出的一种摆臂式接触网系统，采用主动式的移动接触网与在轨道车辆试验台上的列车的受电弓进行连接，并以往复摆动的方式不断切换接触网与受电弓的连接点，可防止接触网固定点连接时产生的过热而导致烧坏接触网导线的问题，同时在接触网摆动的同时还可小范围的改变受电弓的连接区域，同样可防止受电弓因局部过流或过热引起的其他问题。
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获得其他的实施例。
图1为现有技术的常见设计结构图；
图2为本发明摆臂式接触网系统的设计原理图；
图3为本发明一实施例摆臂式接触网的水平方向的正视图；
图4为本发明一实施例摆臂式接触网的水平方向的侧视图；
图5为本发明一实施例摆臂式接触网的在垂直方向上的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
图2为本发明的原理图，在图2中，形状如刀状的结构为本发明所设计的摆臂式接触网的简化模型，图中示出了其使用状态及空闲状态的示意图。具体地，在空闲状态所述摆臂式接触网处于图中C点，摆臂式接触网折叠到贴近固定物位置。AB点为摆臂式接触网的使用状态的往复运动区间，即从A-B往复运动。I表示摆臂式接触网的摆臂运动的扇形区域，d表示摆臂式接触网的导线(即接触网)的位移距离，通过摆臂式接触网在AB(相当于在轨道列车的行驶线)之间的往复运动，使得接触网可以在垂直于轨道列车的方向上有距离为d的位移，即可实现在室内进行满负载的牵引试验时，接触网可以一直与试验车辆的受电弓产生相对移动，以模拟真实的列车运行环境下的接触网与受电弓的连接方式，以及避免接触网上的导线因长时间通过固定点与受电弓接触产生的高位使得接触网烧毁的问题。实现了车不动，接触网动的相对运动场景。
如图3-5所示，本发明提出了一种轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统，包括驱动箱6、支持立柱10、摆臂9、传动轴8、，其中，所述驱动箱6固定于所述支撑立柱10上，所述传动轴8的一端垂直嵌入所述驱动箱6中，另一端垂直穿过所述摆臂9，通过所述驱动箱6中的电机驱动所述传动轴8发生偏转，并进一步带动所摆臂9摆动。
在本实施例中，在场外列车运行的真实环境中，接触网受电弓始终处于相对移动状态，因此产生的高强电流在接触网上的导线上均匀分布在沿列车沿线的接触网与受电弓的接触点上，因此高强电流不会持续的通过某一点，因此不会在接触网的某一段或某一点因超强电流而产生高温。但是在室内的滚动试验平台上，列车处于原地运动行驶，受电弓与接触网不会产生位移，因此会导致单一接触点的电流发热烧坏接触网或降低接触网使用寿命，为此在本实施例中，通过驱动箱6中的电机驱动传动轴8发生往复的偏转运动，并通过传动轴上的摆臂9使得摆臂9外部所连接的接触网持续产生位移实现与受电弓的接触点往复变化的作用，使得供电产生的超高电流不会一直在接触网上的固定连接点产生高温，并防止高温烧坏接触网。
在本发明的一些实施例中，摆臂式接触网系统还包括导电排2，所述导电排2的上部的杆状第一部件12的两个端部通过绝缘子3平行所述摆臂9的方式固定在所述摆臂9的一侧。
在本实施例，在实际的摆臂式接触网的制作材料上，要求具有一定的强度，因此通常采用金属制作而成，在满足强度要求的基础上最大化降低成本。因此，在金属结构的摆臂式接触网需要将用于高压供电的导线与摆臂9之间绝缘处理，因此在导电排2与摆臂9之间通过绝缘子3连接。为考虑接触网自身的重量以及需要一定的压力与受电弓相连。如图3-图5所示，导电排2的一段被设计成三角结构，在导电排的顶部为第一部件12，第一部件12的两段分别通过绝缘子3与摆臂9相连。
在本发明的一些实施例中，导电排2还包括杆状第二部件13，所述第二部件13垂直与所述第一部件12并固定于所述第一部件12的末端的端部下方。
在本实施例中，在导电排2的第一端部的远离支撑立柱10的一端还连接有第二部件13，第二部件13垂直于第一部件12在第一部件12的端部固定。
在本发明的一些实施例中，导电排2还包括杆状的第三部件14，所述第三部件14的一端固定在第二部件13的底部末端，另一端与所述第一部件12的下侧相连。
在本实施例中，为考虑接触网与受电弓接触时产生的压力对导电排的形变影响，在第一部件12和第二部件13之间还设有第三部件14，第三部件14的一端与第二部件13的下部端部相连。相对的另一端与第一部件12上的某一位置相连，并且与第一部件12相连的点距离第一部件12与第二部件13的连接点的距离等于第二部件12的总长，即第一部件12的一部分与第二部件13和第三部件14构成直角等腰三角形。
在本发明的一些实施例中，导电排的第二部件13下部还连接有导电带1，所述导电带1的另一端与接触网相连。
在本实施例中，如图3-4所示，在导电排2的竖直向下的第二端部的下部靠近末端位置向外延伸出具有一定长度的突部，所述突部上连接有导电带1，导电带1具有良好的导电性能，其另一端与接触网11相连，为接触网11供电。
在本发明的一些实施例中，导电排的第二部件的下部端部还连接有可动线卡，所述可动线卡紧固所述接触网。
在本实施例中，在第二部件13的下方端部连接有可动线卡4，可动线卡4具有一定的刚性，通过与接触网1匹配的连接结构与接触网11相连并锁紧固定，并且可动线卡4使得接触网11能在水平方向上相对于摆臂发生转动，且使接触网与受电弓从俯视角度一直处于垂直状态即保证接触网始终与列车的行进方向平行，需要说明的是，在本发明中，图3-5并未示出本发明轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统的接触网的全貌，在图3-5中示出的只是部分接触网，而实际中是由多个摆臂式接触网系统连接同一根接触网电缆，并通过可动线卡4固定，在多个摆臂摆动时共同带动整条接触网相对于原来位置向摆臂所在的一侧运动或恢复到原来的位置，因此接触网需采用柔性电缆。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括固定块15，所述固定块15固定在所述支撑立柱10上，并且与所述传动轴8的穿过摆臂9的端部相连。
在本实施例中，需要对用于驱动摆臂9转动的传动轴的端部进行固定，以防止摆臂9在手里情况下带动传动轴8产生错误最终毁坏驱动箱中的电机的差速齿轮，因此在支撑立柱10的顶部设有固定块15，固定块为直角造型，其中靠近立柱的部分向下延伸并固定在支撑立柱10上，顶部部分水平向远离支撑立柱10的方向延伸，因此传动轴8的端部嵌入在固定块15远离支持立柱10的端部中，并且在固定块15与传动轴8连接的部位嵌入有滚动轴承以减少传动轴8与固定块15的摩擦带来的动能损耗及材料磨损。并基于此稳定传动轴8由摆臂9所带来的水平方向的扭力。此外，固定块15在面向列车的一面成开口设计，摆臂9在开口中往复摆动。
在本发明的一些实施例中，摆臂式接触网系统还包括固定在所述固定块15上的距离传感器7用以监测摆臂的运动轨迹。
在本实施例中，通过在固定块15的开口内部设置距离传感器7以监控摆臂9的摆动位置，并在摆臂9到达预定摆动位置后，传感器向驱动箱中的驱动电机发送反向转动指令，使得摆臂9向反方向摆动，以此循环控制摆臂9的往复摆臂运动。
在一些实施例中，距离传感器7为对称地设置在摆臂9的两侧的固定块15中，并且各通过自身来控制摆臂9往自身方向的摆臂运动。具体为采用竞争的方式，当位于左侧的摆臂检测到摆臂9与自身的距离更近甚至超过预定的安全距离时，向驱动箱中电机下达的转向命令的优先级高于对立的右侧的距离传感器7的指令，以防止某一距离传感器发生故障而导致摆臂发生超出预定范围的摆动而产生安全风险。也就是说在驱动箱中控制电机的控制系统中转向的命令优先级更高。无论哪一距离传感器发出转向指令均控制电机的转动方向改变。此外，当在一定时间(时间低于半个往复摆动周期)内频繁接收到来自距离传感器7转向指令，则停止电机的转动，并发出错误警告。因为在这一情况下，必然存在一个距离传感器7出现故障或通信线路出现故障。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括固定在所述距离传感器与摆臂之间防止摆臂过度摆动的止挡。
在本实施例中，在距离传感器7的外部还设有止挡，止挡用于在距离传感器7控制摆臂9的摆动范围出现故障时，在摆臂9超出预定摆动范围时进行制动。此外，止挡面向摆臂9的一面采用软性抗压耐磨材料制成，在摆臂9余止挡反生碰撞时可减少碰撞带来的冲击，保护整体摆臂式接触网的固定。
在本发明的一些实施方式中，摆臂式接触网系统还包括位于所述固定块外部侧壁的用于限制摆臂在空闲状态下摆动的限位锁。
在本实施例中，如图3-5所示，在固定块15的外侧还设由限位锁5，限位锁如图4所示，为直角的Z形设计，在摆臂处于工作状态时，限位锁处于升起状态，当摆臂式接触网处于空闲状态时，摆臂式接触网折叠靠近固定的墙壁时将限位锁放下并通过直角Z形的突出部分使摆臂式接触网的摆臂的位置固定，防止在空闲状态下影响其他工作的空间需要。
通过本发明所提出的一种摆臂式接触网系统，采用主动式的移动接触网与在轨道车辆试验台上的列车的受电弓进行连接，并以往复摆动的方式不断切换接触网与受电弓的连接点，可防止接触网因固定连接点连接时产生的过热而导致烧坏接触网导线的问题，同时在接触网摆动的同时还可小范围的改变受电弓的连接区域，同样可防止受电弓因局部过流或过热引起的其他问题。
在本发明的实施例，通过驱动摆臂往复摆动将接触网与受电弓实时产生相对运动，防止在固定连接点因高电流产生高温导致接触网被烧坏起到良好的模拟实际车辆受电弓与接触网的真是测试环境。实现车不动，接触网动。
Claims (10)
1.一种轨道车辆试验台用摆臂式接触网系统，包括驱动箱、支撑立柱、摆臂、传动轴，其中，所述驱动箱固定于所述支撑立柱上，所述传动轴的一端垂直嵌入所述驱动箱中，另一端垂直穿过所述摆臂，通过所述驱动箱中的电机驱动所述传动轴发生偏转，并进一步带动所摆臂摆动。
2.根据权利要求1所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，还包括导电排，所述导电排的上部的杆状第一部件的两个端部通过绝缘子平行所述摆臂的方式固定在所述摆臂的一侧。
3.根据权利要求2所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，所述导电排还包括杆状第二部件，所述第二部件垂直与所述第一部件并固定于所述第一部件的末端的端部下方。
4.根据权利要求3所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，所述导电排还包括杆状的第三部件，所述第三部件的一端固定在第二部件的底部末端，另一端与所述第一部件的下侧相连。
5.根据权利要求3所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，所述导电排的第二部件下部还连接有导电带，所述导电带的另一端与接触网相连。
6.根据权利要求5所述的摆臂式接触网系统，其特征在于。所述导电排的第二部件的下部端部还连接有可动线卡，所述可动线卡紧固所述接触网并且可动线卡的旋转结构可促使接触网在摆臂摆动时始终与列车行进方向平行。
7.根据权利要求1所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，还包括固定块，所述固定块固定在所述支撑立柱上，并且与所述传动轴的穿过摆臂的端部相连。
8.根据权利要求7所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，还包括固定在所述固定块上的距离传感器用以监测摆臂的运动轨迹。
9.根据权利要求8所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，还包括固定在所述距离传感器与摆臂之间防止摆臂过度摆动的止挡。
10.根据权利要求7所述的摆臂式接触网系统，其特征在于，还包括位于所述固定块外部侧壁的用于限制摆臂在空闲状态下摆动的限位锁。
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| CN114013286A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-08 | 中车大连机车车辆有限公司 | 一种电力机车车顶集成高压系统 |
| CN114013286B (zh) * | 2021-11-26 | 2023-08-15 | 中车大连机车车辆有限公司 | 一种电力机车车顶集成高压系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113581025B (zh) | 2023-09-05 |
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