一种基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置

1.本技术涉及自适应防脱轨装置，尤其是一种基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置。


背景技术：

2.将列车碰撞后脱轨车辆保持在轨道中心线附近，有利于将脱轨带来的严重后果降到最低，目前防脱轨装置主要包括安装在线路及车辆两大类，专利cn103205941b公开了“一种基于多道防线的列车脱轨撞击防护装置”，该发明提供了一种基于护轮轨、防护挡墙、吸能挡块和防护套箍等四道防线的列车脱轨撞击防护装置，不但可以提高站房被撞击的安全性，而且可以最大程度上减轻脱轨列车和列车内部人员可能造成的二次伤害，专利cn102923154a公开了一种“轨道列车防脱轨装置”，该装置由防脱轨挂钩、紧固螺栓组成，防脱轨挂钩的上端扣在列车的底盘大梁、上/下端扣在轨道上，并预留适量的间隙，以便行驶或转弯时不与轨道摩擦，然后用紧固螺栓紧固，为增强抗拉力，挂钩的两侧可以背加强筋，每节车厢安装数量根据需要确定；专利cn107953896b公开了一种“抱轨型轨道列车防脱轨装置”，包括位于轨道外侧的外瓣与位于轨道内侧的内瓣整体，所述外瓣的顶端和内瓣整体的顶端安装于轨道列车转向架两侧的底板上。
3.上述基于列车碰撞安全防护措施的列车防脱轨装置，在某些方面的确能起到防止列车脱轨的目的，但将防脱轨装置安装在线路上，其施工难度及经济成本较高，若将防脱轨装置安装在车辆上则具有良好的可操作性及经济性，此外，现有的安装在车辆防脱轨装置多数固定安装在列车转向架或者轮对来限制列车的脱轨行为，造成防脱轨装置与轨道系统干涉影响列车正常运行，严重时会造成列车运行事故；另外，现有的防脱轨装置因限位不足而达不到防脱轨效果。因此，针对上述问题提出一种基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置。


技术实现要素：

4.在本实施例中提供了一种基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置用于解决现有技术中的高速列车碰撞脱轨防护措施不足，同时主动安全防护措施目前尚不完善、会给列车的正常运行带来影响等问题。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置，包括安装座、外侧挡板、钩状板、电动推杆和滚珠；所述安装座位置处设置有滚动轴承，所述安装座底端固定有外侧挡板，所述外侧挡板底端相对侧皆固定有钩状板，一侧所述钩状板内部等距设置有多个电动推杆，每个所述电动推杆靠近外侧的一端皆设置有滚珠，所述外侧挡板和钩状板套装在钢轨上，所述外侧挡板顶端安装在转向架纵梁上，且转向架纵梁两端安装有轮对，所述轮对皆与钢轨滚动连接，两个所述转向架纵梁之间设置有转向架横梁，且转向架横梁底端中心位置处皆安装有一个测距传感器。
6.进一步地，所述安装座、外侧挡板和钩状板皆为高强度合金钢nm360，两个所述钩
状板的内侧垂向面间距大于钢轨轨头的宽度。
7.进一步地，所述安装座为60*150mm*350mm的平板，所述外侧挡板为两块厚度为30mm的460mm*350mm的板状结构。
8.进一步地，所述安装座前后侧设置有两条等距离加强筋板，两个所述加强筋板之间固定有增强板。
9.进一步地，所述钩状板的斜率同钢轨轨头下端斜率皆为1：3，所述外侧挡板和钩状板皆沿着钢轨对称分布，所述钢轨内侧的外侧挡板垂向平面在横向上与轮对最低点所在垂直平面平齐。
10.进一步地，每个所述滚珠皆与轨腰垂直面相切，所述测距传感器通过线束与电动推杆及控制器连接。
11.通过本技术上述实施例，采用了在车辆上安装的方式，通过滚动轴承及固定螺栓实现与转向架纵梁的连接，在列车不运行时，可通过滚动轴承将装置悬挂于转向架纵梁上，不会影响车辆运行，解决了现有的高速列车碰撞脱轨防护措施不足，同时主动安全防护措施目前尚不完善、会给列车的正常运行带来影响等问题，避免了安装在线路上的防脱轨装置施工难度及经济成本较高、安装在车辆上的防脱轨装置容易造成防脱轨装置与轨道系统干涉影响列车正常运行或者因限位不足而达不到防脱轨效果的问题。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
13.图1为本技术一种实施例的结构立体示意图；
14.图2为本技术一种实施例的电动推杆示意图；
15.图3为本技术一种实施例的连接结构示意图；
16.图4为本技术一种实施例的连接结构侧视示意图；
17.图5为本技术一种实施例的控制器判断流程图。
18.图中：1、安装座；2、外侧挡板；3、钩状板；4、滚动轴承；5、电动推杆；6、滚珠；7、转向架纵梁；8、轮对；9、钢轨；10、测距传感器；11、转向架横梁。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
20.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具
有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
22.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
23.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
25.请参阅图1-5所示，一种基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置，包括安装座1、外侧挡板2、钩状板3、电动推杆5和滚珠6；安装座1位置处设置有滚动轴承4，安装座1底端固定有外侧挡板2，外侧挡板2底端相对侧皆固定有钩状板3，一侧钩状板3内部等距设置有多个电动推杆5，每个电动推杆5靠近外侧的一端皆设置有滚珠6，外侧挡板2和钩状板3套装在钢轨9上，外侧挡板2顶端安装在转向架纵梁7上，且转向架纵梁7两端安装有轮对8，轮对8皆与钢轨9滚动连接，两个转向架纵梁7之间设置有转向架横梁11，且转向架横梁22底端中心位置处皆安装有一个测距传感器10，本技术的防脱轨装置轨道的钩状板3内部设计了带有滚珠6的电动推杆5，可通过测距传感器10感知列车碰撞响应姿态，控制器控制电动推杆5动作，以达到最佳接触状态，从而更好地防止列车脱轨。
26.安装座1、外侧挡板2和钩状板3皆为高强度合金钢nm360，两个钩状板3的内侧垂向面间距大于钢轨9轨头的宽度，不会对列车运行产生干涉，当列车发生碰撞等紧急情况致使转向架纵梁7产生较大的横向位移时，防脱轨装置底部的钩状板3会与轨腰接触，抑制转向架横向移动；安装座1为60*150mm*350mm的平板，外侧挡板2为两块厚度为30mm的460mm*350mm的板状结构；安装座1前后侧设置有两条等距离加强筋板，两个加强筋板之间固定有增强板，用来承受列车脱轨事故发生后防脱轨装置与钢轨9间产生的巨大碰撞力；钩状板3的斜率同钢轨9轨头下端斜率皆为1：3，外侧挡板2和钩状板3皆沿着钢轨9对称分布，钢轨9内侧的外侧挡板2垂向平面在横向上与轮对8最低点所在垂直平面平齐；每个滚珠6皆与轨腰垂直面相切，测距传感器10通过线束与电动推杆5及控制器连接，根据测距传感器10信号使电动推杆5做出相应动作，电动推杆5行程至滚珠6接触钢轨9为止。
27.本技术在使用时，当列车发生碰撞事故后，传递到转向架纵梁7的碰撞力转向架纵梁7向架横向及垂向运动，继而使轮对8产生横向及垂向运动并最终脱离钢轨9约束，当转向架纵梁7横移量达到防脱轨装置与钢轨9的间隙距离时，该装置会与钢轨9相互接触，此时，一方面防脱轨装置在横向方向上与钢轨9轨腰接触阻挡转向架进一步横向移动，另一方面
若转向架纵梁7在垂向方向上产生较大位移后，防脱轨装置端部的钩状板3在垂向方向上可扣住钢轨9轨头下端，防止转向架纵梁7进一步垂向抬升，进而抑制由转向架纵梁7横移及抬升引起轮对8横移及抬升，当轮对8回位，列车正常运行时，该装置并不会干涉运行，若其中一个测距传感器10传输的位移信号值达到可触发电动推杆5启动控制器时，控制器将控制所有防脱轨装置的电动推杆5运动至滚珠6触碰钢轨9，达到对转向架纵梁7进行横向及垂向限位；当轮对8未成功脱轨后回位时，滚珠6与钢轨9的接触，不会致使防脱轨装置与钢轨9抱死，造成钢轨9巨大磨损，此外，因控制器实时监测测距传感器10，轮对8回位后可控制电动推杆5缩回，本技术中出现的电器元件在使用时均外接连通电源和控制开关。
28.本技术的有益之处在于：
29.通过基于列车碰撞姿态感知的自适应防脱轨装置，具有双重防脱轨效果，且安装不影响列车正常运行；整个系统结构简单，可操作性、通用性强，可实时对列车运行状态进行监测，从而有效地防止列车碰撞脱轨，防止次生灾害的发生，达到保护列车和司乘人员的目的。
30.涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本技术保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
31.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。