风阻制动装置的制作方法

本申请属于制动领域，尤其涉及一种风阻制动装置。

背景技术：

风阻制动是高速列车制动的一种新方式，其利用风阻挡板增加空气阻力来产生制动力。当列车高速行驶时，其周边的空气对列车产生与其运动方向相反的作用力。这时，从流线型列车的表面向外侧打开风阻挡板，承受空气阻力，会产生可直接使列车减速的制动力。由于空气动力阻力与速度的平方成正比，速度越高则制动力越大，因此在高速制动时风阻制动方式具有优良的特性。

目前，国内外已研发了多种风阻制动装置，如“猫耳朵”式风阻制动装置，分散式风阻制动装置、液压式风阻制动装置等。“猫耳朵”式风阻制动装置虽然可以提供较大的制动力，但其结构较复杂，重量大，收纳时会占用车厢大量空间，不满足小型化、轻量化的要求；小型分散式风阻制动装置，采用两块风阻制动板互相抵消力矩的方式，该制动装置启动迅速，且收纳空间小，但在制动位时两块制动板存在一定的角度差，会带来旋涡气流以及振动，对列车的稳定性带来一定的影响；液压式风阻制动装置机构笨重，对车体改造较大，需要导流罩，机构设计不合理，只能单向启动，不能适用于双向运行的列车，且采用液压启动，启动速度较慢等。

技术实现要素：

本申请提供了一种风阻制动装置，包括，至少一套第一组件，所述第一组件包括：

底座和制动板，所述制动板上设置有第一延伸部；

设置在所述底座上、可通过驱动第一延伸部进而控制所述制动板打开或关闭的驱动装置；

设置在所述底座上的第一导轨，第一导轨上设置有可沿第一导轨滑动的第一滑块；所述第一滑块具有第一突出端；

第一拉杆，第一拉杆的第一端与第一滑块可旋转地连接，第一拉杆的第二端与第一延伸部可旋转地连接；

靠近第一导轨第一端处设有第一电控锁，所述第一电控锁可以在制动板关闭的状态下限制第一突出端；

靠近第一导轨第二端处设有第二电控锁，所述第二电控锁可以在制动板打开的状态下限制第一突出端；

所述第一组件还包括控制单元，其与所述驱动装置、第一电控锁和第二电控锁电连接；所述控制单元可以控制驱动装置运行，并带动第一延伸部运动，从而打开或关闭制动板；所述控制单元可以控制第一电控锁，使得所述第一电控锁可以在制动板开始打开时得电，通过缩回锁舌而不限制第一突出端；所述控制单元可以控制第二电控锁，使得第二电控锁可以在制动板开始关闭时，通过缩回锁舌而不限制第一突出端。

附图说明

图1是整个装置关闭状态的立体图；

图2是整个装置关闭状态的俯视图1；

图3是整个装置打开状态的立体图1；

图4是局部打开状态的立体图；

图5是局部打开状态的俯视图；

图6是局部关闭状态的立体图；

图7是局部关闭状态的俯视图；

图8是整个装置打开状态的立体图2；

图9是辅助组件打开状态的立体图；

图10是辅助组件关闭状态的俯视图；

图11是部件拆分图1；

图12是部件拆分图2；

图13是驱动杆的后视立体图；

图14是缓冲器立体图；

图15整个装置关闭状态的俯视图2；

其中：a第一组件，1底座，2制动板，3第一延伸部，301第一孔，3011第二凹槽，4驱动装置，401驱动轴，4011第一凹槽，5第一导轨，501第一导轨第一端，502第一导轨第二端，6第一滑块，601第一突出端，602第三凹槽，7第一拉杆，701第一拉杆第一端，702第一拉杆第二端，703第二孔，704第三孔，8第一电控锁，801第一电控锁锁舌，9第二电控锁，901第二电控锁锁舌，10键，11减速器，12安全离合器，13止挡元件，14第一转轴，15缓冲器，1501缓冲杆，1502接触头，16垫片，17辅助组件，18第二延伸部，19第二导轨，1901第二导轨第一端，1902第二导轨第二端，20第二滑块，2001第二突出端，21第二拉杆，2101第二拉杆的第一端，2102第二拉杆的第二端，22第二转轴，23第一限位开关，24第二限位开关，25通孔，26第一安装元件，27第二安装元件,28第二轴。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本申请进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。所述连接可以指直接连接关系，也可以指间接连接关系；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。

需要说明的是，对于关闭状态下的附图，由于俯视时，其内部结构被制动板2所阻挡，无法观察到；为了技术理解的需要，本申请提供的附图中，关于关闭状态下的附图的制动板2和与其连接的延伸部均被移除，因此，无法在关闭状态下看到转轴与延伸部的连接关系；但是这些连接关系可以通过打开状态的附图很好地观察到。

本申请的第一种实施方式提供了一种风阻制动装置，包括至少一套第一组件a，所述第一组件a包括：底座1和制动板2，所述制动板2上设置有第一延伸部3；如图1-8所示，所述第一组件a还包括：

设置在所述底座1上、可通过驱动第一延伸部3进而控制所述制动板2打开或关闭的驱动装置4；所述驱动装置4可优选为电机。

设置在所述底座1上的第一导轨5，第一导轨5上设置有可沿第一导轨5滑动的第一滑块6；所述第一滑块6具有第一突出端601。

第一拉杆7，第一拉杆7的第一端701与第一滑块6可旋转地连接，第一拉杆7的第二端702与第一延伸部3可旋转地连接。

靠近第一导轨5第一端501处设有第一电控锁8，靠近第一导轨5第二端502处设有第二电控锁9；所述第一电控锁8可以在制动板2关闭的状态下限制第一突出端601，所述第二电控锁9可以在制动板2打开的状态下限制第一突出端601。每个电控锁都具有可伸缩的锁舌，当电控锁得电或被外力压缩时，锁舌缩回；当电控锁失电时，锁舌伸出。

所述第一组件a还包括控制单元(图中未示出)，其与所述驱动装置4、第一电控锁8和第二电控锁9电连接。所述控制单元可以控制驱动装置4运行，并带动第一延伸部3运动，从而打开或关闭制动板2。所述控制单元可以控制第一电控锁8和第二电控锁9，使得所述第一电控锁8可以在制动板2开始打开时得电，通过缩回锁舌而不限制第一突出端601；使得第二电控锁9可以在制动板2开始关闭时，通过缩回锁舌而不限制第一突出端601。

具体地，在制动板2开始打开时，控制单元控制驱动装置4，使得驱动装置4带动第一延伸部3运动，并开始打开制动板2；此时，控制单元还控制第一电控锁8得电，使得锁舌801缩回，第一突出端601失去限制，并在风阻提供的动力下，开始从第一导轨第一端501向第一导轨第二端502运动。当第一突出端601越过第二电控锁9的锁舌901后，便被控制在打开的状态下。

在需要将制动板关闭时，控制单元控制驱动装置4，使得驱动装置4带动第一延伸部3反向运动，并开始关闭制动板2；此时，控制单元还控制第二电控锁9得电，使得锁舌901缩回，第一突出端601失去限制，并主要在制动板重力作用下，开始从第一导轨第二端502向第一导轨第一端501运动。当第一突出端601越过第一电控锁8的锁舌801后，便被控制在关闭的状态下。

作为一种优选的实施方式，如图8所示，所述制动板2为弧形；其中部略向上凸起，呈拱状；其作用在于：一方面可以使得制动板闭合后装置外形与车辆顶部形状完全一致降低列车正常运行时的阻力，另一方面由于制动板2打开时为中间部位内凹的形态相比于平面形态使得制动时制动板2受到的空气阻力更大，提高制动力。

作为一种优选的实施方式，如图12所示，所述第一延伸部3上开设第一孔301，驱动装置4的驱动杆作为驱动轴401深入第一孔301，并可以驱动第一延伸部3转动，从而打开或关闭制动板2。

具体地，作为一种优选的实施方式，如图12和图14所示，其中图13相对于图12的驱动轴401的后视立体图，所述驱动轴401上设置第一凹槽4011，所述第一孔301上开设第二凹槽3011，第一凹槽4011和第二凹槽3011之间设置键10，即键10的一部分位于第一凹槽4011中，一部分位于第二凹槽3011中，从而使得驱动轴401通过键10带动第一延伸部3转动。

作为一种可替换的实施方式，除了上述的键驱动外，所述驱动轴401和第一延伸部3之间还可以采用齿轮驱动的方式，例如：所述驱动轴401外周可以设置第一齿轮，所述第一孔301内设置与第一齿轮匹配的第二齿轮，通过两个齿轮的啮合，使得驱动轴401可以驱动第一延伸部3转动。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述驱动装置4与第一延伸部3之间还可以设置减速器11；减速器11的一端与驱动装置的驱动杆连接，输出轴作为驱动轴401与第一延伸部3连接，用于驱动第一延伸部3。由于本申请的装置的尺寸可能较小，驱动装置4受尺寸规格限制可能输出的力矩不够，在这样的情况下，可以增加减速器11提高输出转矩，为驱动第一延伸部3提供足够的动力。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述减速器11与第一延伸部3之间还可以设置安全离合器12；安全离合器12的一端与减速器的输出轴连接，安全离合器的输出轴作为驱动轴401与第一延伸部3连接，进而将转动力传递给制动板2。若制动板2卡死或者其他情况使得转矩超过一定数值时，所述安全离合器12可以自动断开，使得驱动装置4空转，从而保护驱动装置4。

作为一种优选的实施方式，所述驱动装置2与第一延伸部3之间还可以设置安全离合器12，安全离合器12的一端与驱动装置的驱动杆连接，安全离合器的输出轴作为驱动轴401与第一延伸部3连接，用于驱动第一延伸部3；本实施方式适用于当驱动装置提供的力矩足够大，可以正常驱动第一延伸部3的情况。

作为一种优选的实施方式，如图6所示，所述驱动轴401的至少一部分套装在第一安装元件26中，所述第一安装元件26固定在底座1上。通过第一安装元件26的设置，可以对驱动轴401在轴向上的运动进行限制，以免产生径向移动，使得制动板2的打开不稳定。

作为一种优选的实施方式，如图5、图6和图11所示，所述第一导轨的第二端502处设置有止挡元件13，制动板2打开时的滑块6位于第二电控锁9和止挡元件13之间。因此，所述止挡元件13可用于在制动板2打开后，阻止滑块6继续向第一导轨的第二端502方向运动，从而将滑块6，尤其是第一突出端601，限制在第二电控锁9和止挡元件13之间。所述止挡元件13可以固定安装在底座1上，也可以固定安装在第一导轨5上。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，所述第一拉杆第一端701开设第二孔703，通过第二孔703套装在第一突出端601上，可以绕第一突出端601转动；所述第一拉杆第二端702开设第三孔704，所述第三孔704可旋转地套装在第一转轴14上，所述第一转轴14可旋转地安装在第一延伸部3上。

作为一种优选的实施方式，如图5和图6所示，所述底座1上还设置有缓冲器15，所述缓冲器15靠近第一导轨第二端502；在打开过程中，缓冲器的缓冲杆1501可以与第一滑块6的第一突出端601相接处，对制动板2的打开起到缓冲作用。所述缓冲器15可以采用液压缓冲器。

作为一种优选的实施方式，如图5和图14所示，缓冲杆1501的端部设有尺寸大于缓冲杆1501的接触头1502；所述接触头1502由于尺寸更大，方便与第一突出端601接触；且优选接触头1502的材质为弹性材质，可以减少刚性接触带来的损伤。相应地，所述第一突出端601上设有与所述接触头1502匹配的第三凹槽602，如图5所示，可以使得缓冲接触位置更精准。

作为一种优选的实施方式，如图11所示，图11为第一滑块6、垫片16和止挡元件13的拆分示意图；所述第一滑块6与第一导轨5之间设置有垫片16，所述垫片16可用于缓解两个部件间的摩擦力。

本申请的第二种实施方式提供了一种风阻制动装置，包括至少一套第一组件a，所述第一组件a包括：底座1和制动板2，所述制动板2上设置有两个第一延伸部3；如图1-8所示，所述第一组件a还包括：

两个驱动装置4，对称地设置在所述底座1上、可通过分别驱动两个第一延伸部3进而控制所述制动板2的打开或关闭。

第一导轨5，设置在所述底座1上，第一导轨5上设置有可沿第一导轨5滑动的第一滑块6；所述第一滑块6具有两个第一突出端601；所述的两个第一突出端601对称地设置在第一滑块6的两侧。

两根第一拉杆7，每个第一拉杆7的第一端701与第一滑块6可旋转地连接；每根第一拉杆7的第二端702与第一延伸部3可旋转地连接。

靠近第一导轨5第一端501处对称设有两个第一电控锁8(如图5所示)，靠近第一导轨5第二端502处对称设有两个第二电控锁9；每个电控锁都具有可伸缩的锁舌，当电控锁得电时，锁舌缩回；当电控锁失电时，锁舌伸出。

所述第一组件a还包括控制单元(图中未示出)，其与所述两个驱动装置4、两个第一电控锁8和两个第二电控锁9电连接。所述控制单元可以控制每个驱动装置4运行，并带动其对应的第一延伸部3运动，从而打开或关闭制动板2。所述控制单元可以控制第一电控锁8和第二电控锁9，使得所述第一电控锁8和第二电控锁9可以在关闭和打开的过程中限制或者不限制第一滑块6的两个第一突出端601，即所述控制单元可以控制而使得所述第一电控锁8在制动板2开始打开时得电，通过缩回锁舌而不限制第一突出端601；使得第二电控锁9在制动板2开始关闭时得电，通过缩回锁舌而不限制第一突出端601。

作为一种优选的实施方式，每个第一拉杆7的第二端702均套装在第一转轴14上，所述第一转轴14安装在两个第一延伸部3上。尤其优选第一拉杆7的第二端702和第一转轴14均位于两个第一延伸部3之间。

可见，本申请第二种实施方式与第一种实施方式的不同之处在于，本申请的第二种实施方式除了共用一个制动板2、一个第一导轨5、一个第一滑块6和一个第一转轴14以外，其他部件均是两份。因此，前文所述的优选实施方式中适用于第一种实施方式的技术特征，也同样适用于第二种实施方式，此处不再赘述。第二种实施方式的工作原理和方式与第一种实施方式完全相同，但结构会更加稳定。对于第二种实施方式，优选整个第一组件a关于第一导轨5对称设置。

针对以上的第一种实施方式和第二种实施方式，及其优选实施方式，本申请还可以：

作为一种优选的实施方式，如图8-图10所示，所述第一组件a还包括辅助组件17，所述辅助组件17包括设置在制动板2上的两个第二延伸部18，设置在底座1上的第二导轨19，第二导轨19上设置有可沿第二导轨19滑动的第二滑块20；所述第二滑块20至少具有一个第二突出端2001，优选两个，分别对称设置在第二滑块20的两侧；两根第二拉杆21，每个第二拉杆21的第一端2101与第二滑块20可旋转地连接；每个第二拉杆21的第二端2102可旋转地套装在第二转轴22上，所述第二转轴22可旋转地安装在两个第二延伸部18上。尤其优选第二拉杆21的第二端2102和第二转轴22均位于两个第二延伸部18之间。

作为一种优选的实施方式，如图10所示，靠近第二导轨19第一端1901处设有电连接至控制单元的第一限位开关23，靠近第二导轨19第二端1902处设有电连接至控制单元的第二限位开关24；在制动板2临近完全关闭状态时，所述第二突出端2001压动第一限位开关23的头部，所述第一限位开关23将关闭信息传递给控制单元(如图10所示)；在制动板2临近完全打开状态时，所述第二突出端2001压动第二限位开关24的头部，所述第二限位开关24将打开信息传递给控制单元(如图9所示)。从而可以实现对第一滑块是否到达限位位置进行信号输出，确认制动板2打开或关闭时到达预定位置。

作为一种优选的实施方式，如图9和图10所示，底座1上对称设置有两个第二安装元件27，每个第二安装元件27与其对应的第二延伸部18之间套装有第二轴28。所述第二轴28安装在第二安装元件27和第二延伸部18中，可以通过第二安装元件27对第二延伸部18起约束作用，使得制动板2的运动更加稳定。

作为一种优选的实施方式，如图2，图3和图8所示，所述第一组件a具有两套辅助组件17，这两套辅助组件17可以位于第一导轨5的两侧，且优选关于第一导轨5对称设置。可以从两侧对于制动板2的打开和关闭起到辅助作用，使得整个装置更加稳固。

作为一种优选的实施方式，如图3和图8所示，所述风阻制动装置具有两套第一组件a，这两套第一组件a均位于底座1上，且整个风阻制动装置呈对称结构；其两个制动板2可以背对着打开。当打开时，整个风阻制动装置呈蝶形，也可以根据列车行进方向打开相应方向上的第一组件a，无论列车向哪个方向行驶均可以提供风阻制动力。

作为一种优选的实施方式，如图15所示，所述底座1上设有多个通孔25，所述通孔25的作用在于：当制动板2打开时，装置内可能会落入雨水、颗粒状杂物等，通孔25的存在使得这些杂物不累积在装置内部造成设备故障，提高装置可靠性。

以下结合风阻制动装置的各个状态对本申请的操作流程进行详实的阐述，以用于理解本申请的技术方案。值得理解的是，为了避免叙述的冗余，在此仅以一套第一组件a为说明对象，当风阻制动装置具有两套第一组件a时，另一套第一组件a的运动方式与本套基本相同，且可以同步运行。所述电控锁可以购买成品，比如但不限于意林电锁有限公司的yb-80型号电控锁。

初始状态：列车在正常运行或停止等不需要风阻制动的情况下，制动板2因自身重力以及第一电控锁8而保持初始状态(关闭状态)，其他部件也都保持在初始位置，如图1、图2、图6、图7和图10所示，为了便于理解本技术方案，这些图中均略了制动板2和与其相连的第一延伸部3，以便于观察内部结构。

由于风阻制动装置在初始状态时，制动板2处于关闭状态；如图7所示，此时，第一滑块6位于第一导轨第一端501，第一电控锁8失电，其锁舌801伸出，将第一突出端601限制住，使其无法向第一导轨第二端502方向运动。如图10所示，第二滑块20也位于第二导轨第一端1901，第二突出端2001将第一限位开关23的头部压动，触发关闭到位信号。

启动状态：列车紧急减速制动，车头控制室给出制动信号，控制单元控制第一电控锁8的锁舌801缩回，同时控制单元控制驱动装置4启动，给制动板2一个打开制动板2的动力，使得制动板2打开一个小角度，离开水平位置；然后由风阻继续提供动力，制动板2作用在第一延伸部3上，进而带动第一转轴14，第一转轴14再带动第一拉杆7，进一步地带动第一滑块6，使其沿着第一导轨5向第一导轨的第二端502方向上运动；第二滑块20也开始沿着第二导轨19向第二导轨第二端1902方向上运动。

上升状态：利用第一滑块6推行之后的惯性以及风阻所提供的动力，制动板2继续抬高角度，同时第一滑块6也继续在第一导轨5上运动，第二滑块20也继续沿着第二导轨19运动。

当第一滑块6运动到第一导轨第二端502附近时，第一突出端601开始压缩第二电控锁9的锁舌901。缓冲器15也可以开始接触第一突出端601并开始提供阻尼，起到缓冲制动板2上升的作用。

限位状态：第一滑块6在继续运动过程中会越过第二电控锁9，此时，被压缩的锁舌901自动弹起，从而将第一滑块6限制在第二电控锁9和止挡元件13之间，则到达了限位位置，如图3-5、图8和图9所示。

此时第一滑块6运动到了极限位置，制动板2也上升到了极限位置，且使得风阻制动装置保持在了制动状态；此外，第二突出端2001压动第二限位开关24头部并将其触发，第二限位开关24将打开到位信号传输给控制单元。

当有两套第一组件a时，此时，两侧的两个制动板2可背对着打开，如图8所示，此时风阻制动装置呈蝶形；也可选择迎风向制动板2单个打开。

下降状态：车辆制动停稳后，驱动装置4反向旋转，带动第一延伸部3转动，并带动制动板2开始关闭；此时，控制单元控制第二电控锁9得电，锁舌901缩回，消除对第一突出端601的限制。制动板2进一步地在自身重力的作用下开始关闭，此时，通过第一延伸部3带动第一转轴14，第一转轴14带动第一拉杆7，进而带动第一滑块6开始向第一导轨第一端501方向运动，同理，第二滑块20也向第二导轨第一端1901方向运动。

闭合状态：第一滑块6运动到第一导轨第一端501附近时，第一突出端601开始压缩第一电控锁8的锁舌801，当第一突出端601越过锁舌801时，锁舌801会自动弹起，第一突出端601被限制住，制动板2处于关闭状态且被限定开启，如图7所示。此时，第二突出端2001压动第一限位开关23头部并将其触发，第一限位开关23将关闭到位信号传输给控制单元。风阻制动装置制动结束。

本申请所述的风阻制动装置具有如下优点：

(1)整个风阻制动装置多为机械结构，安全可靠，所需驱动用电机功率较小占用的体积也较小，装置结构紧凑占用空间小，且成本低便于更换维修。

(2)风阻制动装置启动过程迅速，启动时电机只需要提供一个较小的转矩，风阻制动板便能在风阻作用下迅速转动到制动位置。在制动板闭合回复到初始状态时，因为利用制动板自身的重力，驱动电机仅需提供较小的力就可以实现风阻制动装置回复闭合。

(3)采用滑块辅助驱动加缓冲器阻尼的作用方式，保证装置快速开启、缓缓闭合，起到了良好的缓冲作用，保证了制动板转动到限位位置时滑块和止挡元件不会产生过大的冲击力，减少了对装置结构的损伤，提高了可靠性和安全性。

(4)通过两套第一组件a的设计，风阻制动装置可以实现风阻制动板双向启闭，满足列车双向运行需求。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非是对本申请作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本申请技术方案的保护范围。