齿轨车转向架和齿轨车的制作方法

1.本发明齿轨车驱动和制动技术领域，尤其是涉及一种齿轨车转向架和齿轨车。


背景技术：

2.齿轨铁路是在普通铁路中间加设一条带“齿”的钢轨，通过配备在齿轨车上的转向架的齿轨轮与线路上的齿条的啮合，从而实现齿轨车的牵引与制动。
3.齿轨车在大坡道上运行，需要确保安全，对制动系统要求尤其严格。现有的齿轨车转向架轮对的安装空间有限，无法同时布置两套制动机构，并且制动力较大的制动装置的结构相对复杂，体积也相对较大，其安装和布局存在一定的难度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种齿轨车制动系统及齿轨车转向架，以解决现有齿轨车安装两套制动机构空间受限的技术问题。
5.第一个方面，本发明实施例提供了一种齿轨车转向架，包括：构架、踏面制动机构、第一制动机构、驱动装置和第二制动机构；
6.所述构架包括沿行进方向间隔设置的两个制动安装区域；每个制动安装区域设置有一轮对和安装在所述轮对上的齿轨轮；所述踏面制动机构分别安装在所述构架沿行进方向的两端；所述第一制动机构安装在所述制动安装区域，用于限制对应区域的所述齿轨轮的转动；所述驱动装置安装在所述制动安装区域，用于驱动对应区域的所述齿轨轮转动；所述第二制动机构安装在所述制动安装区域，用于限制对应区域的所述驱动装置的输入端转动。
7.可选地，所述第一制动机构包括：第一带式制动组件和第一制动驱动结构；所述第一带式制动组件安装在所述齿轨轮上，所述第一制动驱动结构的输出端与所述第一带式制动组件的输入端连接，用于带动所述第一带式制动组件动作以限制所述齿轨轮转动。
8.可选地，所述第一制动驱动结构包括：第一风缸、杠杆臂以及弹簧组件；所述第一风缸安装在所述驱动装置的上方，所述第一风缸的输出端与所述杠杆臂的第一端铰接，所述杠杆臂的第二端与安装在齿轮箱体上的支座铰接；所述弹簧组件沿着行进方向设置，所述弹簧组件的一端与所述支座固定连接，所述弹簧组件的另一端与所述杠杆壁的连接点位铰接，所述杠杆臂的连接点位位于所述杠杆臂的第一端与所述杠杆臂的第二端之间；所述第一带式制动组件的输入端与所述弹簧组件靠近所述杠杆臂的一端连接。
9.可选地，所述弹簧组件包括平行设置的第一弹簧件和第二弹簧件；所述第一弹簧件和所述第二弹簧件的一端与所述支座固定连接，所述第一弹簧件和所述第二弹簧件的活动端均与所述杠杆臂的连接点位铰接；所述第一带式制动组件包括：第一制动鼓、第一制动带、第一制动杆、第二制动带以及第二制动杆；所述第一制动鼓安装在所述齿轨轮上，所述第一制动带和所述第二制动带均套接在所述第一制动鼓的周向外侧；所述第一制动杆和所述第一制动带均位于所述第一弹簧结构的下方，所述第一制动杆的上端与所述第一弹簧件
的活动端铰接，所述第一制动带的两端均与所述第一制动杆的下端铰接；所述第二制动杆和所述第二制动带均位于所述第二弹簧结构的下方，所述第二制动杆的上端与所述第二弹簧件的活动端铰接，所述第二制动带的两端均与所述第二制动杆的下端铰接。
10.可选地，所述驱动装置包括：驱动电机和齿轮箱；所述齿轮箱安装在所述轮对上；所述驱动电机的输出端与所述齿轮箱的输入端通过联轴器连接，所述齿轮箱的输出端与所述齿轨轮通过螺栓和定位销连接；所述齿轮箱的输入端设置有第一齿轮轴，所述第二制动机构安装在所述第一齿轮轴上，用于限制所述第一齿轮轴的转动。
11.可选地，所述第二制动机构包括：第二带式制动组件和第二制动驱动结构；所述第二带式制动组件安装在所述第一齿轮轴上，所述第二制动驱动结构的输出端与所述第二带式制动组件的输入端连接，用于带动所述第二带式制动组件动作以限制所述第一齿轮轴转动。
12.可选地，所述第二制动驱动结构包括第二风缸，所述第二风缸安装在所述支座上；所述第二风缸的输出端与所述第二带式制动组件的输入端铰接。
13.可选地，所述第二带式制动组件包括：第二制动鼓、第三制动带、第三制动杆、第四制动带以及第四制动杆；所述第二制动鼓安装在所述第一齿轮轴上，所述第三制动带和所述第四制动带均套接在所述第二制动鼓的周向外侧；所述第三制动带和所述第四制动带均位于所述第二风缸的下方；所述第三制动杆的上端和所述第四制动杆的上端均与所述第二风缸的输出端铰接，所述第三制动带的两端均与所述第三制动杆的下端铰接；所述第四制动带的两端均与所述第四制动杆的下端铰接。
14.可选地，每个所述轮对上设置有一组行车轮，所述踏面制动机构包括两个踏面制动器，所述踏面制动器与所述行车轮一一对应设置，并且所述踏面制动器位于所述行车轮远离所述驱动装置的一侧。
15.第二个方面，本发明实施例提供了一种齿轨车，包括如第一个方面所述的齿轨车转向架。
16.本发明实施例至少具有以下技术效果：
17.本发明实施例提供的齿轨车转向架，将踏面制动布置在构架的两端，并且第一制动机构直接作用在齿轨轮上，第二制动机构作用在驱动装置上，有利于在有限的制动安装区域内合理布置制动系统；每个制动安装区域内均布置有第一制动机构和第二制动机构，可提高对转向架两组驱动轮对的制动力；当发生紧急情况时可以采用第一制动机构进行制动，也可以采用踏面制动结合第二制动机构进行制动，从而提高制动可靠性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种齿轨车转向架的整体结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的图1的俯视图；
21.图3为本发明实施例提供的一种齿轨车转向架的单个制动安装区域内的结构示意
图；
22.图4为本发明实施例提供的图3的俯视图；
23.图5为本发明实施例提供的图3的轴侧图；
24.图6为本发明实施例提供的图3的右视图；
25.图7为本发明实施例提供的一种齿轨车转向架的第一制动机构的结构示意图；
26.图8为本发明实施例提供的一种齿轨车转向架的第二制动机构的结构示意图。
27.图标：100-构架；101-制动安装区域；200-踏面制动机构；201-踏面制动器；300-轮对；300a-支座；301-行车轮；302-齿轨轮；400-第二制动机构；410-第二制动驱动结构；420-第二带式制动组件；421-第二制动鼓；422-第三制动杆；423-第四制动杆；424-第三制动带；425-第四制动带；500-第一制动机构；510-第一制动驱动结构；511-第一风缸；512-杠杆臂；512a-杠杆臂的第一端；512b-杠杆臂的第二端；512c-杠杆臂的连接点位；513-弹簧组件；513a-第一弹簧件；513b-第二弹簧件；520-第一带式制动组件；521a-第一制动杆；521b-第二制动杆；522a-第一制动带；522b-第二制动带；523-第一制动鼓；601-第一齿轮轴。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
29.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
30.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
31.结合图1至图8所示，为本发明实施例提供的齿轨车转向架，包括：构架100、踏面制动机构200、驱动装置(未示出)、第一制动机构500和第二制动机构400。其中，构架100包括两个制动安装区域101，两个制动安装区域101为构架100上沿行进方向间隔设置的镂空区域。每个制动安装区域101均设置有一个轮对300和安装在该轮对300上的齿轨轮302，通过齿轨轮302与齿轨啮合以驱动齿轨车运动。
32.需要说明的是，本实施例中的行进方向即为齿轨车沿着齿轨的运动方向，也可以看作与齿轨平行的方向。
33.具体地，本实施例中的踏面制动机构200为两组，两组踏面制动机构200分别安装在构架100沿行进方向的两端，每一组踏面制动机构200用于限制轮对300上的行车轮301转动，进而实现对轮对300的制动。
34.进一步地，驱动装置也为两个，两个驱动装置分别安装在对应的制动安装区域101，并且驱动装置位于对应制动安装区域101的轮对300远离对应侧踏面制动机构200的一侧，这样不会影响踏面制动的效果。驱动装置主要用于驱动对应区域的齿轨轮302转动，从而实现齿轨车的运动。
35.本实施例为了实现不同情况下的制动组合，除了采用踏面制动之外还包括第一制动机构500和第二制动机构400。其中，第一制动机构500为两个，两个第一制动机构500分别安装在对应的制动安装区域101，第一制动机构500用于限制对应区域的齿轨轮302的转动。第二制动机构400也为两个，两个第二制动机构400分别安装在制动安装区域101，第二制动机构400用于限制对应区域的驱动装置的输入端转动，相当于限制了驱动装置的转动力矩，这样就无法驱动齿轨轮302转动，间接实现了对齿轨轮302制动。
36.可以理解的是，由于第一制动机构500直接作用在齿轨轮302上，第二制动机构400作用在驱动装置的输入端。在常规情况下主要采用电制动，在发生紧急情况(例如：电制动失效或者制动力不足)时，可以采用两个第一制动机构500进行制动，也可以采用踏面制动结合两个第二制动机构400进行制动，以保证制动效果。
37.本实施例提供的齿轨车转向架，将踏面制动布置在构架100的两端，并且第一制动机构500直接作用在齿轨轮302上，第二制动机构400作用在驱动装置上，有利于在有限的制动安装区域101内合理布置制动系统；每个制动安装区域101内均布置有第一制动机构500和第二制动机构400，可提高对转向架两组驱动轮对的制动力；当发生紧急情况时可以采用第一制动机构500进行制动，也可以采用踏面制动结合第二制动机构400进行制动，提高制动可靠性。
38.在一个可选的实施例中，继续参阅图2至图7，本实施例中的第一制动机构500包括：第一带式制动组件520和第一制动驱动结构510。
39.具体地，第一带式制动组件520安装在齿轨轮302上，第一制动驱动结构510安装在驱动装置的支座300a上，支座300a通过连接件固定在构架100上。第一制动驱动结构510的输出端与第一带式制动组件520的输入端连接，用于带动第一带式制动组件520动作，从而限制齿轨轮302的转动。需要说明的是，初始状态下第一带式制动组件520不限制齿轨轮302的转动，当需要制动时才对齿轨轮302进行制动。
40.可选地，继续参阅图4、图5和图7，本实施例提供的第一制动驱动结构510包括：第一风缸511、杠杆臂512以及弹簧组件513。
41.具体地，第一风缸511为整个第一制动机构500的驱动部件，通过连接件与驱动装置上的支座300a固定连接，第一风缸511的输出端与杠杆臂的第一端512a(活动端)铰接，杠杆臂的第二端512b与支座300a铰接。
42.进一步地，弹簧组件513沿着行进方向设置，相当于弹簧组件513可以沿着行进方向进行伸缩，从而带动第一带式制动组件520动作。弹簧组件513的一端与支座300a固定连接，弹簧组件513的另一端与杠杆壁的连接点位铰接，杠杆臂的连接点位512c位于杠杆臂的第一端512a与杠杆臂的第二端512b之间；第一带式制动组件520的输入端与弹簧组件513靠近杠杆臂512的一端连接。
43.需要说明的是，当发生紧急情况时，第一风缸511泄气，失去对杠杆臂512的拉力，弹簧组件513收缩(复位)，从而带动第一带式制动组件520动作，从而实现对齿轨轮302的制
动。
44.可选地，继续参阅图4，本实施例提供的弹簧组件513包括：第一弹簧件513a和第二弹簧件513b，第一弹簧件513a和第二弹簧件513b相互平行，且都沿着行进方向设置。其中，第一弹簧件513a的一端和第二弹簧件513b的一端分别与支座300a固定连接，从而形成固定端；第一弹簧件513a的另一端(活动端)和第二弹簧件513b的另一端(活动端)均与杠杆臂的连接点位512c铰接。
45.可选地，第一带式制动组件520包括：第一制动鼓523、第一制动带522a、第一制动杆521a、第二制动带522b以及第二制动杆521b；第一制动鼓523安装在齿轨轮302上，第一制动带522a和第二制动带522b均套接在第一制动鼓523的周向外侧。在初始状态(正常行驶状态)下，第一制动带522a和第二制动带522b与第一制动鼓523之间存在一定的间隙，便于第一制动鼓523与齿轨轮302一并转动。
46.具体地，第一制动杆521a和第一制动带522a均位于第一弹簧结构的下方，第一制动杆521a的上端与第一弹簧件513a的活动端铰接，第一制动带522a的两端均与第一制动杆521a的下端铰接。第二制动杆521b和第二制动带522b均位于第二弹簧结构的下方，第二制动杆521b的上端与第二弹簧件513b的活动端铰接，第二制动带522b的两端均与第二制动杆521b的下端铰接。
47.需要说明的是，当发生紧急情况时，第一风缸511泄气，失去对杠杆臂512的拉力，第一弹簧件513a和第二弹簧件513b均收缩(复位)，从而分别带动第一制动杆521a和第二制动杆521b动作，第一制动杆521a和第二制动杆521b分别使第一制动带522a和第二制动带522b收紧，从而压紧第一制动鼓523，进而实现对齿轨轮302的制动。
48.本实施例中通过设置两组制动带，可以增加对制动鼓的制动效果，进一步提高行车安全性。
49.在一个可选的实施例中，本实施例提供的驱动装置包括：驱动电机和齿轮箱(图2中为示出)。其中，齿轮箱包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮由驱动电机驱动，从而带动从动齿轮转动，从动齿轮再带动齿轨轮302转动，齿轮箱起到了降低驱动电机的转速与驱动齿轮输出转速比值的作用，增加输出扭矩。
50.具体地，驱动电机的输出端(输出轴)与齿轮箱的输入端(主动齿轮)通过联轴器连接，齿轮箱的输出端(从动齿轮)与齿轨轮302通过螺栓和定位销固定连接。齿轮箱的输入端设置有第一齿轮轴601，主动齿轮安装在第一齿轮轴601上；齿轮箱的输出端设置有第二齿轮轴，从动齿轮安装在第二齿轮轴上。
51.进一步地，为了限制驱动装置的输入端的转动，本实施例将第二制动机构400安装在第一齿轮轴601上，用于限制第一齿轮轴601的转动，相当于可以间接限制了第二齿轮轴的转动。将第二制动机构400安装在第一齿轮轴601上相当于从源头限制的整个齿轮箱的转动，这样有利于保护齿轮箱内的齿轮在制动时不受损坏，提高齿轮箱的使用寿命。
52.在一个可选的实施例中，结合图4、图5和图8所示，本实施例中的第二制动机构400包括：第二带式制动组件420和第二制动驱动结构410。
53.具体地，第二带式制动组件420安装在第一齿轮轴601上，第二制动驱动结构410安装在支座300a上，第二制动驱动结构410的输出端与第二带式制动组件420的输入端连接，用于带动第二带式制动组件420动作，从而限制第一齿轮轴601的转动。需要说明的是，初始
状态下第二带式制动组件420不限制第一齿轮轴601的转动，当需要制动时才对第一齿轮轴601进行制动。
54.可选地，继续参阅图8，第二制动驱动结构410包括第二风缸，第二风缸安装在支座300a上；第二风缸的输出端与第二带式制动组件420的输入端铰接，即通过第二风缸的输出端(例如：推杆)带动第二带式制动组件420动作，从而实现对第一齿轮轴601的制动，进而限制驱动装置的输出以实现对齿轨轮302的制动。
55.可选地，继续参阅图8，本实施例提供的第二带式制动组件420包括：第二制动鼓421、第三制动带424、第三制动杆422、第四制动带425以及第四制动杆423；第二制动鼓421安装在第一齿轮轴601上，第三制动带424和第四制动带425均套接在第二制动鼓421的周向外侧。在初始状态(正常行驶状态)下，第三制动带424和第四制动带425与第二制动鼓421之间存在一定的间隙，便于第二制动鼓421与第一齿轮轴601一并转动。
56.具体地，第三制动带424和第四制动带425均位于第二风缸的下方；第三制动杆422的上端和第四制动杆423的上端均与第二风缸的输出端铰接，第三制动带424的两端均与第三制动杆422的下端铰接。第四制动带425的两端均与第四制动杆423的下端铰接。
57.需要说明的是，当发生紧急情况时，第二风缸泄气，失去对第三制动杆422和第四制动杆423的拉力，从而带动第三制动杆422和第四制动杆423动作，第三制动杆422和第四制动杆423分别使第三制动带424和第四制动带425收紧，从而压紧第二制动鼓421，进而实现对第一齿轮轴601的制动。
58.本实施例中通过设置两组制动带，可以增加对制动鼓的制动效果，进一步提高行车安全性。
59.在一个可选的实施例中，继续参阅图1和图2，本实施例中的每个轮对300上都设置有一组行车轮301，行车轮301安装在轮对300的轮轴两端。行车轮301与普通的行车轨道配合，行车轮301在齿轨轮302的带动下在行车轨道上行进。
60.本实施例中，位于构架100每一端的踏面制动机构200都包括有两个踏面制动器201，踏面制动器201与行车轮301一一对应设置，并且踏面制动器201位于行车轮301远离驱动装置的一侧，不占用制动安装区域101的空间，有利于第一制动机构500和第二制动机构400的安装和布局。
61.可以理解的是，踏面制动器201是齿轨车采用的闸瓦制动，制动时闸瓦抱紧行车轮301踏面，通过摩擦使行车轮301停止转动的制动方式。由于踏面制动的制动力有限，本实施例中的通过踏面制动与第二制动机构400对驱动装置进行制动的方式相结合，可提高齿轨车制动能力和制动可靠性，进一步保证行车安全。
62.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种齿轨车，该齿轨车包括本发明实施例中前述的齿轨车转向架。
63.本实施例提供的齿轨车，包括了前述实施例中的齿轨车转向架，该齿轨车转向架的踏面制动布置在构架100的两端，并且第一制动机构500直接作用在齿轨轮302上，第二制动机构400作用在驱动装置上，有利于在有限的制动安装区域101内合理布置制动系统；每个制动安装区域101内均布置有第一制动机构500和第二制动机构400，可提高对转向架两组驱动轮对的制动力；当发生紧急情况时可以采用第一制动机构500进行制动，也可以采用踏面制动结合第二制动机构400进行制动，提高制动可靠性。
64.本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。
66.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体状况理解上述术语在本发明中的具体含义。
68.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。