动力结构及动力系统的制作方法

1.本发明涉及轨道运输设备技术领域，具体而言，涉及一种动力结构及动力系统。


背景技术：

2.有轨运输是一种环保的,高效的运输方式,在铁路,引水,地铁,公路施工以及矿山开采广泛使用。轨道坡道一般在4％以下，当坡度大于这个坡度即认为是大坡度，一般在6.5％左右或以上。
3.传统机车多采用四轮驱动，这种设计在4％以下坡度行驶时没有什么问题，但当坡度达到大坡度，比如达到7％坡度时，传统的四轮驱动明显动力不足，无法成功爬坡，甚至会发生打滑、倒退等现象，极易造成事故。
4.目前，现有技术中存在一些动力结构，大多为齿轮传动结构或设置辅助轮，通过增加辅助轮和轨道之间的摩擦力来达到增强爬坡动力的作用。但第一种结构的齿轮传动结构存在结构复杂，难于维护和保养的问题；第二种结构的辅助轮和轨道之间的摩擦力有限，动力结构爬坡稳定性不足，容易造成爬坡失败等问题的发生。


技术实现要素：

5.本发明解决的问题是如何提高轨道运输车辆爬坡动力，减小爬坡失败的概率。
6.一方面，本发明提供一种动力结构，包括第一轨道和夹紧机构，所述第一轨道用于固定于铁轨上，所述夹紧机构用于固定于所述轨道运输车的底部；
7.所述夹紧机构包括第一驱动装置、第二驱动装置、以及至少一组摩擦轮组；
8.所述摩擦轮组包括第一摩擦轮和第二摩擦轮；所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮分别位于所述第一轨道的两侧；所述第一驱动装置分别与所述第一摩擦轮和第二摩擦轮一一对应设置，以驱动所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮旋转；所述第二驱动装置用于驱动所述第一摩擦轮和第二摩擦轮将所述第一轨道夹紧或松开。
9.可选地，所述夹紧机构还包括第一安装臂和第二安装臂；所述第一安装臂和所述第二安装臂上分别设有所述第一驱动装置，所述第一摩擦轮与所述第一安装臂上的第一驱动装置驱动连接，所述第二摩擦轮与所述第二安装臂上的第一驱动装置驱动连接。
10.可选地，所述第一安装臂包括第一安装臂第一端、第一安装臂第二端、以及分别与所述第一安装臂第一端和第一安装臂第二端连接的第一安装臂主体；所述第一安装臂第一端与所述轨道运输车铰接；
11.所述第二安装臂包括第二安装臂第一端、第二安装臂第二端、以及分别与所述第二安装臂第一端和第二安装臂第二端连接的第二安装臂主体；所述第二安装臂第一端与所述轨道运输车铰接；
12.所述第二驱动装置包括相对的第二驱动装置第一端和第二驱动装置第二端，所述第一安装臂第二端和所述第二安装臂第二端分别与所述第二驱动装置的第二驱动装置第一端和所述第二驱动装置第二端铰接。
13.可选地，所述动力结构还包括支架，所述支架用于与所述轨道运输车固定连接，所述第一安装臂第一端和所述第二安装臂第一端分别固定于所述支架的两侧；所述支架位于所述第一轨道的上方，所述支架朝向所述第一轨道的一侧设有至少两个支撑轮，所述支撑轮与所述第一轨道的上表面抵接，并用于沿所述第一轨道的上表面滚动。
14.可选地，所述第二驱动装置穿设于所述支架上，且所述第二驱动装置第一端和所述第二驱动装置第二端分别位于所述支架的两侧。
15.可选地，所述动力结构还包括设于所述支架上的制动机构，所述制动机构包括：
16.第三驱动装置，包括第一连接部和第二连接部；所述第三驱动装置用于驱动所述第一连接部和所述第二连接部朝互相靠近或互相远离的方向移动；
17.弹性装置，套设于所述第三驱动装置外部，位于所述第一连接部和所述第二连接部之间；
18.两个制动臂，分别与所述第一连接部或所述第二连接部铰接；
19.两个制动闸瓦，分别铰接于所述制动臂远离所述第三驱动装置的一端；
20.两个制动拉杆，分别位于所述支架的两侧，所述制动拉杆的一端与所述支架铰接，另一端与所述制动臂铰接；所述第一连接端和所述第二连接端朝互相靠近或互相远离的方向运动时，所述制动闸瓦用于松开或夹紧所述第一轨道。
21.可选地，所述制动机构的数量为两组，两组所述制动机构分别位于所述摩擦轮两侧的支架上；所述第三驱动装置的第一连接部和第二连接部分别位于所述支架的两侧。
22.可选地，所述第一轨道包括与所述第一轨道的上表面平行设置的下轨面，所述动力结构还包括设于所述支架上的至少一组导向轮，每组导向轮的数量为两个，两个所述导向轮分别设置在所述第一轨道的两侧，且用于沿所述下轨面滚动。
23.可选地，所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮均包括钢质轮和包覆于所述钢质轮外的防滑部。
24.另一方面，本发明提供一种动力系统，包括多组如上所述的动力结构。
25.本发明的动力结构包括第一轨道和夹紧机构，该夹紧机构包括对应设置在所述第一轨道两侧的第一摩擦轮和第二摩擦轮，当需要进行爬坡时，第二驱动装置能够驱动所述第一摩擦轮和第二摩擦轮夹紧所述第一轨道，以增大轨道运输车和第一轨道间的摩擦力，第一驱动装置驱动第一摩擦轮和第二摩擦轮沿着第一轨道走行，从而提供爬坡动力，而在进行平地行驶时，第一摩擦轮和第二摩擦轮离开第一轨道，以防止增大行进阻力。两个摩擦轮从两侧将第一轨道夹紧，其摩擦力作用于第一轨道的侧壁，而非传统结构的轨道上表面，此种结构避免了传统辅助轮和轨道之间因摩擦力有限而造成的爬坡动力稳定性不足，容易爬坡失败的问题发生。同时，该动力结构整体结构简单，尤其是轨道，仅仅增设一条轨道即可，而无需在轨道上设置复杂的齿排等结构，维护及保养都比较简单。本发明的动力系统通过设置多组动力结构，进一步增强整个系统的爬坡能力。
附图说明
26.图1为本发明中动力结构的一种实施方式的整体结构示意图；
27.图2为本发明中夹紧机构的一种实施方式的结构示意图；
28.图3为本发明中制动机构的一种实施方式的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1-夹紧机构；2-制动机构；3-支架；4-第一轨道；5-固定板；6-导向轮；7-支撑轮；11-第一安装臂；12-第一驱动装置；13-第一摩擦轮；14-第二摩擦轮；15-第二安装臂；16-第二驱动装置；21-第三驱动装置；22-弹性装置；23-制动臂；24-制动拉杆；25-制动闸瓦；41-上横梁；42-支撑梁；43-下横梁；111-第一安装臂第一端；112-第一安装臂主体；113-第一安装臂第二端；151-第二安装臂第二端；152-第二安装臂主体；153-第二安装臂第一端；161-第二驱动装置第一端；162-第二驱动装置第二端；211-第一连接部；212-第二连接部。
具体实施方式
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
32.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
33.本发明的实施例提供一种动力结构，用于为轨道运输车提供爬坡动力，本实施例中的轨道运输车为隧道运输车，该隧道运输车的轨道坡度为7％左右，此坡度在轨道运输领域属于大坡度范畴，普通的轨道运输车的轨道坡度大多不超过4％，如此大的坡度，普通轨道运输车的动力结构无法满足爬坡的动力需求。
34.如图1至3所示，本实施例的动力结构包括支架3、第一轨道4、夹紧机构1、制动机构2、支撑轮7和导向轮6。
35.如图1所示，所述支架3固定于所述轨道运输车的底部，位于第一轨道4的上方。
36.所述第一轨道4为工字型钢轨，包括用于支撑的上横梁41和下横梁43，以及连接于上横梁41和下横梁43之间的支撑梁42。
37.如图2所示，所述夹紧机构1固定于所述轨道运输车的底部，用于夹紧或松开所述支撑梁42的两侧，当夹紧机构1夹紧支撑梁42时能够增大轨道运输车和第一轨道4间的摩擦力，从而为轨道运输车提供爬坡动力。
38.本实施例中的所述夹紧机构1包括第一驱动装置12、第二驱动装置16、一组摩擦轮、第一安装臂11、以及第二安装臂15。一组所述摩擦轮组包括第一摩擦轮13和第二摩擦轮14。所述第一驱动装置12用于驱动所述摩擦轮旋转；所述第二驱动装置16用于驱动所述摩擦轮将所述第一轨道4夹紧或松开。
39.所述第一安装臂11包括第一安装臂第一端111、第一安装臂第二端113、以及分别与所述第一安装臂第一端111和第一安装臂第二端113连接的第一安装臂主体112；所述第一安装臂第一端111与所述支架3铰接。
40.所述第二安装臂15包括第二安装臂第一端153、第二安装臂第二端151、以及分别与所述第二安装臂第一端153和第二安装臂第二端151连接的第二安装臂主体152；所述第二安装臂第一端153与所述支架3铰接。
41.第一安装臂11和第二安装臂15分别设置在支架3与第一轨道4的支撑梁42平行的两个侧面上。
42.在本实施例中，所述第一驱动装置12为液压马达，数量为两个，两个第一驱动装置12中的其中一个固定于第一安装臂主体112，并与第一摩擦轮13驱动连接，用于驱动第一摩擦轮13旋转；另外一个第一驱动装置12固定于第二安装臂主体152，并与第二摩擦轮14驱动连接，用于驱动第二摩擦轮14旋转。
43.所述第一摩擦轮13和所述第二摩擦轮14分别位于所述第一轨道4的支撑梁42的两侧，两个摩擦轮均包括钢质轮(未示出)和包覆于所述钢质轮外的防滑部(未示出)，所述防滑部可以是橡胶等弹性体，比如可以是聚氨酯。为进一步增大摩擦轮的摩擦力，还可以在两个摩擦轮的表面设置防滑纹路，以增大摩擦轮与第一轨道4间的摩擦力。摩擦轮内部为钢质轮，能够有效增强摩擦轮本身的刚性，防止摩擦轮损坏，外部的防滑部则可以起到增大摩擦力的作用。
44.所述第二驱动装置16用于驱动所述第一摩擦轮13和所述第二摩擦轮14将所述第一轨道4夹紧或松开。在本实施例中，所述第二驱动装置16为液压油缸，所述第二驱动装置16包括相对设置的第二驱动装置第一端161和第二驱动装置第二端162。所述支架3上设有第二驱动装置安装孔(未示出)，第二驱动装置16穿设于所述第二驱动装置安装孔内，且所述第二驱动装置第一端161和所述第二驱动装置第二端162分别位于所述支架3的两侧，第二驱动装置第一端161与对应的第一安装臂第二端113铰接，第二驱动装置第二端162与对应的第二安装臂第二端151铰接。由于第一安装臂第一端111和第二安装臂第一端153与支架3铰接，而第一安装臂第二端113和第二安装臂第二端151与第二驱动装置16铰接，当第二驱动装置16启动呈伸长状态时，固定于第一安装臂11上的第一摩擦轮13和固定于第二安装臂15上的第二摩擦轮14互相远离，从而松开第一轨道4；当第二驱动装置16关闭呈缩回状态时，第一摩擦轮13和第二摩擦轮14互相靠近，从而夹紧第一轨道4，以为轨道运输车提供爬坡动力。
45.第一摩擦轮13和第二摩擦轮14分别位于第一轨道4的两侧，通过与第一轨道4支撑梁42间的摩擦提供爬坡动力，而第二驱动装置16用于提供两个摩擦轮的夹紧力，相对于普通的靠轮胎与地面间的摩擦提供动力的结构，本实施例的动力结构提供的动力更为稳定，能够有效避免出现打滑等现象，提高了轨道运输车的安全性能。同时，摩擦轮位于第一轨道4的两侧，可以不占用第一轨道4的上横梁41，上横梁41上仍可安装钢轮结构，在本实施例中设置的是支撑轮7。所述支撑轮7通过轴承固定于支架3上。在本实施例中，所述支撑轮7的数量为两个，分别设于两个摩擦轮两侧的第一轨道4上方的支架3上。支撑轮7能够在上横梁41上滚动，对轨道运输车提供支撑，保证轨道运输车平稳运行，同时，支撑轮7为钢轮，支撑轮7主要用于支撑整个结构在上横梁41上行走，使整个结构在传统的轨道的基础上，增加一条新的轨道，提高轨道运输车的运行平稳性。
46.如图1所示，本实施例中的导向轮6包括两组，每组导向轮6的数量为两个，两个导向轮6分别设置在支撑梁42的两侧，且位于支撑轮7的附近。导向轮6通过轴承固定于固定板5上，固定板5与支架3固定连接。两个导向轮6分别沿支撑梁42两侧的下横梁43的上表面滚动，使轨道运输车的运行更加平稳、可靠。导向轮6为钢轮，其通过固定板5与支架3固定连接，从而限制了支架3的下缘与下横梁43之间的距离，防止摩擦轮与第一轨道4的上横梁41和下横梁43发生碰撞。
47.本实施例中，所述制动机构2与所述导向轮6配套设置，共有两组，所述制动机构2
设于所述导向轮6的上方的支架3上。
48.如图3所示，本实施的制动机构2包括：第三驱动装置21、弹性装置22、制动臂23、制动闸瓦25和制动拉杆24。所述制动臂23、制动闸瓦25和制动拉杆24的数量均为两个，并对称设置。
49.第三驱动装置21具体可以是液压油缸，包括相对的第一连接部211和第二连接部212；所述第三驱动装置21能够驱动所述第一连接部211和所述第二连接部212朝互相靠近或互相远离的方向移动。
50.弹性装置22具体可以是弹簧，套设于所述第三驱动装置21外部，位于所述第一连接部211和所述第二连接部212之间。
51.两个制动臂23分别与所述第一连接部211或所述第二连接部212铰接。
52.两个制动拉杆24分别位于所述支架3的两侧，所述制动拉杆24的一端与对应的固定板5铰接，另一端则与对应的制动臂23铰接。
53.两个制动闸瓦25分别铰接于所述制动臂23远离所述第三驱动装置21的一端，所述固定板5上设有制动闸瓦安装孔(未示出)，制动闸瓦25穿设于所述制动闸瓦安装孔中，制动闸瓦安装孔可以对制动闸瓦25起到导向的作用。当第三驱动装置21启动呈伸长状态时，所述第一连接部211和所述第二连接部212朝互相远离的方向运动，此时，两个制动闸瓦25互相靠近，将所述第一轨道4夹紧，实现制动。当第三驱动装置21关闭呈缩回状态时，所述第一连接部211和所述第二连接部212朝互相靠近的方向运动，此时，两个制动闸瓦25互相远离，将所述第一轨道4松开。弹性装置22能够起到缓冲的作用。
54.本实施例的动力结构通过设置夹紧机构1在第一轨道4的两侧增强摩擦力，从而提高爬坡动力，同时，通过支撑轮7增强轨道对整个结构的支撑能力，增加轨道运输车的运行平稳性；导向轮6可有效防止摩擦轮与第一轨道的上横梁41和下横梁43发生碰撞，从而保证整个装置的稳定性和可靠性，使轨道运输车运行的更加平稳、可靠。通过设置制动机构2实现对轨道运输车的制动，增强整个结构的安全性能。同时，该结构增设了第一轨道4，第一轨道4的结构非常简单，易于维护和保养。
55.本发明的另一实施例提供一种动力系统，包括多组动力结构和平地动力装置(未示出)，所述动力结构为上述的动力结构。
56.所述平地动力装置包括第二轨道和第四驱动装置，所述第二轨道包括两条平行设置的导轨，两条所述导轨分别间隔设置于所述第一轨道的两侧；所述第四驱动装置设于所述轨道运输车的轮子上，用于驱动所述轨道运输车的轮子转动。本实施例中的第四驱动装置为柴油驱动马达。
57.本实施例的动力系统，平地动力装置能够在轨道运输车在平地运输时提供动力，此时，关闭动力结构，也就是使两个摩擦轮离开第一轨道，动力结构不会影响正常的平地行驶，在需要进行制动时，其制动机构能够对轨道运输车进行制动。而在进行爬坡运输时，则可以同时开启平地动力结构和动力结构，二者结合为轨道运输车提供更充足的爬坡动力，防止爬坡失败、打滑等事故发生。同时，通过合理地设置多组动力结构和多组平地动力结构，能够进一步增强整个系统的动力。
58.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本
发明的保护范围。

技术特征：
1.一种动力结构，其特征在于，包括第一轨道(4)和夹紧机构(1)，所述第一轨道(4)用于固定于铁轨上，所述夹紧机构(1)用于固定于所述轨道运输车的底部；所述夹紧机构(1)包括第一驱动装置(12)、第二驱动装置(16)、以及至少一组摩擦轮组；所述摩擦轮组包括第一摩擦轮(13)和第二摩擦轮(14)；所述第一摩擦轮(13)和所述第二摩擦轮(14)分别位于所述第一轨道(4)的两侧；所述第一驱动装置(12)分别与所述第一摩擦轮(13)和第二摩擦轮(14)一一对应设置，以驱动所述第一摩擦轮(13)和所述第二摩擦轮(14)旋转；所述第二驱动装置(16)用于驱动所述第一摩擦轮(13)和第二摩擦轮(14)将所述第一轨道(4)夹紧或松开。2.根据权利要求1所述的动力结构，其特征在于，所述夹紧机构(1)还包括第一安装臂(11)和第二安装臂(15)；所述第一安装臂(11)和所述第二安装臂(15)上分别设有所述第一驱动装置(12)，所述第一摩擦轮(13)与所述第一安装臂(11)上的第一驱动装置(12)驱动连接，所述第二摩擦轮(14)与所述第二安装臂(15)上的第一驱动装置(12)驱动连接。3.根据权利要求2所述的动力结构，其特征在于，所述第一安装臂(11)包括第一安装臂第一端(111)、第一安装臂第二端(113)以及分别与所述第一安装臂第一端(111)和第一安装臂第二端(113)连接的第一安装臂主体(112)；所述第一安装臂第一端(111)与所述轨道运输车铰接；所述第二安装臂(15)包括第二安装臂第一端(153)、第二安装臂第二端(151)以及分别与所述第二安装臂第一端(153)和第二安装臂第二端(151)连接的第二安装臂主体(152)；所述第二安装臂第一端(153)与所述轨道运输车铰接；所述第二驱动装置(16)包括相对的第二驱动装置第一端(161)和第二驱动装置第二端(162)，所述第一安装臂第二端(113)和所述第二安装臂第二端(151)分别与所述第二驱动装置第一端(161)和所述第二驱动装置第二端(162)铰接。4.根据权利要求3所述的动力结构，其特征在于，还包括支架(3)，所述支架(3)用于与所述轨道运输车固定连接，所述第一安装臂第一端(111)和所述第二安装臂第一端(153)分别固定于所述支架(3)的两侧；所述支架(3)位于所述第一轨道(4)的上方，所述支架(3)朝向所述第一轨道(4)的一侧设有至少两个支撑轮(7)，所述支撑轮(7)与所述第一轨道(4)的上表面抵接，并用于沿所述第一轨道(4)的上表面滚动。5.根据权利要求4所述的动力结构，其特征在于，所述第二驱动装置(16)穿设于所述支架(3)上，且所述第二驱动装置第一端(161)和所述第二驱动装置第二端(162)分别位于所述支架(3)的两侧。6.根据权利要求4所述的动力结构，其特征在于，还包括设于所述支架(3)上的制动机构(2)，所述制动机构(2)包括：第三驱动装置(21)，所述第三驱动装置(21)包括设于所述第三驱动装置(21)相对两端的第一连接部(211)和第二连接部(212)；所述第三驱动装置(21)用于驱动所述第一连接部(211)和所述第二连接部(212)朝互相靠近或互相远离的方向移动；弹性装置(22)，套设于所述第三驱动装置(21)外部，位于所述第一连接部(211)和所述第二连接部(212)之间；两个制动臂(23)，分别与所述第一连接部(211)或所述第二连接部(212)铰接；
两个制动闸瓦(25)，分别铰接于所述制动臂(23)远离所述第三驱动装置(21)的一端；两个制动拉杆(24)，分别位于所述支架(3)的两侧，所述制动拉杆(24)的一端与所述支架(3)铰接，另一端与所述制动臂(23)铰接；所述第一连接部(211)和所述第二连接部(212)朝互相靠近或互相远离的方向运动时，所述制动闸瓦(25)用于松开或夹紧所述第一轨道(4)。7.根据权利要求6所述的动力结构，其特征在于：所述制动机构(2)的数量为两组，两组所述制动机构(2)分别位于所述摩擦轮两侧的支架(3)上；所述第三驱动装置(21)的第一连接部(211)和第二连接部(212)分别位于所述支架(3)的两侧。8.根据权利要求1所述的动力结构，其特征在于：所述第一轨道(4)包括与所述第一轨道(4)的上表面平行设置的下轨面，所述动力结构还包括设于所述支架(3)上的至少一组导向轮(6)，每组导向轮(6)的数量为两个，两个所述导向轮(6)分别设置在所述第一轨道(4)的两侧，且用于沿所述下轨面滚动。9.根据权利要求1所述的动力结构，其特征在于：所述第一摩擦轮(13)和所述第二摩擦轮(14)均包括钢质轮和包覆于所述钢质轮外的防滑部。10.一种动力系统，其特征在于：包括多组如权利要求1至9任意一项所述的动力结构。

技术总结
本发明提供了一种动力结构及动力系统，涉及轨道运输设备技术领域，该动力结构包括第一轨道和夹紧机构。第一轨道用于固定于铁轨上，所述夹紧机构用于固定于所述轨道运输车的底部。所述夹紧机构包括第一驱动装置、第二驱动装置、以及至少一组摩擦轮组。所述摩擦轮组包括第一摩擦轮和第二摩擦轮；所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮分别位于所述第一轨道的两侧；所述第一驱动装置用于驱动所述第一摩擦轮和所述第二摩擦轮旋转；所述第二驱动装置用于驱动所述第一摩擦轮和第二摩擦轮将所述第一轨道夹紧或松开。还提供一种包括上述动力结构的动力系统。本发明的动力结构及动力系统能够有效提高轨道运输车的爬坡动力，且结构简单，易于维护和保养。于维护和保养。于维护和保养。


技术研发人员：马文彬 罗璞 李俊甫 任建辉
受保护的技术使用者：中铁工程机械研究设计院有限公司
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2022/12/29