风阻制动装置及轨道列车的制作方法

本发明涉及轨道列车技术领域，特别是一种风阻制动装置。

背景技术：

风阻制动是一种清洁环保的非黏着制动方式，利用空气阻力作为列车制动力。风阻制动装置通常安装在车顶。

现有的风阻制动装置，在列车通过曲线路段时会承受较大的侧向力，导致风阻制动装置容易损坏不利于车辆安全稳定运行。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种风阻制动装置，包括制动机构、第一驱动机构和第二驱动机构；所述制动机构包括制动板和底座，所述制动板安装于所述底座；所述第一驱动机构用于驱动所述制动板和所述底座绕第一轴线旋转，以使所述制动板开合；所述第二驱动机构用于驱动所述制动板相对所述底座绕第二轴线旋转；所述第二轴线垂直于所述第一轴线。

在一种实施方式中，所述制动机构设置为两个或两个以上；各所述制动机构通过传动机构联动，从而能同步开启或者一者开启时带动另一者关闭；各所述制动机构的制动板的开启方向相同或者至少两个所述制动机构的制动板的开启方向相反。

在一种实施方式中，所述传动机构包括传动轴、齿轮和防护壳体，所述传动轴与所述制动机构的底座固定连接或一体设置，所述齿轮固定连接在或一体设置在所述传动轴外周，不同传动轴通过所述齿轮啮合传动，所述齿轮布置在所述防护壳体内。

在一种实施方式中，所述风阻制动装置还包括装载体、转盘和锁定机构；所述转盘可旋转地安装于所述装载体，所述第二驱动机构驱动所述转盘旋转；所述锁定机构具有电磁锁定部件，能在电磁力作用下自动锁住所述转盘；所述第一驱动机构安装在所述转盘上。

在一种实施方式中，所述风阻制动装置还包括限位机构，所述限位机构包括摆转件、滑动件和限位件，所述摆转件与所述制动板以及所述滑动件铰接，使所述滑动件能随所述制动板的开启而滑动，当所述制动板开启到最大开度时，所述滑动件与所述限位件抵触，使所述制动板无法进一步开启。

在一种实施方式中，所述限位机构安装在所述转盘上；所述第一驱动机构与所述限位机构分开布置，或者，所述第一驱动机构连在所述限位机构的摆转件上。

在一种实施方式中，所述风阻制动装置还包括锁闭机构，所述锁闭机构包括锁体和锁钩；所述锁体和所述锁钩，一者固定安装于所述装载体，一者固定安装于所述制动板；所述锁体具有电磁锁舌，所述电磁锁舌能在电磁力作用下自动锁住所述锁钩。

在一种实施方式中，所述风阻制动装置还包括第三驱动机构，所述第三驱动机构安装于所述装载体，能顶推所述制动板，使所述制动板开启。

在一种实施方式中，所述装载体为盒体；所述制动板闭合时嵌入所述盒体的顶侧开口中，形成所述盒体的顶盖，所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、传动机构、转盘、锁定机构、限位机构、锁闭机构均位于所述盒体内。

本发明还提供一种轨道列车，该轨道列车采用上述任一项所述的风阻制动装置，列车顶部设有凹槽，所述风阻制动装置的装载体嵌装于所述凹槽中。

采用本发明提供的风阻制动装置，当轨道列车通过曲线路段时，可驱动制动板绕第二轴线旋转，使制动板的迎风面正对列车前进方向，从而能减少风作用在制动板上的侧向力，因此能延长制动机构的寿命、提升整车的运行安全性。

附图说明

图1为本发明提供的风阻制动装置一种实施例的立体图；

图2为图1的左视图；

图3为图1另一视角的局部图；

图4为圆盘和锁定机构的示意图；

图5为第三驱动机构组装在锁定机构下方的示意图；

图6为图5中圈内部分的放大图；

图7为底座和传动轴组装在一起的示意图；

图8为传动机构的示意图；

图9为第一驱动机构一种实施例的示意图，图中，第一驱动机构与限位机构分开布置；

图10为限位机构一种实施例的示意图，图中，限位机构与第一驱动机构分开布置；

图11为限位机构另一种实施例的示意图，图中，限位机构与第一驱动机构集成布置；

图12为锁闭机构的锁体示意图；

图13为第三驱动机构一种实施例的示意图。

附图标记说明如下：

10制动机构，101制动板，102底座，102a插销；

20第一驱动机构；

30第二驱动机构；

40传动机构，401传动轴，402齿轮，403防护壳体，404支撑部件；

50装载体，501底板，502侧壁板，503顶板；

60转盘；

70锁定机构，701座板，702耳板，703电磁锁定部件

80限位机构，801摆转件，801a摆杆，802滑动件，803限位件，804导向件；

90锁闭机构，901锁钩，902锁体，902a电磁锁舌；

100第三驱动机构。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

如图1-图5，该风阻制动装置包括制动机构10、第一驱动机构20、第二驱动机构30、装载体50、转盘60、锁定机构70、限位机构80、锁闭机构90、第三驱动机构100。各机构和转盘60均安装在装载体50上，装载体50固定在列车顶部。

制动机构10包括制动板101和底座102，制动板101安装在底座102上，与底座102可旋转连接。

第一驱动机构20与制动板101连接，能驱动制动板101和底座102一起绕第一轴线l1旋转，使制动板101能自近水平位置开启至近竖直位置，以及，自近竖直位置闭合至近水平位置。第一轴线l1大致沿列车横向。

限位机构80与制动板101相连，在制动板101开启到最大开度时，对制动板101进行限位，使制动板101能稳定地保持在最大开度。优选制动板101开启到最大开度时与水平面呈75°夹角。

锁闭机构90在制动板101闭合时，将制动板101锁在装载体50上，使制动板101能稳定地保持闭合。

第二驱动机构30驱动制动板101相对底座102绕第二轴线l2旋转，第二轴线l2垂直于第一轴线l1。这样设计，当列车通过曲线路段时，第二驱动机构30能驱动制动板101绕第二轴线l2旋转，使制动板101的迎风面正对列车前进方向，从而能减少风作用在制动板101上的侧向力，因此能延长制动机构10的寿命、提升整车的运行安全性和稳定性。

如图3和图5，转盘60与第二驱动机构30连接，由第二驱动机构30驱转，第一驱动机构20和限位机构80安装在转盘60上，第二驱动机构30的驱动力能通过转盘60、第一驱动机构20和限位机构80传递给制动板101，这样，制动板101绕第二轴线l2旋转时，第一驱动机构20、限位机构80以及转盘60均同步旋转。

锁定机构70在制动板101绕第二轴线l2旋转到目标角度位置时锁定转盘60，以使制动板101稳定在该目标角度位置。

第三驱动机构100用于辅助开启制动板101，当第一驱动机构20因制动板101卡壳、冻结等原因无法顶起制动板101时，可以启动第三驱动机构100，利用第三驱动机构100向上顶推制动板101，以辅助第一驱动机构20开启制动板101。

每套风阻制动装置可以仅设一个制动机构10，也可以设两个或两个以上制动机构10。当设两个或两个以上制动机构10时，可以让各传动机构40的制动板101的开启方向相同，也可以让至少两个制动机构10的制动板101的开启方向相反。图1中，设置了两个制动机构10，两个制动机构10的制动板101开启方向相反。

当设两个或两个以上制动机构10时，可以设置传动机构40，让各制动机构10通过传动机构40联动，图1中，两个制动机构10通过传动机构40联动。联动的制动机构10，可以同时开启、同时闭合，也可以一者开启时带动另一者闭合，图1中，两个制动机构10同时开启、同时闭合。

下面详细介绍各机构的结构：

制动机构10

如图1，制动机构10包括制动板101和底座102。如图7，底座102上设有插销102a，制动板101上设有适配的销孔，制动板101套在插销102a外，能绕插销102a的中心轴线旋转，插销102a的中心轴线即上述第二轴线l2。底座102上连有传动轴401，底座102与传动轴401固定连接或者一体设置，传动轴401外套装轴承(见图8)，轴承安装在支撑部件404的安装孔中，支撑部件404支撑固定在装载体50上，底座102能绕轴承的中心轴线旋转，轴承的中心轴线即上述第一轴线l1。

第一驱动机构20

第一驱动机构20可以采用气缸或者液压缸，图示方案中，采用气缸。

如图9和图10，第一驱动机构20与限位机构80可以分开布置，分开布置时，第一驱动机构20和限位机构80分别铰接在转盘60的不同位置处，第一驱动机构20和限位机构80分别铰接在制动板101的不同位置处。

或者，如图11，第一驱动机构20与限位机构80也可以集成布置，集成布置时，第一驱动机构20连在限位机构80上，限位机构80与转盘60以及制动板101铰接。集成布置占用空间小，利于缩减装置体积。

第二驱动机构30

如图5，第二驱动机构30可以采用电机，以便实现精准的角度调节。电机安装在锁定机构70下方，电机的输出轴向上穿过锁定机构70的座板701后与转盘60连接，从而能驱动转盘60旋转。

传动机构40

如图7和图8，传动机构40包括传动轴401、齿轮402、支撑部件404、轴承和防护壳体403。齿轮402固定连接在或一体设置在传动轴401外周，底座102旋转时，传动轴401和齿轮402随之旋转。与不同制动机构10连接的传动轴401通过齿轮402啮合传动。齿轮402布置在防护壳体403内，这样能保护齿轮402不受杂物侵蚀，利于齿轮402稳定传动。防护壳体403固定安装于装载体50。

装载体50

如图1，装载体50设置为盒体，具有底板501、侧壁板502和顶板503，顶侧设有开口。制动板101闭合时嵌入盒体的顶侧开口中，形成盒体的顶盖，使盒体封闭，此时，第一驱动机构20、第二驱动机构30、传动机构40、转盘60、锁定机构70、限位机构80、锁闭机构90、第三驱动机构100均位于盒体内，盒体起到防护作用。应用时，将装载体50固定在列车顶部，具体的，可以在列车顶部设置凹槽，然后将装载体50嵌装在凹槽中，这样，当制动板101闭合时，风阻制动装置的顶面基本与列车顶面平齐，能最大限度的减小运行阻力。

转盘60和锁定机构70

如图4-图6，转盘60外周设有凸棱，凸棱遍布转盘60整周。锁定机构70包括座板701、耳板702和电磁锁定部件703，座板701固定安装在装载体50的底板501上，耳板702与座板701一体设置或固定连接，耳板702位于转盘60一侧，电磁锁定部件703穿插在耳板702的耳孔中，能在电磁力作用下靠近或远离转盘60。当需要锁定转盘60时，控制电流方向，使电磁锁定部件703靠近转盘60直至与转盘60外周的凸棱抵触，当需要转盘60旋转时，控制电流方向，使电磁锁定部件703远离转盘60直至与转盘60分离。

限位机构80

如图10和图11，限位机构80包括摆转件801、滑动件802、限位件803和导向件804。滑动件802与导向件804配合。

摆转件801包括若干根摆杆801a，图10中，摆转件801设有五根摆杆801a。图11中，摆转件801设有三根摆杆801a，由于图11中第一驱动机构20连在摆转件801上，所以摆转件801仅设置三根摆杆801a也可满足稳定性要求。

摆转件801与制动板101铰接，还与滑动件802铰接，使滑动件802能随制动板101的开启而沿导向件804滑动。导向件804固定在转盘60上。限位件803可以固定安装，也可以滑动安装，图中采用滑动安装，即：限位件803与摆转件801铰接，能随制动板101的开启而沿导向件804滑动，滑动方向与滑动件802的滑动方向相反。当制动板101开启到最大开度时，滑动件802与限位件803抵触，使制动板101无法进一步开启。

锁闭机构90

如图1，锁闭机构90包括锁体902和锁钩901。锁体902和锁钩901，一者固定安装于装载体50上，一者固定安装于制动板101上，锁钩901重量通常轻于锁体902，所以优选将锁钩901安装在制动板101上。

如图12，锁体902具有电磁锁舌902a，电磁锁舌902a穿插在套筒中，套筒通过支座支撑固定在装载体50上。电磁锁舌902a能在电磁力作用下伸入锁钩901或从锁钩901中脱出，以实现锁闭和解锁。

第三驱动机构100

如图1和图13，第三驱动机构100可以采用气缸或者液压缸，图中采用气缸。第三驱动机构100固定在装载体50的底板501上，当制动板101卡壳或者冻结时，利用第三驱动机构100向上顶推制动板101，协助第一驱动机构20开启制动板101。另外，一旦第一驱动机构20故障，也可用第三驱动机构100临时替代第一驱动机构20。

以上对本发明所提供的风阻制动装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。