一种铁路货车车厢及其顶盖开闭机构的制作方法

本实用新型涉及铁路货车技术领域，特别涉及一种顶盖开闭机构，本实用新型还涉及具有上述顶盖开闭机构的一种铁路货车车厢。

背景技术：

目前，铁路上现有运输散粒货物的货车，如运煤货车等，通常都是采用敞车或者煤炭漏斗车，这些车辆的车厢顶部装货口一般都没有遮盖，在运输过程中存在货物被风吹后飘散到周边环境造成环境污染以及货物流失的问题，一种解决方法是喷洒抑尘剂，但存在成本高、不能重复利用以及持续性差带来的长途运输需要多次喷洒的情况；另一种解决方法是采用顶部整体遮盖的方式，例如使用顶盖来将装货口盖住，从而解决被风吹出造成污染和货物损失的问题，但是由于顶盖重量较大，所以需要使用驱动机构来驱动其开闭，现有的多种驱动机构中，大多为单杆驱动机构，即每个顶盖均通过一个传动部件来驱动，导致驱动稳定性、负重能力均较差，另外还有一些驱动机构，其组成部件在安装和工作时需要伸出至车厢的左右两侧，不适于铁路货车的车厢侧壁到铁路限界空间小的安装环境。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种顶盖开闭机构，其能够进一步提高对顶盖的驱动稳定性，并且也能够更好的适应铁路货车的车厢侧壁到铁路限界空间小的安装环境。本实用新型还提供了具有上述顶盖开闭机构的一种铁路货车车厢。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种顶盖开闭机构，用于安装在铁路货车的车厢上，包括：

顶盖；

设置在所述车厢的前端侧壁和/或后端侧壁上，并与所述顶盖连接的四连杆机构，所述四连杆机构通过带动所述顶盖移动能够实现车厢开口的开闭；

与所述四连杆机构位于同一侧壁上，用于驱动所述四连杆机构的驱动装置。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述四连杆机构包括：两端分别与所述顶盖和所述车厢连接的第一连杆，以及两端分别与所述顶盖和所述车厢连接的第二连杆。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述顶盖包括第一顶盖和第二顶盖，所述第一顶盖和所述第二顶盖通过相向移动，能够实现所述车厢开口的关闭，通过背向移动能够实现所述车厢开口的开启，并且所述前端侧壁和/或所述后端侧壁上设置有用于驱动所述第一顶盖的第一四连杆机构，以及用于驱动所述第二顶盖的第二四连杆机构。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述第一四连杆机构和所述第二四连杆机构的结构相同，并关于所述车厢宽度方向上的中心线对称设置。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述驱动装置为驱动所述第一四连杆机构和所述第二四连杆机构以相同转速沿相反方向进行转动的驱动机构。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述驱动机构包括：

转动的设置在所述前端侧壁和/或所述后端侧壁上的第一链轮，所述第一四连杆机构的第一连杆的一端与所述第一链轮固定连接，以使所述第一连杆能够在所述第一链轮的带动下进行转动；

转动的设置在所述车厢上，并与所述第一链轮位于同一侧壁上，且通过链条与所述第一链轮传动的第二链轮；

与所述第二链轮同轴连接且同步转动的第一齿轮；

与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二四连杆机构的第一连杆的一端与所述第二齿轮固定连接，以使所述第二四连杆机构的第一连杆能够在所述第二齿轮的带动下进行转动；

活塞杆与所述链条固定连接的气缸。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述第一四连杆机构的所述第一连杆，与所述第二四连杆机构的所述第一连杆靠近设置，并且所述第一四连杆机构和所述第二四连杆机构的所述第二连杆的长度，小于所述第一连杆的长度。

优选的，上述顶盖开闭机构中，还包括：

设置在所述第一顶盖和所述第二顶盖上，分别用于铰接所述第一连杆和所述第二连杆的多个盖体安装座；

设置在所述前端侧壁和/或所述后端侧壁上，用于铰接所述第二连杆的厢体安装座，并且所述厢体安装座上设置有对所述第一连杆进行阻挡，以避免所述第一连杆过量转动的限位挡块。

优选的，上述顶盖开闭机构中，所述第一顶盖和所述第二顶盖为分别与所述车厢的左侧壁和右侧壁通过圆角过渡配合的圆角顶盖，并且所述第一顶盖和所述第二顶盖相互靠近的端部上均设置有支脚，所述车厢的顶部设置有支撑所述支脚的支撑座。

一种铁路货车车厢，包括车厢本体和设置在所述车厢本体上的顶盖开闭机构，所述顶盖开闭机构为上述任意一项中的顶盖开闭机构。

本实用新型提供的顶盖开闭机构，其与现有驱动机构的主要区别之处在于，通过使用四连杆机构来驱动顶盖的移动，提高了负重顶盖的能力，使得顶盖被驱动的稳定性得到显著提升，而且四连杆机构和驱动装置均设置在了车厢的前端侧壁和/或后端侧壁上(此前端侧壁和后端侧壁分别指的是在车厢的行进方向上，位于车厢前端和后端的两个侧壁)，避免了其在车厢左、右侧壁(此左、右侧壁分别指的是在车厢的行进方向上，位于车厢左右两侧的两个侧壁)上的安装，使得其更适于铁路货车的车厢侧壁到铁路限界空间小的安装环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的顶盖开闭机构处于顶盖闭合状态下的结构示意图；

图2为顶盖开闭机构处于顶盖开启状态下的结构示意图；

图3为驱动机构与第一连杆配合的结构示意图；

图4为第一链轮、链条、第二链轮、传动轴、第一齿轮和第二齿轮配合的结构示意图；

图5为第一顶盖和第二顶盖开启时各部件转动方向的示意图；

图6为第一顶盖的结构示意图；

图7为第二连杆的安装示意图；

图8为支撑座的结构示意图；

图9为铁路货车车厢在顶盖处于闭合状态时的结构示意图；

图10为铁路货车车厢在顶盖处于打开状态时的结构示意图。

在图1-图10中：

1-第一连杆，2-第二连杆，3-第一顶盖，4-第二顶盖，5-第一四连杆机构，6-第二四连杆机构，7-第一链轮，8-链条，9-第二链轮，10-第一齿轮，11-第二齿轮，12-传动轴，13-气缸，14-盖体安装座，15-厢体安装座，16-限位挡块，17-支脚，18-支撑座，19-车厢本体。

具体实施方式

本实用新型提供了一种顶盖开闭机构，其能够进一步提高对顶盖的驱动稳定性，并且也能够更好的适应铁路货车的车厢侧壁到铁路限界空间小的安装环境。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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。

如图1-图10所示，本实用新型实施例提供的顶盖开闭机构，用于安装在铁路货车的车厢上，包括：顶盖，该顶盖的设置数量可以为一个，也可以为多个；设置在车厢的前端侧壁和/或后端侧壁上，并与顶盖连接的四连杆机构，如图1和图2中的点画线所示，四连杆机构通过带动顶盖移动能够实现车厢开口的开闭，四连杆在设置时，可以仅设置在车厢的前端侧壁(在车厢行进方向上位于前端的侧壁)上，也可以仅设置在车厢的后端侧壁(在车厢行进方向上位于后端的侧壁)上，或者更优选的在前端侧壁和后端侧壁上均设置有四连杆机构；与四连杆机构位于同一侧壁上，用于驱动四连杆机构的驱动装置，该驱动装置的设置方式也可以有多种，后续内容中将详细说明。

上述结构的顶盖开闭机构，通过驱动装置驱动四连杆机构带动顶盖进行移动，进而令顶盖能够对车厢的开口进行封堵或打开，相比于现有技术中单杆驱动的机构，四连杆机构的承载能力和运动稳定性均较高，使得本实施例提供的顶盖开闭机构的工作效果更好，而且四连杆机构和驱动装置均设置在前端侧壁或后端侧壁再或者两者之上均设置，从而避免了其占用车厢左、右两侧的空间，使得本实施例提供的顶盖开闭机构可以更好的适用于铁路货车车厢的安装环境。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的顶盖开闭机构中，四连杆机构包括：两端分别与顶盖和车厢连接的第一连杆1，以及两端分别与顶盖和车厢连接的第二连杆2，而四连杆机构的另外两个连杆则分别为顶盖和车厢侧壁，如图1和图2中点画线所示。之所以优选采用四连杆机构来实现顶盖的开闭，是因为其动作简单，结构可靠性高，且顶盖的尺寸和开闭程度、连杆的尺寸及布置均可以根据实际需要进行调整，适应性强，而且使用的部件少，维护简便，并且还能够适应大宽度顶盖的打开和关闭需要。

在一种优选设置方式中，如图1-图5以及图9和图10所示，可以令顶盖包括第一顶盖3和第二顶盖4，此第一顶盖3和第二顶盖4优选为结构形同，并对称设置，当第一顶盖3和第二顶盖4进行相向移动并拼合时，能够实现车厢开口的闭合，而此两者背向移动时则能够实现车厢开口的开启，并且前端侧壁和/或后端侧壁上设置有用于驱动第一顶盖3的第一四连杆机构5，以及用于驱动第二顶盖4的第二四连杆机构6，即设置多套四连杆机构，使其分别带动不同的顶盖进行移动。将顶盖设置为两个，通过两个顶盖的配合实现对整个车厢开口的封堵，并与之对应的设置多套四连杆机构，能够进一步提高顶盖的移动灵活性，使得四连杆机构能够更加高效的实现对顶盖的驱动。当顶盖包括第一顶盖3和第二顶盖4时，令每个顶盖的宽度为车厢开口宽度的一半，长度不小于车厢开口的长度(此长度指的是车厢行进方向上的尺寸，而宽度则为车厢垂直于行进方向上的尺寸)，如图9和图10所示，从而使得第一顶盖3和第二顶盖4在拼合后，能够将车厢的开口完全盖住，但第一顶盖3和第二顶盖4的长度也不宜过长，以使车厢的前、后两端有足够空间安装第一四连杆机构5、第二四连杆机构6和驱动装置，同时保证这些部件不会在左、右方向伸出至车厢轮廓之外而侵入铁路限界。

在设置第一顶盖3和第二顶盖4的基础之上，优选第一四连杆机构5和第二四连杆机构6的结构相同，并关于车厢宽度方向上的中心线对称设置，如图1所示。选用两个结构相同的四连杆机构，并使其对称设置，能够使第一顶盖3和第二顶盖4均衡受力，同时也使第一顶盖3和第二顶盖4的对称移动成为可能。

本实施例中的驱动装置在设置时也可以有多种选择，优选其为能够驱动第一四连杆机构5和第二四连杆机构6以相同转速沿相反方向进行转动的驱动机构。

如图1-图5所示，上述驱动机构的一种优选结构为：转动的设置在前端侧壁和/或后端侧壁上的第一链轮7，第一四连杆机构5的第一连杆1的一端与第一链轮7固定连接，以使所述第一连杆1能够在第一链轮7的带动下进行转动；转动的设置在车厢上，并与第一链轮7位于同一侧壁上，且通过链条8与第一链轮7传动的第二链轮9；与第二链轮9同轴连接且同步转动的第一齿轮10；与第一齿轮10啮合的第二齿轮11，第二四连杆机构6的第一连杆1的一端与第二齿轮11固定连接，以使第二四连杆机构6的第一连杆1能够在第二齿轮11的带动下进行转动；活塞杆与链条8固定连接的气缸13。第一链轮7设置在前端侧壁或后端侧壁上，或者前端侧壁和后端侧壁上均设置有第一链轮7，并且在设置有第一链轮7的每个侧壁上均设置有上述的其他部件。

在上述结构中，令第一四连杆机构5的第一连杆1通过第一链轮7与车厢转动连接，令第二四连杆机构6的第一连杆1通过第二齿轮11与车厢转动连接，从而使得两个第一连杆1分别为第一四连杆机构5和第二四连杆机构6的主动杆，而两个四连杆机构中的第二连杆2则均为从动杆。为了保证第一四连杆机构5和第二四连杆机构6的反向同步移动，优选与第一四连杆机构5连接的第一链轮7的直径大于第二链轮9的直径，而第一齿轮10的直径则与第二链轮9的直径的相同并通过传动轴12与第二链轮9连接，与第一齿轮10啮合并连接第二四连杆机构6的第一连杆1的第二齿轮11，直径则大于第一齿轮10的直径，如图1-图5所示。通过上述各个链轮和齿轮的传动，能够实现第一链轮7与第二齿轮11的反向旋转，从而实现两个第一连杆1和两个第二连杆2的对称运动。

为保证两个第一连杆1在关闭和打开过程中不同时刻的转动角度相同、转动位置对称，即令第一顶盖3和第二顶盖4对称移动，本实施例使第二链轮9与第一齿轮10的有效半径相同。

气缸13的缸体通过安装支座固定在车厢的侧壁上，安装位置见图1所示，其活塞端与链条8相连，以使气缸13的活塞在伸出或收回时能够带动链条8运动。气缸13所需要的压力气体可以通过安装于车体上的供气和控制设备提供，或者由列车制动管路提供，也可以由地面设备在车辆装货场提供，由地面设备提供时可以减少车上的供气及控制设备，有效降低成本。此外，驱动部件也可以为直接驱动第一链轮7或第二链轮9转动的电动机、液压马达等。

具体操作过程中，车厢在货场装货时，需要打开顶盖，首先由气缸13伸出活塞，带动链条8运动，链条8带动第一链轮7和第二链轮9转动，第一链轮7与第一四连杆机构5的第一连杆1同步转动，而第二链轮9则与第一齿轮10同步转动，第一齿轮10通过与第二齿轮11的啮合带动第二齿轮11转动，第二齿轮11与第二四连杆机构6的第一连杆1同步转动，从而实现对两套四连杆机构的同步驱动。由两个主动杆分别带动其所在的第一四连杆机构5和第二四连杆机构6动作，使第一顶盖3和第二顶盖4打开，各部件的运动方向如图5所示。顶盖关闭时的动作过程与打开过程相反，各部件的运动方向与图5上标示的箭头方向相反。

此外，驱动装置还可以为分别驱动第一四连杆机构5和第二四连杆机构6转动的多个电动机。即在设置两套四连杆机构时，也可以对应此两套四连杆机构设置两个独立的驱动装置，来分别驱动两套四连杆机构中的两个第一连杆1或两个第二连杆2，且两套四连杆机构在驱动第一顶盖3和第二顶盖4时，可以不同步运动，也可以通过控制两个驱动装置使两套四连杆机构同步运动。具体的，此种设置方式中的驱动装置可以为电动机或液压马达等。

在第一四连杆机构5和第二四连杆机构6对称设置时，优选第一四连杆机构5的第一连杆1，与第二四连杆机构6的第一连杆1靠近设置，并且第一四连杆机构5和第二四连杆机构6的第二连杆2的长度，小于第一连杆1的长度，如图1-图5所示。此种设置方式，能够使得第一顶盖3和第二顶盖4在打开的过程中向下方旋转，进而分别与车厢的左、右侧壁贴合，以减小顶盖打开时所占用的空间，如图2和图10所示。当然，本实施例中也可以令第一连杆1和第二连杆2的长度相同，从而使得第一顶盖3和第二顶盖4在移动时沿水平方向平移。

本实施例提供的顶盖开闭机构中，还包括：设置在第一顶盖3和第二顶盖4上，分别用于铰接第一连杆1和第二连杆2的多个盖体安装座14，如图1、图2、图6和图7所示；设置在前端侧壁和/或后端侧壁上，用于铰接第二连杆2的厢体安装座15，并且厢体安装座15上设置有对第一连杆1进行阻挡，以避免第一连杆1过量转动的限位挡块16，每一套四连杆机构中均设置有一个限位挡块16。设置安装座，以使四连杆机构通过安装座与顶盖和车厢铰接，能够进一步提高结构的连接牢固性和可靠性，延长本实施例提供的顶盖开闭机构的使用寿命。另外，设置限位挡块16，使其位于两个第一连杆1预设的最大角度处，当两个第一连杆1分别转动至两个限位挡块16的设置位置时，两个第一连杆1均转动至最大角度，此时气缸13的活塞伸出到最大行程，顶盖打开动作完成，顶盖打开后的状态如图2和图10所示。四连杆结构的转动程度可以根据需要，通过调整限位挡块16的位置以及气缸13活塞的伸缩长度来调整。同理，顶盖打开后的装货口空间大小，可以根据需要通过调整限位挡块16的位置和活塞行程的方式实现，行程最大时可以完全将顶盖放置于车厢的侧面，不影响车厢顶部的空间，从而能够满足装载机或者漏仓等多种形式的装货需要。

进一步优选的，第一顶盖3和第二顶盖4为分别与车厢的左侧壁和右侧壁通过圆角过渡配合的圆角顶盖，并且第一顶盖3和第二顶盖4相互靠近的端部上均设置有支脚17，车厢的顶部设置有支撑支脚17的支撑座18，如图1、图2和图8所示。将顶盖设置为上述结构，不仅能够进一步增大车厢的容积，而且也更便于通过旋转实现车厢开口的闭合和打开，且顶盖在闭合状态时能够完全平放于车顶上，且不侵入铁路限界。

支撑座18安装于车厢前端侧壁和/或后端侧壁的中央上部，如图1和图2所示，当第一顶盖3和第二顶盖4处于关闭位置时，两个顶盖上的支脚17落在支撑座18的支撑面上，由支撑座18承担顶盖的一部分重量，而两个顶盖的外侧底部则落于车厢上侧梁的上表面，从而令顶盖处于平衡状态，此时其它杆件基本不受力。车辆在装货完成后直至再次装货前顶盖均处于此关闭状态。

此外，本实施例还提供了一种铁路货车车厢，包括车厢本体19和设置在车厢本体19上的顶盖开闭机构，该顶盖开闭机构即为上述的顶盖开闭机构。

由于此铁路货车车厢采用了上述的顶盖开闭机构，所以铁路货车车厢由顶盖开闭机构带来的有益效果请参见上述内容，本实施例在此不再赘述。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，顶盖开闭机构的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。