外置式再生制动技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及再生制动技术，尤其是大型运载工具的外置式再生制动系统。
【背景技术】
[0002]目前，公开的再生制动技术，对于运载工具都有将动能转化为电能的，但或多或少都存在着局限性。如大型运载工具轨道车辆将动能转化为电能受速度影响，通常把制动后期的动能放弃掉，而飞机动能仅靠几个轮子也只能将部分动能转化成电能。随着全球经济的发展，各种大型运输工具的使用越来越多，也越来越频繁，这就造成了原本的制动能耗损失也就越来越大，这实际上是在加大能源生产和消费所产生的环境污染和二氧化碳排放，所以，将这些制动能耗回收二次利用很有必要。
【发明内容】
[0003]为了节约能源，也为了减少环境污染和二氧化碳排放，本发明提供一种适用性广、军民两用的外置式再生制动技术。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:运用恒力技术编制储能弹簧组，进而依据弹簧受力和弹力方向相反的特性，建立制动一启动一储能基本模式，并设置和运用钢丝绳索、阻拦连接器、启动连接器、绳索离合器、绳索分接器、伺服器、绳索滑槽、导向滑轮、导向滑槽等配置，由钢丝绳绕过导向滑轮进行转向调整，分别将阻拦连接器、启动连接器和储能弹簧组串接起来，形成最基本的适用于飞机多次起降的再生制动I型系统(如附图1)和最基本的适用于轨道车辆再生制动的S1型系统(如附图2)、适用于民航飞机多次起降的再生制动S2型系统(如附图3)、适用于航母舰载机单层甲板多次起降的再生制动S3a型系统(如附图4)、适用于航母舰载机双层甲板多次起降的再生制动的S3b型系统(如附图5)和适用于地下战斗机多次起降的再生制动的S 4型系统(附图6)。
[0004]其中，绳索离合器，用于轨道车辆的(如附图2)，其一端是在导向滑槽中和启动连接器连接成一体的往复滑行，其另一端用钢丝绳索绕过导向滑轮和储能弹簧组连接，导向滑槽中数根参与离合的钢丝绳索在滑槽两端都有各自的绳索桩(如图7);用于飞机的(如附图1、附图3、附图4、附图5和附图6)，在各绳索滑槽中都有绳索离合器，其一端是和绳索分接器连接，再用钢丝绳索绕过导向滑轮和启动连接器连接，其另一端用钢丝绳索绕过导向滑轮和储能弹簧组连接，各绳索滑槽中数根参与离合的钢丝绳索在滑槽两端都有各自的绳索桩(如图8)。在制动初阶段，即在滑槽一端，绳索离合器分级逐步将滑槽中参与离合的钢丝绳索和绳索桩分离，同时与该分离的钢丝绳索连接，使制动力变大，拉动储能弹簧组由部分到全部进入储能工作；在制动后阶段，即在滑槽另一端，绳索离合器分级逐步将滑槽中参与离合的钢丝绳索和绳索桩连接，同时与该连接的钢丝绳索分离，使制动力由大变小，储能弹簧组由部分到全部脱离储能工作。绳索离合器返回时，也就是在启动初阶段，绳索离合器分级逐步将钢丝绳索和绳索桩分离，同时与该分离的钢丝绳索连接，使驱动力由小变大，储能弹簧组由部分到全部释能；在启动后阶段，绳索离合器分级逐步将钢丝绳和绳索桩连接，同时与该连接的钢丝绳分离，使驱动力由大变小，储能弹簧组由部分到全部脱离释能工作。在数根参与离合的钢丝绳索中，和绳索离合器先连接的在分离时先分离。对于飞机制动，绳索离合器在制动最后阶段都设有防滑装置，以防倒车。
[0005]其中，绳索分接器，是用于飞机多次起降(如图1、图3、图4、图5、图6)，其一端用钢丝绳索经导向滑轮和启动连接器连接，同时另一端有选择性地和I号绳索滑槽、2号绳索滑槽和3号绳索滑槽中的绳索离合器连接并一起滑行再断开。
[0006]其中，阻拦连接器，对于飞机着陆制动的是由阻拦索、导向滑轮和飞机着陆校正架组成，飞机着陆校正架由同轴双滑轮、滑轮支架和轮轨组成(如附图5)，其中同轴双滑轮是由两个滑轮共轴旋转，旋转方向可以相同也可以相反。将两个相同的同轴双滑轮轮轴对称固定在滑轮支架两端，轴心连线和滑轮支架平行，和轮轨平行；同轴双滑轮中稍大的滑轮沿轮轨滚动，稍小的滑轮在大滑轮中间作双滑轮的滑轮槽，钢丝绳索在该滑轮槽上拉动。由于飞机着陆时往往会有偏位着陆，在拉动阻拦索时会对两个同轴双滑轮产生拉力差异，使滑轮支架沿轮轨漂移，从而起到被动式校正飞机着陆，确保飞机按原来的惯性轨迹制动，以免发生重大安全事故。
[0007]其中，伺服器，是具体安排飞机着陆或起飞的操作工具，其沿伺服器的轨道往返滑行(如图1、图3、图4、图5、图6)。当有飞机要连续降落时，由伺服器将阻拦索和启动连接器连接，并将绳索分接器和绳索滑槽中的绳索离合器连接，与该绳索离合器连接的储能弹簧组准备储能，飞机降落后绳索离合器被防滑功能固定在该绳索滑槽中，伺服器将绳索分接器与该绳索离合器分离，同时与其他绳索滑槽中的绳索离合器连接，准备第二次飞机降落储能。当飞机要连续起飞时，由伺服器将阻拦索和启动连接器脱离，并将绳索分接器与绳索滑槽中的绳索离合器连接，与该绳索离合器连接的储能弹簧组准备释放能量；当伺服器将该绳索离合器的防滑功能撤出，飞机即启动，飞机起飞后伺服器再将绳索分接器与该绳索滑槽中的绳索离合器分离，并使启动连接器回到启动时的位置，然后，伺服器再将绳索分接器与其他绳索滑槽中的绳索离合器连接，准备第二次飞机起飞。显然，对于飞机起降，绳索滑槽越多，绳索离合器就越多，飞机连续起降的次数也就可以越多。
[0008]其中，储能弹簧组中的弹簧采用的是恒力弹簧技术，该技术的专利申请号为201310480832.3，是沿弹簧轴向运行的变圈径、变线径的螺旋弹簧，在这里采用的是由塔形螺旋压簧组成的橄榄形螺旋压簧和由盘形螺旋拉簧组成的圆柱型螺旋拉簧两种(如图8)，这两种螺旋弹簧相邻各圈的外圈内径大于里圈外径，所绕制的圈径和线径是同步由大变小而刚度是由小变大。在橄榄形螺旋压簧压缩过程中，弹簧丝各截面同步进入各自压并后的平面，所占用的空间很小但弹性行程很大；而圆柱型螺旋拉簧在拉伸过程中，弹簧丝各截面同步离开各自的平面，行程很大但回位复原后的空间很小。所以，该项恒力弹簧技术的刚度系数较小，并且通过加长弹簧长度可使其刚度线性特征更加平缓。但为了确保弹簧的稳定性和使用的长久性，在这里使用的弹簧各截面的螺旋角要比该技术所述的小。
[0009]由于大型运输工具的惯性和速度较大，其制动和启动时相应地要求该恒力弹簧的初始力较大，所以，有必要对该项恒力弹簧技术的螺旋弹簧进行预压或预拉来提升其预应力，使其能在较高的应力范围内工作，而这并不会改变其刚度系数的原先特征。
[0010]对圆柱形螺旋拉簧进行事先预拉制作，即将两个相同的旋角较小的塔形螺旋压簧叠加连接成橄榄形螺旋压簧，并将其两端相对压并成一对类似盘形螺旋拉簧，再将其里圈末端进行叠加连接，然后把数对这样的类似盘形螺旋拉簧叠加，并将叠加的各对相邻的外圈末端连接，同时把各对各自原来外圈末端的连接断开，从而形成有预应力的较长的圆柱形螺旋拉簧；对橄榄形螺旋拉簧进行事先预压制作，即将两个相同的螺旋角较大的塔形螺旋压簧叠加连接成橄榄形螺旋压簧，再将数个这样的橄榄形螺旋压簧叠加连接并进行预压，形成有预应力的较长的橄榄形螺旋压簧。
[0011]储能弹簧组制作:
第一步:使用相同的变径弹簧丝制作圈数相同、预压力预拉力即预应力相同的橄榄形螺旋压簧和圆柱形螺旋拉簧，要求圆柱形螺旋拉簧拉出的轨迹和橄榄形螺旋压簧相同，橄榄形螺旋压簧压并的轨迹和圆柱形螺旋拉簧相同，并将其叠加连接放入匹配的截面近似于正方形的矩形钢管内，弹簧两端和钢管两端连接固定形成A钢管弹簧(如图9);同样使用这样的橄榄形螺旋压簧和圆柱形螺旋拉簧叠加连接，但叠加连接之间设置动滑轮连接，再将弹簧两端和钢管两端连接固定形成B钢管弹簧(如图10)。
[0012]第二步:将A钢管弹簧和B钢管弹簧串联式并接形成H钢管弹簧(如图11)。其中沿钢管弹簧轴向设置一拉杆，拉杆一端与A钢管弹簧中的叠加连接处连接，拉杆另一端与B钢管弹簧中的滑轮连接。其中将H钢管弹簧分为使用I号滑轮的为氏钢管弹簧，使用2号滑轮的为H2钢管弹簧。
[0013]第三步:使用钢丝绳索通过H钢管弹簧中的滑轮按照(图12)将氏钢管弹簧和H2钢管弹簧并列式串接起来形成一个板块状弹簧组(如图14)，为防止钢丝绳索交叉时碰擦，I号滑轮和2号滑轮的区别在于滑轮的钢丝绳槽位(如图13)。
[0014]从以上三步可以看出，所述板块状弹簧组实际上可以用钢板直接制作，而且为了便于维修还可以将其演化为使用支架来固定弹簧，使弹簧裸露出来，但这里采用钢管弹簧描述是为了说明更方便些。
[0015]从以上三步还可以看出，如果塔形螺旋压簧和盘形螺旋拉簧的预应力是5吨，那么