轨道车辆及其后视镜装置、控制方法与流程

1.本发明属于车辆后视镜技术领域，尤其涉及一种轨道车辆及其后视镜装置、控制方法。


背景技术：

2.后视镜是车辆司乘人员进行瞭望的行车安全部件之一，是司乘人员在车辆停站、回库后了解车辆周围环境情况的主要途径。随着车辆运行速度、乘客密度、车辆发车密度的提高，其运行安全性越来越重要。
3.现有的后视镜(参见申请公开号为cn107878493a的专利文献)，其本体均凸出于车辆外壳，这种凸出结构导致后视镜容易侵入到车辆限界内；同时凸出结构不仅影响车辆的空气动力学性能，导致车辆高速运行过程中的阻力增大，而且容易导致车辆在运行过程中刮到异物，如道路旁树枝等，影响行车安全。
4.另外，密集的线路车辆和精准的运营时间管理，要求车辆在停站和进库后，能够在最短时间内获取车辆周围信息，这就要求后视镜的开启、关闭、调整等操作能够在极短的时间内完成，需要后视镜具有快启快停的功能。
5.此外，目前的后视镜只能看见司机后侧的视野，无法对司机前侧环境进行瞭望，如无法在车辆进站和回库时观察司机前侧的站标和停车标。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种轨道车辆及其后视镜装置、控制方法，以解决传统凸出结构的后视镜不仅增大运行阻力，而且影响行车安全的问题，以及传统后视镜无快启快停功能和仅支持观察后侧视野的问题。
7.本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种后视镜装置，应用于轨道车辆，所述装置包括后视镜组件以及控制模块；
8.所述后视镜组件包括镜体，以及设于车体侧面的第一锁闭机构、第二锁闭机构、第一调节机构、第二调节机构、第一垫块和第二垫块；所述镜体包括镜面、分别设于所述镜面左右两侧的第一旋转臂和第二旋转臂、以及分别设于所述镜面上下两侧的第一转轴和第二转轴；所述第一转轴设于所述第一调节机构的连接组件的轴孔内，所述第二转轴设于所述第二调节机构的连接组件的轴孔内；
9.所述控制模块，用于控制所述第一锁闭机构和/或第二锁闭机构的锁闭板伸出或回缩，以及控制所述第一调节机构和第二调节机构的连接组件伸出或回缩，实现所述镜体处于锁闭状态、后视状态或前视状态的控制；当所述镜体处于锁闭状态时，所述第一旋转臂位于所述第一锁闭机构的锁闭板与所述第一垫块之间，所述第二旋转臂位于所述第二锁闭机构的锁闭板与所述第二垫块之间；当所述镜体处于后视或前视状态时，所述第二旋转臂位于所述第二锁闭机构的锁闭板与所述第二垫块之间，或所述第一旋转臂位于所述第一锁闭机构的锁闭板与所述第一垫块之间。
10.进一步地，所述控制模块包括气源以及电气控制模块；所述气源分别与所述第一锁闭机构、第二锁闭机构、第一调节机构和第二调节机构的通排气孔连通，在所述气源与各通排气孔之间的管路上均设有气动调节阀；所述电气控制模块与所述气动调节阀电性连接；
11.所述电气控制模块通过控制各气动调节阀来控制所述第一锁闭机构和第二锁闭机构的锁闭板、以及所述第一调节机构和第二调节机构的连接组件。
12.进一步地，所述第一锁闭机构和第二锁闭机构均包括缸体、锁闭板以及至少一个锁闭弹簧；所述锁闭板的第一端设于所述缸体内，第二端延伸至所述缸体外；每个所述锁闭弹簧的一端均与所述锁闭板的第一端连接，另一端均与所述缸体内壁连接；在所述缸体上设有用于与所述气源连通的第一通排气孔。
13.进一步地，所述第一调节机构和第二调节机构均包括外壳、滑块以及连接组件；
14.所述滑块设于所述外壳内；所述连接组件包括连接臂、伸缩臂以及第一复位弹簧，所述连接臂的第一端与所述滑块连接，其第二端延伸至所述外壳外且为中空结构；所述伸缩臂的第一端位于中空结构内，伸缩臂的第二端延伸至所述中空结构外且其上设有所述轴孔，所述第一复位弹簧的一端固定于所述伸缩臂的第一端，另一端固定于所述中空结构内；在所述中空结构上设有用于与所述气源连通的第二通排气孔。
15.进一步地，所述滑块将所述外壳内腔分为第一内腔和第二内腔，在所述第一内腔内设有第二复位弹簧且所述第二复位弹簧的两端分别连接所述外壳端面和所述滑块，在所述第二内腔内设有第三复位弹簧且所述第三复位弹簧的两端分别连接所述外壳端面和所述滑块；
16.在所述外壳上分别设有用于与所述气源连通的第三通排气孔和第四通排气孔，所述第三通排气孔用于给所述第一内腔充排气，所述第四通排气孔用于给所述第二内腔充排气。
17.进一步地，所述控制模块，还用于在所述镜体处于后视或前视状态下，控制伸出的锁闭板回缩，控制所述第一调节机构和第二调节机构的滑块移动，以实现所述镜体在后视状态或前视状态下翻转角度的控制。
18.进一步地，在所述第一垫块和第二垫块上均开设有与所述第一旋转臂和第二旋转臂形状适配的凹槽。优选地，所述第一旋转臂和第二旋转臂均为圆柱体形。
19.进一步地，所述镜面为外侧透光、内侧反光的镜面；其中，所述内侧是指镜体处于锁闭状态时，靠近车体的一侧。
20.基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述后视镜装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：
21.当未接收到持续的零速信号时，控制第一锁闭机构和第二锁闭机构的锁闭板均伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均回缩，使镜体处于锁闭状态；
22.当接收到持续的零速信号以及后视指令时，控制第一锁闭机构的锁闭板回缩，第二锁闭机构的锁闭板伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均伸出，使镜体处于后视状态；
23.当接收到持续的零速信号以及前视指令时，控制第二锁闭机构的锁闭板回缩，第一锁闭机构的锁闭板伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均伸出，使镜体处于
前视状态。
24.进一步地，在进行锁闭板的回缩控制时，所述第一锁闭机构或第二锁闭机构的缸体的充气压力为：
25.p1＝(n
×
k1×
l1)/s126.其中，p1为第一锁闭机构或第二锁闭机构的缸体的充气压力；n为对应缸体内锁闭弹簧的数量；k1为对应锁闭弹簧的弹性系数；l1为对应锁闭板的回缩距离；s1为对应锁闭板承受气压的有效面积。
27.进一步地，在进行连接组件的伸出控制时，第一调节机构和第二调节机构的连接臂的充气压力均为：
28.p2＝2lk2sin(α1/2)/s229.其中，p2为第一调节机构或第二调节机构的连接臂的充气压力；l为第一转轴中心与第一旋转臂中心之间的距离，或第二转轴中心与第二旋转臂中心之间的距离；k2为对应第一复位弹簧的弹性系数；α1为镜体的展开角度；s2为对应伸缩臂承受气压的有效面积。
30.进一步地，所述方法还包括当接收到持续的零速信号、后视指令或前视指令、以及翻转指令时，控制第一锁闭机构或第二锁闭机构的锁闭板回缩，第二锁闭机构或第一锁闭机构的锁闭板伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均伸出，使镜体处于后视状态或前视状态；
31.控制伸出的锁闭板回缩，控制第一调节结构和第二调节机构的滑块移动，以调节所述镜体的翻转角度。
32.进一步地，在进行镜体翻转角度调节时，第一调节机构和第二调节机构的第一内腔或第二内腔的充气压力均为：
33.p3＝k3wtanα2/s334.其中，p3为第一内腔或第二内腔的充气压力；k3为第二复位弹簧或第三复位弹簧的弹性系数；w为镜体的宽度；α2为镜体的翻转角度；s3为第一调节机构或第二调节机构的滑块承受气压的有效面积。
35.进一步地，先对所述第一锁闭机构和/或第二锁闭机构进行控制，延时后再对所述第一调节机构和第二调节机构进行控制。
36.基于同一发明构思，本发明还提供一种轨道车辆，在所述车辆的车体两侧分别设有凹陷区域，在所述凹陷区域内设有如上所述的后视镜装置；当所述后视镜装置的镜体处于锁闭状态时，所述后视镜装置与所述车体侧面平齐。
37.有益效果
38.与现有技术相比，本发明的优点在于：
39.1、通过第一锁闭机构伸出的锁闭板(缸体内气压为0)与第一垫块将镜体的第一旋转臂限位，第二锁闭机构伸出的锁闭板与第二垫块将镜体的第二旋转臂限位，使镜体处于锁闭状态，保证了车辆运行过程中镜体收拢于车体侧面(与车体平齐)，不会凸出或展开，减少了车辆运行过程中的运行阻力，同时保证了镜体不会因故障或其他因素而自动打开，保证了车辆运行过程中的绝对安全。
40.2、通过对第一锁闭机构或第二锁闭机构的锁闭板的回缩控制，再配合调节第一调节机构和第二调节机构的伸缩臂伸出长度，实现了镜体展开角度的调节以及后视功能和前
视功能，实现了前后视野的全景获取；在后视或前视状态下，通过调节第一调节机构和第二调节机构的滑块在外壳内的移动，实现镜体的翻转角度调节，镜体展开角度和翻转角度的调节，满足了不同司机人群对后视镜视角的需求，极大提升了司机获取视野的效率和质量。
41.3、锁闭弹簧、第一复位弹簧、第二复位弹簧和第三复位弹簧起到缓冲作用，能够保证充气过程平稳；滑块、锁闭板作用面积相对较小，在大气压作用下，能够快速动作，因此，后视镜装置能够在极短时间内，平稳完成动作，降低了瞭望和停站时间，提升了线路的运行效率。后视镜装置复位时通过放气将缸体、连接臂、第一内腔和第二内腔内气压降维0，气压差的变化时间极短，大大减小了复位锁闭时间，提升了线路的运行效率。本发明后视镜装置采用气压控制方式，充放气速度快，能够实现快启快停功能。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
43.图1是本发明实施例中后视镜装置的工作原理图；
44.图2是本发明实施例中后视镜装置位于车体上的示意图；
45.图3是本发明实施例中后视镜装置的结构示意图；
46.图4是本发明实施例中第一锁闭机构或第二锁闭机构的结构示意图；
47.图5是本发明实施例中第一锁闭机构或第二锁闭机构、第一垫块或第二垫块、镜体之间的位置关系图；
48.图6是本发明实施例中第一调节机构或第二调节机构的结构示意图；
49.图7是本发明实施例中镜体展开示意图；
50.图8是本发明实施例中镜体结构示意图；
51.图9是本发明实施例中镜体翻转示意图。
52.其中，100-第一锁闭机构，110-缸体，111-第一通排气孔，120-锁闭板，130-锁闭弹簧，200-第二锁闭机构，300-第一调节机构，310-外壳，320-滑块，330-连接臂，331-第二通排气孔，340-第二复位弹簧，350-第三复位弹簧，360-伸缩臂，400-第二调节机构，500-车体侧面，600-镜体，610-镜面，620-第一旋转臂，630-第二旋转臂，640-第一转轴，650-第二转轴，700-第一垫块，800-第二垫块。
具体实施方式
53.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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的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。
54.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
55.本发明实施例所提供的一种后视镜装置，所述后视镜装置设于车体侧面500的凹陷区域，当后视镜装置的镜体600处于锁闭状态时，使后视镜装置与所述车体侧面500平齐，
确保了车辆运行过程中的安全性。
56.如图1～3所示，本发明所述后视镜装置包括后视镜组件以及控制模块；所述后视镜组件包括镜体600，以及设于车体侧面500的第一锁闭机构100、第二锁闭机构200、第一调节机构300、第二调节机构400、第一垫块700和第二垫块800；所述镜体600包括镜面610、分别设于所述镜面610左右两侧的第一旋转臂620和第二旋转臂630、以及分别设于所述镜面610上下两侧的第一转轴640和第二转轴650；所述第一转轴640设于所述第一调节机构300的连接组件的轴孔内，所述第二转轴650设于所述第二调节机构400的连接组件的轴孔内。
57.控制模块用于控制所述第一锁闭机构100和/或第二锁闭机构200的锁闭板120伸出或回缩，以及控制所述第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件伸出或回缩，实现所述镜体600处于锁闭状态、后视状态或前视状态的控制。当所述镜体600处于锁闭状态(即收拢于车体侧面500)时，第一锁闭机构100、第二锁闭机构200分别对称设于镜体600的左、右两侧，第一调节机构300、第二调节机构400分别对称设于镜体600的上、下两侧，如图2和3所示。
58.本发明的后视镜装置为电动控制方式或气动控制方式。当采用电动控制方式时，在本发明的一种具体实施方式中，第一锁闭机构100和第二锁闭机构200均包括壳体、设于壳体内的第一直线驱动模块和电动伸缩板，第一直线驱动模块的输入端与控制模块电性连接，第一直线驱动模块的输出端与电动伸缩板连接，通过控制模块控制第一直线驱动模块动作，从而控制电动伸缩板的伸出或回缩，从而控制镜体600的第一旋转臂620或第二旋转臂630处于限位或自由状态。当采用电动控制方式时，在本发明的一种具体实施方式中，第一调节机构300和第二调节机构400均包括壳体、设于壳体内的第二直线驱动模块和电动伸缩杆，在电动伸缩杆的末端设有轴孔，第二直线驱动模块的输入端与控制模块电性连接，第二直线驱动模块的输出端与电动伸缩杆连接，通过控制模块控制第二直线驱动模块动作，从而控制电动伸缩杆的伸出或回缩，从而控制镜体600的展开或收拢。
59.在电动控制过程中，后视镜装置易产生冲击和振动，且直线驱动模块所包含的电机体积大，无法设于车体侧面500且与车体侧面500的外表面保持平齐，因此本发明优选气动控制方式。
60.当采用气动控制方式时，如图2所示，在本发明的一种具体实施方式中，所述控制模块包括气源以及电气控制模块；所述气源分别与所述第一锁闭机构100、第二锁闭机构200、第一调节机构300和第二调节机构400的通排气孔(即第一通排气孔111、第二通排气孔331、第三通排气孔和第四通排气孔)连通，在所述气源与各通排气孔之间的管路上均设有气动调节阀；所述电气控制模块与所述气动调节阀电性连接；所述电气控制模块通过控制各气动调节阀来控制所述第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的锁闭板120伸出或回缩、以及控制所述第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360伸出或回缩。
61.当采用气动控制方式时，如图4和5所示，在本发明的一种具体实施方式中，所述第一锁闭机构100和第二锁闭机构200均包括缸体110、锁闭板120以及至少一个锁闭弹簧130；所述锁闭板120的第一端设于所述缸体110内，第二端延伸至所述缸体110外且用于将所述镜体600的第一旋转臂620或第二旋转臂630限位于锁闭板120与第一垫块700或第二垫块800之间；每个所述锁闭弹簧130的一端均与所述锁闭板120的第一端连接，另一端均与所述缸体110内壁连接，多个锁闭弹簧130平行且均匀设置；在所述缸体110上设有用于与所述气
源连通的第一通排气孔111。第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的缸体110设于车体侧面500，当锁闭板120伸出时，通过锁闭板120与第一垫块700或第二垫块800将镜体600的旋转臂限制。
62.第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的锁闭板120在锁闭弹簧130的弹力和第一通排气口气压变化下来回移动，具体工作过程为：初始状态时，与第一通排气孔111连通的缸体110内的气压为0，锁闭弹簧130处于自由状态，锁闭板120处于伸出状态(伸出长度为l1)，通过锁闭板120与第一垫块700和第二垫块800将镜体600的第一旋转臂620和第二旋转臂630限位；控制第一通排气孔111与气源之间的气动调节阀，气源通过所述第一通排气孔111向缸体110充气，充气压力作用于所述锁闭板120的第一端，使所述锁闭弹簧130压缩，进而使所述锁闭板120的第二端回缩至所述缸体110内，从而使镜体600的第一旋转臂620或第二旋转臂630暴露并处于自由状态，便于后续控制镜体600的展开；当缸体110通过所述第一通排气孔111排气时，压缩的所述锁闭弹簧130产生的弹力作用于所述锁闭板120的第一端，使所述锁闭板120在所述缸体110内移动，进而使所述锁闭板120的第二端伸出所述缸体110，直到缸体110内的气压为0，通过伸出的锁闭板120与第一垫块700或第二垫块800将镜体600的第一旋转臂620或第二旋转臂630限位，锁闭板120的伸出长度为l1，每根锁闭弹簧130的弹性系数为k1。
63.第一锁闭机构100或第二锁闭机构200的锁闭板120可以单独控制，这样在镜体600一侧的锁闭板120伸出时，镜体600可以沿着另一侧的旋转臂和垫块上的凹槽进行自由转动，实现镜体600的展开，从而实现前视和后视功能，镜体600朝前转动，保证司机看见侧后方视野，镜体600朝后转动，保证司机看见侧前方视野。
64.在本发明的一种具体实施方式中，锁闭板120为l型结构或t型结构。本发明的锁闭板120优选为l型结构，相对于t型结构，l型结构承受气压的有效面积较大，能够在较小气压下伸出较大的行程，同时有利于整个后视镜装置与车体侧面500的平齐。
65.当采用气动控制方式时，如图3和6所示，在本发明的一种具体实施方式中，所述第一调节机构300和第二调节机构400均包括外壳310、滑块320以及连接组件；所述滑块320设于所述外壳310内，滑块320将所述外壳310内腔分为第一内腔和第二内腔，在所述第一内腔内设有第二复位弹簧340且所述第二复位弹簧340的两端分别连接所述外壳310端面和所述滑块320，在所述第二内腔内设有第三复位弹簧350且所述第三复位弹簧350的两端分别连接所述外壳310端面和所述滑块320；所述连接组件包括连接臂330、伸缩臂360以及第一复位弹簧，所述连接臂330的第一端与所述滑块320连接，其第二端延伸至所述外壳310外且为中空结构；所述伸缩臂360的第一端位于中空结构内，伸缩臂360的第二端延伸至所述中空结构外且其上设有所述轴孔，所述第一复位弹簧的一端固定于所述伸缩臂360的第一端，另一端固定于所述中空结构的端面；在所述中空结构上设有用于与所述气源连通的第二通排气孔331；在所述外壳310上分别设有用于与所述气源连通的第三通排气孔和第四通排气孔，所述第三通排气孔用于给所述第一内腔充排气，所述第四通排气孔用于给所述第二内腔充排气。
66.连接组件类同于气缸，连接臂330类同于气缸的缸体，伸缩臂360类同于气缸的活塞和活塞杆，第一复位弹簧类同于气缸的弹簧。初始状态下，连接臂330的中空结构内的气压为0，第一复位弹簧处于自由状态，伸缩臂360处于回缩状态(即伸缩臂360的第二端位于
中空结构内)，镜体600收拢，此时镜体600为展开前的镜体600。第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360在第一复位弹簧的弹力和第二通排气口气压变化(改变第一复位弹簧所在中空结构内的气压)下伸出或回缩，具体工作过程为：同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的第二通排气孔331与气源之间的气动调节阀，气源通过所述第二通排气孔331同时向第一调节机构300和第二调节机构400的中空结构内充气，充气压力作用于伸缩臂360，使所述第一复位弹簧拉伸，进而使所述伸缩臂360的第二端伸出至连接臂330外，由于伸缩臂360第二端的轴孔与镜体600的第一转轴640和第二转轴650连接，从而推动镜体600的上下两侧移动，实现镜体600的展开；当中空结构通过所述第二通排气孔331排气时，压缩的所述第一复位弹簧产生的弹力作用于伸缩臂360，使伸缩臂360的第二端回缩至连接臂330的中空结构内，进而使镜体600收拢，直到中空结构内的气压为0，伸缩臂360相对于连接臂330的伸出长度为x1，第一复位弹簧的弹性系数为k2。
67.本实施例中，连接臂330为l型结构，l型结构的第一端与滑块320连接，其第二端为中空结构，当伸缩臂360从l型结构的第二端伸出时，对镜体600的上下两侧产生推力，从而将镜体600展开；当伸缩臂360回缩至l型结构的第二端内时，对镜体600的上下两侧产生拉力，从而将镜体600收拢。伸缩臂360上的轴孔为圆柱轴孔，以便于与镜体600的圆柱形的第一转轴640和第二转轴650配合形成转动结构，该转动结构能够实现360
°
转动。
68.当镜体600处于前视或后视状态时，还可以通过调整滑块320在外壳310内的位置来调节镜体600的翻转角度。初始状态下，第一内腔和第二内腔的压力均为0，第二复位弹簧340和第三复位弹簧350相同且均处于自由状态，滑块320处于外壳310的中间位置，此时镜体600为翻转前的镜体600。当同时通过第一调节机构300和第二调节机构400的第三通排气孔给对应的第一内腔充气时，充气压力作用于滑块320，使滑块320向第二内腔移动，进而压缩第三复位弹簧350，使镜体600的上侧与下侧相对移动，实现镜体600的正翻转或负翻转，对应的翻转角度为正或负；当第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔通过各自的第三通排气孔排气时，第三复位弹簧350产生的弹力作用于滑块320，使滑块320向第一内腔移动，直到滑块320处于外壳310的中间位置，第一内腔与第二内腔的气压为0，镜体600回到翻转前的状态。同理，当同时通过第一调节机构300和第二调节机构400的第四通排气孔给第二内腔充气时，充气压力作用于滑块320，使滑块320向第一内腔移动，进而压缩第二复位弹簧340，使镜体600的上侧与下侧相对移动，实现镜体600的负翻转或正翻转，对应的翻转角度为负或正；当第一调节机构300和第二调节机构400的第二内腔通过各自的第四通排气孔排气时，第二复位弹簧340产生的弹力作用于滑块320，使滑块320向第二内腔移动，直到滑块320处于外壳310的中间位置，第一内腔与第二内腔的气压为0，镜体600回到翻转前的状态。
69.在前视或后视状态(即第一锁闭机构100或第二锁闭机构200的锁闭板120已经处于回缩状态)下，电气控制模块再控制另一锁闭板120回缩，使镜体600的第一旋转臂620和第二旋转臂630均处于自由状态，然后控制第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔或第二内腔的压力来控制滑块320在外壳310内的位置，以实现镜体600在后视状态或前视状态下的翻转角度的控制。
70.展开和翻转的控制顺序为：先控制镜体600一侧的锁闭板120回缩，然后同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的伸缩臂360伸出，使镜体600展开，实现前视或后视
功能，再控制伸出的锁闭板120回缩，最后同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的滑块320移动，实现镜体600的翻转控制。回到初始状态(或复位)的控制顺序为：先同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的滑块320移动至外壳310的中间位置，使镜体600恢复到翻转前的状态，然后同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的伸缩臂360回缩，使镜体600收拢，最后控制镜体600两侧的锁闭板120均伸出，实现镜体600的锁闭。
71.本实施例中，如图3所示，第一锁闭机构100位于镜体600左侧，第二锁闭机构200位于镜体600右侧，第一调节机构300位于镜体600上侧，第二调节机构400位于镜体600下侧，设第一调节机构300的滑块320向右移动、第二调节机构400的滑块320向左移动时，镜体600的翻转角度为正；设第一调节机构300的滑块320向左移动、第二调节机构400的滑块320向右移动时，镜体600的翻转角度为负。翻转角度调节时，滑块320相对于滑块320初始位置(即滑块320处于外壳310的中间位置)的位移为x2/x3，x2为上侧滑块320向右移动且下侧滑块320向左移动时滑块320的位移，x3为上侧滑块320向左移动且下侧滑块320向右移动时滑块320的位移，第二复位弹簧340或第三复位弹簧350的弹性系数均为k3。
72.在本发明的一个具体实施方式中，第一旋转臂620和第二旋转臂630均为圆柱形，在第一垫块700和第二垫块800上均开设有与第一旋转臂620和第二旋转臂630形状适配的凹槽，即在第一垫块700和第二垫块800上开设半圆形凹槽，便于镜体600展开时第一旋转臂620或第二旋转臂630在凹槽内的自由转动，以及镜体600锁闭时第一旋转臂620或第二旋转臂630在凹槽内的定位。锁闭板120伸出压在镜体600两侧中间的第一旋转臂620和/或第二旋转臂630上，锁闭板120的端部对着镜体600边缘与第一旋转臂620或第二旋转臂630的贯穿槽区域。本实施例中，第一垫块700和第二垫块800均为橡胶密封垫。
73.在本发明的一个具体实施方式中，所述镜面610为外侧透光、内侧反光的镜面610；其中，所述内侧是指镜体600处于锁闭状态时，靠近车体的一侧。外侧透光，使镜体600在车辆运行过程中可以作为侧窗投射光线，保证了运行过程中车辆侧部可视和光线进入；内侧反光，使镜体600在车辆到站或回库时作为后/前视镜使用，镜面610的反光面位于内侧，无需在车外对后视镜进行清洁，方便司机操作维护。
74.当所述第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的锁闭板120均伸出(初始状态)，且所述第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均回缩时，所述第一旋转臂620位于所述第一锁闭机构100的锁闭板120与所述第一垫块700之间，所述第二旋转臂630位于所述第二锁闭机构200的锁闭板120与所述第二垫块800之间，所述镜体600处于锁闭状态。当锁闭板120伸出时，对应缸体110内的气压为0，对应锁闭弹簧130处于自由状态；当连接组件的伸缩臂360回缩时，对应连接臂330内的气压为0，对应第一复位弹簧处于自由状态。
75.当所述第一锁闭机构100的锁闭板120回缩，第二锁闭机构200的锁闭板120伸出，以及所述第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均伸出时，所述第一旋转臂620处于自由状态，所述第二旋转臂630处于限位状态，所述镜体600处于后视状态。通过第一锁闭机构100的第一通排气孔111向缸体110内充气，在充气压力下压缩锁闭弹簧130，使锁闭板120回缩至缸体110内，从而使镜体600的第一旋转臂620暴露而处于自由状态下，再通过第一调节机构300和第二调节机构400的第二通排气孔331向连接臂330的中空结构充气，在充气压力下拉伸第一复位弹簧，使伸缩臂360从连接臂330中伸出，从而推动镜
体600以第二旋转臂630为旋转轴展开，使镜面610的反光面朝向车体后方，实现后视功能。
76.当所述第二锁闭机构200的锁闭板120回缩，第一锁闭机构100的锁闭板120伸出，以及所述第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均伸出时，所述第二旋转臂630处于自由状态，所述第一旋转臂620处于限位状态，所述镜体600处于前视状态。通过第二锁闭机构200的第一通排气孔111向缸体110内充气，在充气压力下压缩锁闭弹簧130，使锁闭板120回缩至缸体110内，从而使镜体600的第二旋转臂630暴露而处于自由状态下，再通过第一调节机构300和第二调节机构400的第二通排气孔331向连接臂330的中空结构充气，在充气压力下拉伸第一复位弹簧，使伸缩臂360从连接臂330中伸出，从而推动镜体600以第一旋转臂620为旋转轴展开，使镜面610的反光面朝向车体前方，实现前视功能。
77.当镜体600处于前视或后视状态时，控制伸出的锁闭板120回缩，镜体600两侧的第一旋转臂620或第二旋转臂630均处于自由状态，再控制第一调节机构300和第二调节结构的滑块320移动，实现镜体600的翻转控制。
78.基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种如上所述后视镜装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：
79.步骤s101：当控制模块未接收到持续的零速信号时，控制第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的锁闭板120均伸出，第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均回缩，使镜体600处于锁闭状态。
80.当零速信号断开时，控制模块断开与各气动调节阀之间的电源和信号传输，各气动调节阀失电，气源与第一通排气孔111、第二通排气孔331、第三通排气孔和第四通排气孔无法接通，各气动调节阀输出端气压为0，第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的锁闭板120均伸出，卡住镜体600的第一旋转臂620和第二旋转臂630，镜体600处于锁闭状态。此时，第一锁闭机构100和第二锁闭机构200的缸体110内的充气压力p1均为0，锁闭板120的伸出长度为l1；连接臂330的中空结构内的充气压力p2为0，伸缩臂360的伸出长度x1为0；外壳310的第一内腔和第二内腔的充气压力p3均为0，滑块320的位移x2/x3均为0。
81.当控制模块接收到持续的零速信号时，控制模块与各气动调节阀之间的电路导通，控制模块为气动调节阀提供电源，气动调节阀的输入和输出阀口导通，后视镜装置处于工作状态。
82.步骤s102：当接收到持续的零速信号，且接收到后视指令(包含展开角度指令)时，控制第一锁闭机构100的锁闭板120回缩，第二锁闭机构200的锁闭板120伸出，第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均伸出，使镜体600处于后视状态。
83.控制模块控制第一锁闭机构100的第一通排气孔111与气源之间的气动调节阀导通，气源通过气动调节阀为第一锁闭机构100的缸体110提供的充气压力为：
84.p1＝(n
×
k1×
l1)/s1(1)
85.其中，p1为第一锁闭机构100的缸体110的充气压力；n为第一锁闭机构100缸体110内锁闭弹簧130的数量；k1为对应锁闭弹簧130的弹性系数；l1为第一锁闭机构100锁闭板120的回缩距离，即锁闭弹簧130的压缩量；s1为对应锁闭板120承受气压的有效面积。p
11
为第一锁闭机构100的缸体110的充气压力，p
12
为第二锁闭机构200的缸体110的充气压力。
86.完成第一锁闭机构100的锁闭板120回缩控制后，延时t时间后，控制模块同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的第二通排气孔331与气源之间的气动调节阀导通，
气源通过气动调节阀为第一调节机构300和第二调节机构400的连接臂330的中空结构提供的充气压力均为：
87.p2＝k2×
x1/s2(2)
88.其中，p2为第一调节机构300或第二调节机构400的连接臂330的充气压力；k2为对应第一复位弹簧的弹性系数；x1为对应伸缩臂360相对于连接臂330的伸出长度；s2为对应伸缩臂360承受气压的有效面积。
89.如图7所示，向连接臂330内充气压力为p2，连接臂330内伸缩臂360克服第一复位弹簧的拉力向外伸出x1，镜体600在伸缩臂360的作用下，以第二旋转臂630与第二垫块800的接触面为中心，旋转展开，展开角度是指展开前的镜体600与展开后的镜体600之间的夹角，展开前的镜体600是指处于锁闭状态时的镜体600。展开角度α1为：
90.α1＝2arcsin(x1/2l)(3)
91.其中，l为第一转轴640中心与第一旋转臂620中心之间的距离，或第二转轴650中心与第二旋转臂630中心之间的距离，如图8所示，d为镜体600长度，w为镜体600宽度。根据人机工程学的原理设置展开角度的初值，优选α1为60
°
～120
°
。
92.将式(3)代入到式(2)中，得到：
93.p2＝2lk2sin(α1/2)/s2(4)
94.步骤s103：当接收到持续的零速信号，且接收到前视指令时，控制第二锁闭机构200的锁闭板120回缩，第一锁闭机构100的锁闭板120伸出，第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均伸出，使镜体600处于前视状态。
95.控制模块控制第二锁闭机构200的第一通排气孔111与气源之间的气动调节阀导通，气源通过气动调节阀为第二锁闭机构200的缸体110提供的充气压力如式(1)所示。
96.完成第二锁闭机构200的锁闭板120回缩控制后，延时t时间后，控制模块同时控制第一调节机构300和第二调节机构400的第二通排气孔331与气源之间的气动调节阀导通，气源通过气动调节阀为第一调节机构300和第二调节机构400的连接臂330的中空结构提供的充气压力均如式(4)所示。
97.向连接臂330内充气压力为p2，连接臂330内伸缩臂360克服第一复位弹簧的拉力向外伸出x1，镜体600在伸缩臂360的作用下，以第一旋转臂620与第一垫块700的接触面为中心，旋转展开，展开角度为α1。
98.在步骤s102和s103中，可以根据镜体600需要的展开角度(即展开角度指令)确定各充气压力，通过调节伸缩臂360的伸出长度x1，实现镜体600展开角度的气动控制。
99.步骤s104：当接收到持续的零速信号、后视指令或前视指令、以及翻转指令时，控制第一锁闭机构100或第二锁闭机构200的锁闭板120回缩，第二锁闭机构200或第一锁闭机构100的锁闭板120伸出，第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件均伸出，使镜体600处于后视状态或前视状态；控制第二锁闭机构200或第一锁闭机构100的锁闭板120回缩，控制第一调节结构和第二调节机构400的滑块320移动，以调节所述镜体600的翻转角度。
100.当接收到持续的零速信号、后视指令以及翻转指令时，控制第一锁闭机构100的锁闭板120回缩，第二锁闭机构200的锁闭板120伸出，延时时间t后控制第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均伸出，展开镜体600，使镜体600处于后视状态；然
后控制第二锁闭机构200的锁闭板120回缩，延时时间t后控制第一调节结构和第二调节机构400的滑块320移动，以调节所述镜体600的翻转角度。
101.当接收到持续的零速信号、前视指令以及翻转指令时，控制第二锁闭机构200的锁闭板120回缩，第一锁闭机构100的锁闭板120伸出，延时时间t后控制第一调节机构300和第二调节机构400的连接组件的伸缩臂360均伸出，展开镜体600，使镜体600处于前视状态；然后控制第一锁闭机构100的锁闭板120回缩，延时时间t后控制第一调节结构和第二调节机构400的滑块320移动，以调节所述镜体600的翻转角度。
102.本实施例中，延时时间根据弹簧的弹性系数来进行设定。
103.在前视或后视状态下，电气控制模块再控制另一伸出的锁闭板120回缩，使镜体600的第一旋转臂620和第二旋转臂630均处于自由状态，延时时间t后控制第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔或第二内腔的压力来控制滑块320在外壳310内的位置，以实现镜体600在后视状态或前视状态下的翻转角度的控制。初始状态下，第一内腔和第二内腔的压力均为0，第二复位弹簧340和第三复位弹簧350相同且均处于自由状态，滑块320处于外壳310的中间位置，即x2/x3均为0，此时镜体600为翻转前的镜体600，镜体600与水平面呈90
°
。当同时通过第一调节机构300和第二调节机构400的第三通排气孔给对应的第一内腔充气时，充气压力作用于滑块320，使滑块320向第二内腔移动，进而压缩第三复位弹簧350，使镜体600的上侧与下侧朝相反方向移动，实现镜体600的翻转；当第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔通过各自的第三通排气孔排气时，第三复位弹簧350产生的弹力作用于滑块320，使滑块320向第一内腔移动，直到滑块320处于外壳310的中间位置，第一内腔与第二内腔的气压为0，镜体600回到翻转前的状态。
104.同理，当同时通过第一调节机构300和第二调节机构400的第四通排气孔给第二内腔充气时，充气压力作用于滑块320，使滑块320向第一内腔移动，进而压缩第二复位弹簧340，使镜体600的上侧与下侧朝相反方向移动，实现镜体600的翻转；当第一调节机构300和第二调节机构400的第二内腔通过各自的第四通排气孔排气时，第二复位弹簧340产生的弹力作用于滑块320，使滑块320向第二内腔移动，直到滑块320处于外壳310的中间位置，第一内腔与第二内腔的气压为0，镜体600回到翻转前的状态。
105.如图9所示，镜体600上侧的滑块320向右移动，镜体600下侧的滑块320向左移动时，镜体600为正翻转，翻转角度为α2，滑块320的位移为x2；镜体600上侧的滑块320向左移动，镜体600下侧的滑块320向右移动时，镜体600为负翻转，翻转角度为－α2，滑块320的位移为x3。
106.在进行镜体600翻转角度调节时，第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔或第二内腔的充气压力均为：
107.p3＝2k3x2/s3或p3＝2k3x3/s3(5)
108.其中，p3为第一内腔或第二内腔的充气压力；k3为第二复位弹簧340或第三复位弹簧350的弹性系数；x2、x3为滑块320的位移；s3为滑块320承受气压的有效面积。
109.向第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔或第二内腔充气p3，滑块320受到压力作用，克服第二复位弹簧340或第三复位弹簧350的弹力移动，上侧的滑块320与下侧的滑块320形成相对滑动，形成翻转角度α2为：
110.α2＝arctan(2x2/w)或α2＝arctan(2x3/w)(6)
111.其中，w为镜体600的宽度，如图8所示。
112.将式(6)代入到式(5)中，得到：
113.p3＝k3wtanα2/s
3 (7)
114.其中，p3为第一内腔或第二内腔的充气压力；k3为第二复位弹簧340或第三复位弹簧350的弹性系数；w为镜体600的宽度；α2为镜体600的翻转角度，即翻转前的镜体600与翻转后的镜体600之间的夹角；s3为第一调节机构300或第二调节机构400的滑块320承受气压的有效面积。p
31
为第一内腔的充气压力，p
32
为第二内腔的充气压力。
115.本发明的后视镜装置通过依次断开翻转指令(a信号)、展开角度指令(即α1的调节指令，d信号)、前视或后视指令(on信号)来复位：
116.当控制模块持续接收到v0信号(即零速信号)、on信号、d信号以及断开a信号，控制模块控制第三通排气孔或第四通排气孔打开，排除第一调节机构300和第二调节机构400的第一内腔或第二内腔的气压，滑块320在第二复位弹簧340或第三复位弹簧350的作用下，回到初始位置(即外壳310的中间位置)，镜体600翻转角度为0；
117.当控制模块持续接收到v0信号、on信号、断开a信号、断开d信号，控制模块控制第二通排气孔331打开，排除第一调节机构300和第二调节机构400的连接臂330内气压，镜体600在第一复位弹簧和伸缩臂360的作用下收回到车体侧面500，镜体600展开角度为0；
118.当控制模块持续接收到v0信号、a、d信号断开，断开on信号，控制模块控制第一通排气孔111打开，排除第一锁闭机构100和/或第二锁闭机构200的缸体110内的气压，锁闭板120在锁闭弹簧130作用下，滑出行程l1，卡住第一旋转臂620和第二旋转臂630，镜体600处于复位状态。
119.当控制模块的v0信号断开，气动调节阀丢失电源，镜体600处于锁闭状态。
120.以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种后视镜装置，应用于轨道车辆，其特征在于，所述装置包括后视镜组件以及控制模块；所述后视镜组件包括镜体，以及设于车体侧面的第一锁闭机构、第二锁闭机构、第一调节机构、第二调节机构、第一垫块和第二垫块；所述镜体包括镜面、分别设于所述镜面左右两侧的第一旋转臂和第二旋转臂、以及分别设于所述镜面上下两侧的第一转轴和第二转轴；所述第一转轴设于所述第一调节机构的连接组件的轴孔内，所述第二转轴设于所述第二调节机构的连接组件的轴孔内；所述控制模块，用于控制所述第一锁闭机构和/或第二锁闭机构的锁闭板伸出或回缩，以及控制所述第一调节机构和第二调节机构的连接组件伸出或回缩，实现所述镜体处于锁闭状态、后视状态或前视状态的控制；当所述镜体处于锁闭状态时，所述第一旋转臂位于所述第一锁闭机构的锁闭板与所述第一垫块之间，所述第二旋转臂位于所述第二锁闭机构的锁闭板与所述第二垫块之间；当所述镜体处于后视或前视状态时，所述第二旋转臂位于所述第二锁闭机构的锁闭板与所述第二垫块之间，或所述第一旋转臂位于所述第一锁闭机构的锁闭板与所述第一垫块之间。2.根据权利要求1所述的后视镜装置，其特征在于：所述控制模块包括气源以及电气控制模块；所述气源分别与所述第一锁闭机构、第二锁闭机构、第一调节机构和第二调节机构的通排气孔连通，在所述气源与各通排气孔之间的管路上均设有气动调节阀；所述电气控制模块与所述气动调节阀电性连接；所述电气控制模块通过控制各气动调节阀来控制所述第一锁闭机构和第二锁闭机构的锁闭板、以及所述第一调节机构和第二调节机构的连接组件。3.根据权利要求2所述的后视镜装置，其特征在于：所述第一锁闭机构和第二锁闭机构均包括缸体、锁闭板以及至少一个锁闭弹簧；所述锁闭板的第一端设于所述缸体内，第二端延伸至所述缸体外；每个所述锁闭弹簧的一端均与所述锁闭板的第一端连接，另一端均与所述缸体内壁连接；在所述缸体上设有用于与所述气源连通的第一通排气孔。4.根据权利要求2所述的后视镜装置，其特征在于：所述第一调节机构和第二调节机构均包括外壳、滑块以及连接组件；所述滑块设于所述外壳内；所述连接组件包括连接臂、伸缩臂以及第一复位弹簧，所述连接臂的第一端与所述滑块连接，其第二端延伸至所述外壳外且为中空结构；所述伸缩臂的第一端位于中空结构内，伸缩臂的第二端延伸至所述中空结构外且其上设有所述轴孔，所述第一复位弹簧的一端固定于所述伸缩臂的第一端，另一端固定于所述中空结构内；在所述中空结构上设有用于与所述气源连通的第二通排气孔。5.根据权利要求4所述的后视镜装置，其特征在于：所述滑块将所述外壳内腔分为第一内腔和第二内腔，在所述第一内腔内设有第二复位弹簧且所述第二复位弹簧的两端分别连接所述外壳端面和所述滑块，在所述第二内腔内设有第三复位弹簧且所述第三复位弹簧的两端分别连接所述外壳端面和所述滑块；在所述外壳上分别设有用于与所述气源连通的第三通排气孔和第四通排气孔，所述第三通排气孔用于给所述第一内腔充排气，所述第四通排气孔用于给所述第二内腔充排气。6.根据权利要求1～5中任一项所述的后视镜装置，其特征在于：所述控制模块，还用于在所述镜体处于后视或前视状态下，控制伸出的锁闭板回缩，控制所述第一调节机构和第
二调节机构的滑块移动，以实现所述镜体在后视状态或前视状态下翻转角度的控制。7.根据权利要求1～5中任一项所述的后视镜装置，其特征在于：在所述第一垫块和第二垫块上均开设有与所述第一旋转臂和第二旋转臂形状适配的凹槽。优选地，所述第一旋转臂和第二旋转臂均为圆柱体形。8.根据权利要求1～5中任一项所述的后视镜装置，其特征在于：所述镜面为外侧透光、内侧反光的镜面；其中，所述内侧是指镜体处于锁闭状态时，靠近车体的一侧。9.一种如权利要求1～8中任一项所述后视镜装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：当未接收到持续的零速信号时，控制第一锁闭机构和第二锁闭机构的锁闭板均伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均回缩，使镜体处于锁闭状态；当接收到持续的零速信号以及后视指令时，控制第一锁闭机构的锁闭板回缩，第二锁闭机构的锁闭板伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均伸出，使镜体处于后视状态；当接收到持续的零速信号以及前视指令时，控制第二锁闭机构的锁闭板回缩，第一锁闭机构的锁闭板伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均伸出，使镜体处于前视状态。10.根据权利要求9所述后视镜装置的控制方法，其特征在于，在进行锁闭板的回缩控制时，所述第一锁闭机构或第二锁闭机构的缸体的充气压力为：p1＝(n
×
k1×
l1)/s1其中，p1为第一锁闭机构或第二锁闭机构的缸体的充气压力；n为对应缸体内锁闭弹簧的数量；k1为对应锁闭弹簧的弹性系数；l1为对应锁闭板的回缩距离；s1为对应锁闭板承受气压的有效面积。11.根据权利要求9所述后视镜装置的控制方法，其特征在于，在进行连接组件的伸出控制时，第一调节机构和第二调节机构的连接臂的充气压力均为：p2＝2lk2sin(α1/2)/s2其中，p2为第一调节机构或第二调节机构的连接臂的充气压力；l为第一转轴中心与第一旋转臂中心之间的距离，或第二转轴中心与第二旋转臂中心之间的距离；k2为对应第一复位弹簧的弹性系数；α1为镜体的展开角度；s2为对应伸缩臂承受气压的有效面积。12.根据权利要求9～11中任一项所述后视镜装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括当接收到持续的零速信号、后视指令或前视指令、以及翻转指令时，控制第一锁闭机构或第二锁闭机构的锁闭板回缩，第二锁闭机构或第一锁闭机构的锁闭板伸出，第一调节机构和第二调节机构的连接组件均伸出，使镜体处于后视状态或前视状态；控制伸出的锁闭板回缩，控制第一调节结构和第二调节机构的滑块移动，以调节所述镜体的翻转角度。13.根据权利要求12所述后视镜装置的控制方法，其特征在于，在进行镜体翻转角度调节时，第一调节机构和第二调节机构的第一内腔或第二内腔的充气压力均为：p3＝k3wtanα2/s3其中，p3为第一内腔或第二内腔的充气压力；k3为第二复位弹簧或第三复位弹簧的弹性系数；w为镜体的宽度；α2为镜体的翻转角度；s3为第一调节机构或第二调节机构的滑块承受
气压的有效面积。14.根据权利要求9所述后视镜装置的控制方法，其特征在于，先对所述第一锁闭机构和/或第二锁闭机构进行控制，延时后再对所述第一调节机构和第二调节机构进行控制。15.一种轨道车辆，其特征在于：在所述车辆的车体两侧分别设有凹陷区域，在所述凹陷区域内设有如权利要求1～8中任一项所述的后视镜装置；当所述后视镜装置的镜体处于锁闭状态时，所述后视镜装置与所述车体侧面平齐。

技术总结
本发明公开了一种轨道车辆及其后视镜装置、控制方法，所述装置包括后视镜组件以及控制模块；后视镜组件包括镜体，以及第一锁闭机构、第二锁闭机构、第一调节机构、第二调节机构、第一垫块和第二垫块；第一锁闭机构、第二锁闭机构分别位于镜体的左右两侧，第一调节机构、第二调节机构分别位于镜体的上下两侧；控制模块用于控制第一锁闭机构和/或第二锁闭机构的锁闭板伸出或回缩，以及控制第一调节机构和第二调节机构的连接组件伸出或回缩，实现镜体处于锁闭状态、后视状态或前视状态的控制。本发明能够实现后视镜的前视或后视控制，减少了车辆运行过程中的运行阻力，保证车辆运行安全。全。全。


技术研发人员：吕晶 谢红兵 王永 何中建 夏梦雨 张宝珍
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/4/18