一种铰链式风阻制动装置

1.本实用新型涉及高速列车技术领域，特别涉及一种铰链式风阻制动装置。


背景技术：

2.高速列车是一种贴近地面高速运动的物体，我国传统列车时速120km时，空气阻力约占总阻力的40％；钝头机车牵引提速客车(车辆底部裸露在外)组成的提速列车，时速160km时，空气阻力占总阻力的75％左右；时速在300km/h时，空气阻力占总阻力的85％左右。列车空气阻力与列车运行速度的平方成正比，随着列车运行速度的提高，列车空气阻力迅速增大，列车空气阻力占总阻力的比重也越来越大。
3.目前，轨道涡流制动、磁轨制动和风阻制动为现阶段主流的3种非黏着制动技术，而风阻制动是高速列车非黏着制动的一种全新制动方式，其利用车身表面设置制动风翼板装置增加空气阻力来产生制动力。随着高速列车技术的快速发展，国内在实现350km/h商业运营的基础上，已经开展更高速高铁列车技术攻关。同时随着运行速度的提高，黏着制动力将逐渐降低，不能满足高性能制动需求。因此，有必要通过(补充)新的制动方式，以满足高速列车在紧急制动状态下对制动力的需求。
4.现有技术中公开了一种具有风阻制动装置的高速列车司机室及高速列车，在司机室本体的变截面区域安装有多组风阻制动板，其沿司机室本体的长度方向并排布置，每组风阻制动板均包括沿变截面区域外部轮廓横向间隔设置的多块制动单元板，在司机室本体上还安装有用于收拢或打开制动单元板的开合驱动机构。其中，该方案制动单元板的下沿铰接安装在司机室本体的变截面区域，开合驱动机构采用液压缸的形式，该液压缸的一端铰接安装在司机室本体上，另一端与制动单元板铰接。具体地，阶梯型凹槽的侧壁上沿设有铰接槽，铰接槽内设有固定铰支座，制动单元板铰接安装在该固定铰支座上。因此，该方案中制动单元板的下缘是直接绕固定铰支座、即铰接槽位置旋转的，同时固定铰支座设置在阶梯型凹槽的边缘位置，需要额外占用阶梯型凹槽的体积，另外需要的气缸行程较长，具有进一步优化空间。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种高速列车的铰链式风阻制动方案。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种铰链式风阻制动装置，包括一种铰链式风阻制动装置，包括设置在司机室本体的变截面区域上的多组风阻制动板，多组所述风阻制动板沿所述司机室本体的长度方向并排布置，所述司机室本体上安装有用于收拢或打开所述风阻制动板的直线驱动机构，所述风阻制动板安装在所述司机室本体的功能安装槽上，其特征在于，所述风阻制动板通过铰接组件与所述功能安装槽铰接，所述铰接组件安装在所述功能安装槽的非边缘位置，所述铰接组件包括铰接安装座，所述铰接安装座通过第一铰接臂、第二铰接臂与所述风阻制动板铰接，所述第一铰接臂的两个铰接点距离大于所
述第二铰接臂。
7.进一步地，所述铰接组件还包括铰接连接座，所述铰接连接座与所述风阻制动板固定连接，所述第一铰接臂、所述第二铰接臂的两端分别与所述铰接安装座以及所述铰接连接座铰接。
8.进一步地，所述第一铰接臂的第一端铰接所述铰接安装座的第二端，所述第一铰接臂的第二端铰接所述铰接连接座的第一端，所述第二铰接臂的第一端铰接所述铰接安装座的第一端，所述第二铰接臂的第二端铰接所述铰接连接座的第二端。
9.进一步地，所述第一铰接臂为直臂，所述第二铰接臂为弧形臂。
10.进一步地，所述直线驱动机构为气缸。
11.进一步地，所述功能安装槽内还设置有锁扣组件，所述风阻制动板设置有扣环，所述扣环与所述锁扣组件相配合，以使所述风阻制动板收拢时锁紧。
12.进一步地，所述锁扣组件包括锁扣安装座，所述锁扣安装座上转动设置有锁扣本体，所述锁扣本体的末端为钩状并与所述扣环相对应，所述锁扣本体与所述锁扣安装座还通过扭簧连接。
13.进一步地，所述锁扣组件还包括锁扣限位块，所述锁扣限位块用于限制所述锁扣本体旋转打开的最大角度。
14.本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
15.本实用新型提供的铰链式风阻制动装置，通过设置在功能安装槽非边缘位置的铰接组件，以及铰接组件同时设置的第一铰接臂和第二铰接臂，使得风阻制动板收拢时，第一铰接臂带动风阻制动板绕铰接安装座旋转，第二铰接臂会使风阻制动板绕自身的轴同步旋转，在两个旋转运动叠加作用下，风阻制动板的底边将会后退且上升一小距离，从而让风阻制动板准确地将功能安装槽完全封盖，从而功能安装槽的边缘位置无需设置任何机构，且能够保证风阻制动板的准确开合，另外直线驱动机构的行程也可以设置更小，更加利于其选型以及布置。
16.本实用新型的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型的整体结构另一示意图；
19.图3为本实用新型的铰接组件示意图；
20.图4为本实用新型的锁扣组件示意图。
21.【附图标记说明】
22.1-风阻制动板；2-气缸；3-功能安装槽；4-铰接安装座；5-第一铰接臂；6-第二铰接臂；7-铰接连接座；8-扣环；9-锁扣安装座；10-锁扣本体；11-扭簧；12-锁扣限位块。
具体实施方式
23.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例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。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.如图1、图2所示，本实用新型的实施例提供了一种铰链式风阻制动装置，包括设置在司机室本体的变截面区域上的多组风阻制动板1。其中，风阻制动板1沿司机室本体的长度方向并排布置，司机室本体上安装有用于收拢或打开风阻制动板1的直线驱动机构，本实施例中具体采用气缸2的形式驱动风阻制动板1打开或收拢。
27.其中，风阻制动板1安装在司机室本体的功能安装槽3上，当风阻制动板1收拢时，能够将功能安装槽3完全封盖，且使整个司机室本体仍保持原有的完整流线型，避免气动特性受到影响。而在需要减阻的工况下，气缸2驱动风阻制动板1打开，使风阻增大而辅助制动。
28.同时如图3所示，在本实施例中，风阻制动板1通过铰接组件与功能安装槽3铰接。现有技术中风阻制动板1的铰接结构位于功能安装槽3的边缘位置，不可避免地自身需要占用安装空间，同时也需要预留风阻制动板1的旋转空间，因此功能安装槽3的宽度需要进一步增大。作为改进，本实施例中铰接组件安装在功能安装槽3的非端部位置，铰接组件具体包括铰接安装座4，铰接安装座4通过第一铰接臂5、第二铰接臂6与风阻制动板1铰接，同时第一铰接臂5的两个铰接点距离大于第二铰接臂6的两个铰接点距离。
29.其中，铰接组件还包括铰接连接座7，铰接连接座7与风阻制动板1固定连接，第一铰接臂5、第二铰接臂6的两端分别与铰接安装座7以及铰接连接座6铰接。具体地，第一铰接臂5的第一端与铰接安装座4的第二端铰接，第一铰接臂5的第二端与铰接连接座7的第一端铰接，第二铰接臂6的第一端与铰接安装座4的第一端铰接，第二铰接臂7的第二端与铰接连接座7的第二端铰接。
30.图1、图2所示的状态为风阻制动板1开启状态，当风阻制动板1需要收拢时，气缸2收缩使风阻制动板1逐渐向下旋转收拢。若仅设置第一铰接臂5或第二铰接臂6，则铰接连接座7、风阻制动板1会直接绕铰接安装座4旋转收拢。而当同时设置第一铰接臂5和第二铰接臂6时，由于两者的铰接点距离不同，因此当第一铰接臂5带动铰接连接座7绕铰接安装座4旋转时，第二铰接臂6会使铰接连接座7、即风阻制动板1绕自身的轴同步旋转，在两个旋转运动叠加作用下，风阻制动板1的底边将会后退且上升一小距离，从而让风阻制动板1准确地将功能安装槽3完全封盖。风阻制动板1的开启过程则相反此处不再赘述。因此，功能安装槽3的边缘位置无需设置任何机构，且能够保证风阻制动板1的准确开合。
31.另外，相比于风阻制动板1铰接于功能安装槽3边缘的方案，气缸2的行程也可以设置更小，更加利于气缸2的选型以及布置。
32.需要说明的是，本实施例中第一铰接臂5设置为直臂，第二铰接臂6设置为弧形臂，其中弧形的第二铰接臂6用于避让风阻制动板1的边缘结构，保证第二铰接臂6能够顺利旋转。
33.同时如图4所示，作为进一步改进，本实施例中功能安装槽3内还设置锁扣组件，同时风阻制动板1设置有扣环8，扣环8与锁扣组件相配合，以使风阻制动板1收拢时被锁扣组件进一步扣合锁紧(气缸2也能起到一定作用)，避免风阻制动板1的晃动影响高速列车气动特性。
34.具体地，锁扣组件包括安装在功能安装槽3内的锁扣安装座9，锁扣安装座9设置旋转安装轴，旋转安装轴上转动设置有锁扣本体10，锁扣本体10的顶端为钩状并与扣环8相对应，锁扣本体10与锁扣安装座9还通过扭簧11连接。因此在风阻制动板1旋转合拢的过程中，扣环8会逐渐地套入锁扣本体10的顶端，而锁扣本体10在扭簧11作用下能够保持将扣环8扣合锁紧，使扣环8、风阻制动板1锁紧固定。
35.气缸2将风阻制动板1开启时，初始风阻制动板1以及扣环8会带动锁扣本体10绕旋转安装轴旋转。基于前述分析，风阻制动板1以及扣环8在旋转的同时也会向前位移一小段距离，两者运动叠加，因此当锁扣本体10旋转一定角度后，扣环8会从锁扣本体10移出而完成解锁。
36.作为进一步改进，本实施例中锁扣组件还包括锁扣限位块12，锁扣限位块12设置在锁扣安装座9的一侧，用于限制锁扣本体10旋转打开的最大角度。其中，锁扣限位块12的末端具有斜面，锁扣本体10旋转至与锁扣限位块12贴合时，其角度正好为扣环8能够从锁扣本体10移出的角度。通过锁扣限位块12的设置，避免锁扣本体10的多余旋转晃动对风阻制动板1的旋转开启过程产生影响。
37.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种铰链式风阻制动装置，包括设置在司机室本体的变截面区域上的多组风阻制动板，多组所述风阻制动板沿所述司机室本体的长度方向并排布置，所述司机室本体上安装有用于收拢或打开所述风阻制动板的直线驱动机构，所述风阻制动板安装在所述司机室本体的功能安装槽上，其特征在于，所述风阻制动板通过铰接组件与所述功能安装槽铰接，所述铰接组件安装在所述功能安装槽的非边缘位置，所述铰接组件包括铰接安装座，所述铰接安装座通过第一铰接臂、第二铰接臂与所述风阻制动板铰接，所述第一铰接臂的两个铰接点距离大于所述第二铰接臂。2.根据权利要求1所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述铰接组件还包括铰接连接座，所述铰接连接座与所述风阻制动板固定连接，所述第一铰接臂、所述第二铰接臂的两端分别与所述铰接安装座以及所述铰接连接座铰接。3.根据权利要求2所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述第一铰接臂的第一端铰接所述铰接安装座的第二端，所述第一铰接臂的第二端铰接所述铰接连接座的第一端，所述第二铰接臂的第一端铰接所述铰接安装座的第一端，所述第二铰接臂的第二端铰接所述铰接连接座的第二端。4.根据权利要求1所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述第一铰接臂为直臂，所述第二铰接臂为弧形臂。5.根据权利要求1所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述直线驱动机构为气缸。6.根据权利要求1所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述功能安装槽内还设置有锁扣组件，所述风阻制动板设置有扣环，所述扣环与所述锁扣组件相配合，以使所述风阻制动板收拢时锁紧。7.根据权利要求6所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述锁扣组件包括锁扣安装座，所述锁扣安装座上转动设置有锁扣本体，所述锁扣本体的末端为钩状并与所述扣环相对应，所述锁扣本体与所述锁扣安装座还通过扭簧连接。8.根据权利要求7所述的一种铰链式风阻制动装置，其特征在于，所述锁扣组件还包括锁扣限位块，所述锁扣限位块用于限制所述锁扣本体旋转打开的最大角度。

技术总结
本实用新型提供了一种铰链式风阻制动装置，包括多组风阻制动板，多安装在所述司机室本体的功能安装槽上，所述风阻制动板通过铰接组件与所述功能安装槽铰接，所述铰接组件安装在所述功能安装槽的非边缘位置，所述铰接组件包括铰接安装座，所述铰接安装座通过第一铰接臂、第二铰接臂与所述风阻制动板铰接，所述第一铰接臂的两个铰接点距离大于所述第二铰接臂。本实用新型能够让风阻制动板准确地将功能安装槽完全封盖，功能安装槽的边缘位置无需设置任何机构，且能够保证风阻制动板的准确开合，另外直线驱动机构的行程也可以设置更小，更加利于其选型以及布置。更加利于其选型以及布置。更加利于其选型以及布置。


技术研发人员：高广军 项涛 邓赞 张洁 张琰 王家斌 张普阳
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/4/18