一种电气车钩推送装置的制作方法

1.本发明涉及铁路车载电气设备技术领域，具体而言，涉及一种铁路用电气车钩推送装置。

背景技术：

2.电气车钩推送装置被配置在车辆前端，主要用于驱动并保证电气车钩完成可靠导向定位及正常连挂和分离，以完成两车之间的连接与断开等。随着轨道交通技术的发展，车辆端部安装的部件和元器件越来越多，留给车钩缓冲系统的安装空间越来越小，因此对电气车钩推送装置提出了更高的要求，因此需要更紧凑的推送装置，以避免车钩缓冲系统与其他零部件的干涉。
3.目前应用最广泛的连杆式推送装置，推送载荷稳定、自锁可靠，但现有结构占用的空间较大。如专利cn111846794a公开了一种电气车钩推送装置，包括：支撑架、支撑臂、驱动机构、传动机构。驱动机构包括承载于支撑架上的固定部和伸缩部，伸缩部可根据电气车钩的不同工作状态从固定部伸出或收回。传动机构与伸缩部连接。支撑臂的一端与电气车钩转动连接于第一轴点，另一端与传动机构转动连接于第二轴点，传动机构设置为使得在伸缩部从固定部伸出时，第二轴点向驱动机构所在一侧的方向运动，并将电气车钩推送至连挂位置。该电气车钩推送装置占用的空间较大，推送装置缩回时，传动机构与支撑臂转动连接的第二轴点向上运动。电气车钩推送装置运动至缩回状态时，第二轴点在垂直方向的位置明显高于电气车钩和传动机构固定铰接点的高度，使得驱动机构推动装置占用了较多的垂直方向的空间。因车辆端部的空间有限，现有的驱动机构推动装置不能满足车辆端部部件和元器件的安装要求。

技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种紧凑型的轨道车辆电气车钩推送装置，推送装置结构紧凑，能够给车辆端部的元器件留下较多的安装空间。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电气车钩推送装置，包括：支架；驱动机构，驱动机构包括承载于支架上的固定部和伸缩部，伸缩部从固定部伸出或收回以实现推送装置的不同工作状态；传动机构，传动机构与伸缩部连接；推送杆，推送杆的一端与电气车钩转动连接于电气车钩转轴，推送杆另一端与传动机构转动连接于第一转轴，传动机构设置为伸缩部收回时推送杆收回，在推送杆收回的过程中，推送杆与传动机构转动连接的第一转轴向驱动机构所在一侧的方向运动。推送杆向驱动机构所在一侧的方向运动，减小了推送装置运动过程中的空间要求。
6.进一步的，传动机构包括主传动部，主传动部将驱动机构的力传导至推送杆，伸缩部伸出时推送杆带动电气车钩伸出至连挂位置，伸缩部收回时推送杆带动电气车钩收回。推送气缸和电气车钩工作状态同步，即推送气缸伸出时，电气车钩也伸出，推送气缸缩回时，电气车钩也缩回，基本消除了活塞杆积灰和锈蚀，提高了推送装置可靠性。
7.进一步的，传动机构还包括设置在推送杆一侧的支撑臂。
8.进一步的，主传动部在伸缩部收回时带动推送杆和支撑臂向驱动机构所在一侧彼此折叠。
9.进一步的，主传动部包括支撑臂侧的第一摇杆；第一摇杆通过第三转轴设置在支架上。
10.进一步的，主传动部还包括推送杆侧的第二摇杆、将第二摇杆设置在支架上的第二转轴，连接于第一摇杆和第二摇杆之间的连杆。
11.进一步的，第一摇杆与第二摇杆的转动方向相反。反向双摇杆机构实现了推送杆、支撑臂向推送装置内侧折叠，以使得整个推送装置更加紧凑，减小了推送装置运动过程中的空间要求。同时该反向双摇杆机构也实现了推送气缸、电气车钩同步伸出和缩回。
12.进一步的，在垂直方向，第二转轴位于第三转轴的下部。
13.进一步的，主传动部还包括连接于第二摇杆的转臂，第二摇杆和转臂转动连接于第二转轴，转臂的另一端与伸缩部连接。
14.进一步的，推送装置还包括限位结构，以限止电气车钩的缩回。
15.进一步的，限位结构设置在推送杆上并且与传动机构的支撑臂形成固定的自锁角度。
16.进一步的，支撑臂上设置有限位结构，或支撑臂和推送杆上设置有限位结构。限位结构消除了各连杆铰接部位间隙和连杆刚度对电气车钩位置的影响，提高了自锁稳定性。
17.进一步的，限位结构为限位块。
18.应用本发明的技术方案，推送杆和支撑臂向推送装置内侧折叠，减小了推送装置运动过程中的空间要求；推送气缸、电气车钩1同步伸出和缩回，消除了活塞杆积灰和锈蚀，提高了推送装置可靠性，减小了产品故障率；电气车钩伸出后，推送杆和支撑臂间的角度大于180度，且第一限位块与支撑臂构成固定的自锁角度，设置限位结构的方案消除了各连杆铰接部位间隙和连杆刚度对电气车钩位置的影响，提高了自锁稳定性。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1是现有电气车钩推动装置结构示意图；
21.图2是本发明电气车钩推送装置缩回状态结构示意图；
22.图3是本发明电气车钩推送装置缩回状态立体图；
23.图4是本发明电气车钩推送装置推出状态立体图；
24.图5是本发明实施例一电气车钩推送装置缩回结构原理示意图；
25.图6是本发明实施例一电气车钩推送装置推出结构原理示意图；
26.图7是本发明实施例二电气车钩推送装置缩回结构原理示意图；
27.图8是本发明实施例二电气车钩推送装置推出结构原理示意图；
28.图9是本发明实施例三电气车钩推送装置缩回结构原理示意图；
29.图10是本发明实施例三电气车钩推送装置推出结构原理示意图。
30.其中，上述附图包括以下附图标记：
31.1、电气车钩；2、推送杆；3、支撑臂；4、第一摇杆；5、连杆；6、转臂；7、第二摇杆；
32.8、驱动机构；81、固定部；82、伸缩部；
33.9、支架；10、第三转轴；11、第二转轴；12、推送气缸转轴；13、第一转轴；14、第一限位块；15、第二限位块；16、电气车钩转轴；17、第四转轴；18、第五转轴；19、第六转轴；
34.x、水平方向；y、垂直方向；
35.α、推送杆2与支撑臂3形成的角度。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
37.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。术语“包括”在使用时表明存在特征，但不排除存在或增加一个或多个其它特征；“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是限于特定的顺序或数量。
38.电气车钩推送装置被配置在车辆前端，主要用于驱动电气车钩正常连挂和分离，以完成两车之间的连接与断开等。现有的电气车钩推送装置占用的空间较大，如图1所示的现有电气车钩推送装置，高度方向占用了较多的空间，结构不够紧凑。
39.图2是本发明的电气车钩推送装置，可以看出，本发明的电气车钩推送装置在高度方向占用的空间较小。本发明的电气车钩推送装置主要包括驱动机构8、传动机构、推送杆2、电气车钩1等。电气车钩1四角设计有孔，四角的孔穿过滑动导轨并与滑动导轨形成间隙配合。驱动机构8提供驱动力、传动机构将驱动力提供给与电气车钩轴接的推送杆2。在推送杆2的带动下，电气车钩1沿滑动导轨滑行，从而使电气车钩沿固定方向伸出或收回，保证了电气车钩伸出或缩回的过程中有可靠的导向定位。其中，驱动机构8可以采用气缸或其他的驱动形式。
40.如图2-图5所示，驱动机构8包括固定部81和伸缩部82，固定部81通过推送气缸转轴12承载于支架9上，伸缩部82可根据电气车钩的不同工作状态从固定部81伸出或收回。传动机构与伸缩部82连接，传动机构将驱动机构8的作用力按特定的方向和大小输出；传动机构输出的驱动力传递给电气车钩的推送杆2，推送杆2的一端与电气车钩1转动连接于电气车钩转轴16，另一端与传动机构转动连接于第一转轴13。伸缩部82从固定部81伸出时，传动机构将电气车钩1推出。图2、图3示出了电气车钩缩回时传动机构和驱动机构的运动状态，即传动机构设置为使得在伸缩部82向固定部81收回时，推送杆2缩回，推送杆2缩回的过程中，推送杆2与传动机构转动连接的第一转轴13向驱动机构8所在一侧的方向运动。图4示出了电气车钩推出时传动机构和驱动机构的运动状态，即传动机构设置为使得在伸缩部82从固定部81伸出时，第一转轴13向驱动机构8所在一侧的相反侧方向运动。电气车钩在推送杆2的带动下推出至连挂位置。
41.从图3-图4可以看出，电气车钩推送装置包括左右对称的两套传动机构和/或左右对称的两套推送杆2。其中，推送杆2为长度可调整的弹性支撑臂。双套支撑臂结构能够提供更大且更均匀的推力。推送杆2上安装有压缩弹簧，为长度可调整的弹性支撑臂。通过微调左右两侧弹性支撑臂长度，可以消除零件加工及组装误差。在电气车钩推送装置设计中，也可以采用一套传动机构、一套推送杆。
42.其中传动机构包括主传动部，主传动部将驱动机构8的力传递至推送杆2。主传动部可以是连杆机构、也可以是齿轮结构等能够实现力的传导、传递的结构形式。
43.其中，主传动部包括：第一摇杆4，第一摇杆4通过第三转轴10设置在支架9相应的轴孔内。当电气车钩需要推出时，气缸伸缩部82沿气缸伸出，伸缩部82带动第一转轴13向气缸所在一侧的相反侧方向运动，此时，推送杆2由倾斜状态向水平状态运动，使得电气车钩转轴16和第三转轴10的水平距离加大，即电气车钩1被推出。当伸缩部82运动到最大行程时，电气车钩1推出至连挂位置。
44.图2-图4所示的主传动部都是四连杆机构，在实际的运用中，根据实际情况，主传动部可以采用多连杆机构的形式，也可以采用单连杆机构的形式，并不限于四连杆机构。
45.优选地，传动部还包括支撑臂3，主传动部在伸缩部82收回时带动推送杆2和支撑臂3向驱动机构8所在一侧彼此折叠。
46.支撑臂3与第一摇杆4通过第三转轴10形成固定的v形杆结构后与支架9铰接。支撑臂3与第一摇杆4可以是一体式的v形杆结构，也可以由单独的杆共同组成的能够同时旋转且相对角度固定不变的结构。根据推送装置具体的尺寸设计，在垂直方向y上，第三转轴10的位置可以与电气车钩转轴16的位置一致，也可以略低于、或略高于电气车钩转轴16的位置。
47.电气车钩运动到连挂位置时，推送杆2与支撑臂3的联系形成的角度α满足α》180
°
，以实现电气车钩的自锁。角度α优选为需满足180
°
＜α＜185
°
或180
°
＜α＜195
°
，以满足在外力顶推电气车钩1时，电气车钩反作用与第一转轴13的力的主要的水平分力将由支撑臂3、第三转轴10传递至支架9，仅较小的垂向分力传递至气缸。即构成自锁的反作用力大部分都由支架9提供，只有小部分来自于气缸限位装置，这样的受力分布有利于减轻对气缸的破坏力，具备给电气车钩提供更大支撑力的条件，利于保持电气车钩连接的稳定性。
48.图4中，在所述连挂位置，推送杆2呈基本水平状态，支撑臂3则小角度斜向上方。推送杆2处于大致水平状态，与电气车钩1运动方向一致，保证了推送杆2上的推力方向与电气车钩1滑动导轨方向一致，减少了滑动导轨的磨损，降低了电气车钩1承受的垂向破坏力，有利于保持电气车钩1结构稳定。且推送杆2的推力垂直于电气车钩1的连挂面，保证了电气车钩1左右两侧触点都能稳定接触。此处说的水平状态指的仅仅是一个大致水平、基本水平的位置方向；同样与电气车钩1滑动导轨方向一致也仅仅是一个大致相同或基本相同的位置方向。根据推送装置具体的尺寸设计，推送杆2与支撑臂3也可以呈其他能满足角度α》180
°
，角度α优选为需满足180
°
＜α＜185
°
或180
°
＜α＜195
°
的状态。
49.综合图2-图4可以看出，在电气车钩伸出、收回的运动过程中，第一转轴13的运动轨迹基本处于电气车钩转轴16和第三转轴10的连线的下方，这一设计，减少了推送装置运动过程中的空间要求，节省了电气车钩推送装置的上部空间，使得电气车钩推送装置的设计更加的紧凑。
50.优选地，主传动部还包括第二摇杆7、连杆5。第二摇杆7通过第二转轴11设置在支架9上。连杆5连接于第一摇杆4和第二摇杆7之间，连杆5与第一摇杆4轴接与第四转轴17，连杆5与第二摇杆7轴接与第五转轴18。在垂直方向y，第二转轴11位于第三转轴10的下部，第三转轴10和第二转轴11的连线与电气车钩1运动方向基本垂直。在实际应用中，根据空间位置等需求，第三转轴10和第二转轴11的连线可以不与电气车钩1运动方向垂直，通过调整第
一摇杆4、第二摇杆7、连杆5等的长度也能实现同样的效果。
51.优选地，电气车钩1与驱动机构8的固定部81位于主传动部的第三转轴10和第二转轴11的同一侧。这种设计使得电气车钩推送装置缩小了在水平方向x的尺寸，实现了电气车钩推送装置的小型化，从而能够在较小的安装空间内实现电气车钩推送装置的安装。
52.其中，第一摇杆4与第二摇杆7的转动方向相反，主传动部构成反向双摇杆机构，实现了推送杆2、支撑臂3向推送装置内侧折叠，以使得整个推送装置更加紧凑，减小了推送装置运动过程中的空间要求。同时该反向双摇杆机构也实现了气缸、电气车钩1同步伸出和缩回，消除了活塞杆积灰和锈蚀，提高了推送装置可靠性，减小了产品故障率。
53.优选的，传动机构还包括连接于主传动部第二摇杆7的转臂6，第二摇杆7和转臂6转动连接于第二转轴11，转臂6的另一端通过第六转轴19与伸缩部82连接。第二摇杆7和转臂6通过第二转轴11形成固定的v形杆结构后与支架9铰接。其中，第二摇杆7和转臂6可以是一体式的v形杆结构，也可以由单独的杆共同组成了能够同时旋转且相对角度固定不变的结构。当气缸的伸缩部82推出时，伸缩部82带动转臂6和连杆7摆动至图6所示位置。
54.图5是电气车钩1的缩回状态。推送气缸缩回时，将作用力施加在转臂6上，转臂6和第二摇杆7绕第二转轴11顺时针转动，并通过连杆5带动第一摇杆4和支撑臂3绕第三转轴10逆时针转动，以将电气车钩1缩回。推送杆2和支撑臂3向推送装置内侧折叠，减小了推送装置运动过程中的空间要求。
55.图6是电气车钩1的伸出状态。推送气缸伸出时，将作用力施加在转臂6上，转臂6和第二摇杆7绕第二转轴11逆时针转动，并通过连杆5带动第一摇杆4和支撑臂3绕第三转轴10顺时针转动，将电气车钩1推出。
56.优选地，推送装置具有限位设计，以防止电气车钩在外力的作用下缩回。推送装置的限位设计具有三种实施例。
57.实施例一，在推送杆2上设置限位结构，限位结构与传动机构的支撑臂3形成固定的自锁角度，从而阻止电气车钩的缩回，以实现可靠自锁。图5-图6示出了本实施例一电气车钩推送装置缩回结构原理示意图和推出结构原理示意图。图6中，电气车钩1推出至连挂位置后，推送杆2和支撑臂3间的角度α大于180度，第一限位块14与支撑臂3接触。当外力作用于电气车钩1时，推送杆2向支撑臂3施加载荷，使支撑臂3和第一摇杆4有顺时针转动的趋势，但第一限位块14与支撑臂3接触将限制其转动，从而阻止电气车钩1的缩回，实现可靠自锁。
58.这种采用限位结构实现电气车钩1可靠自锁的方案，消除了各连杆铰接部位间隙和连杆刚度对电气车钩位置的影响，提高了自锁稳定性。
59.实施例二，在传动机构的支撑臂3上设置第二限位块15，如图7-图8所示，当电气车钩1推出至连挂位置，推送杆2与支撑臂3上的第二限位块15接触，构成固定的自锁角度，实现推送装置的可靠自锁。将限位结构设置在传动机构的支撑臂3上同样可以实现消除了各连杆铰接部位间隙和连杆刚度对电气车钩位置的影响，以提高自锁稳定性。
60.在本实施例二中，也可以采用在推送杆2和支撑臂3上同时设置限位结构的方式来实现可靠自锁。
61.实施例三，采用驱动机构8本身的自锁，在连挂位置，当有外力顶推电气车钩1时，推送杆2向支撑臂3施加载荷，使支撑臂3和第一摇杆4有顺时针转动的趋势，并在连杆5的带
动下第二摇杆7和转臂6有逆时针旋转的趋势，使推送气缸有受拉趋势，由于气缸已伸出到行程最大位置，气缸的伸缩部82无法继续伸长，从而阻止电气车钩1的缩回，实现自锁。但受各连杆铰接部位间隙和连杆刚度的影响，在连挂位置，当电气车钩受到外部作用力时，位置会有较大变化，会影响电气车钩1连接的可靠性。
62.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：推送杆2和支撑臂3向推送装置内侧折叠，减小了推送装置运动过程中的空间要求；推送气缸、电气车钩1同步伸出和缩回，消除了活塞杆积灰和锈蚀，提高了推送装置可靠性，减小了产品故障率；电气车钩1伸出后，推送杆2和支撑臂3间的角度大于180度，且第一限位块14与支撑臂3构成固定的自锁角度，设置限位结构的方案消除了各连杆铰接部位间隙和连杆刚度对电气车钩位置的影响，提高了自锁稳定性。
63.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电气车钩推送装置，包括：支架(9)；驱动机构(8)，所述驱动机构(8)包括承载于所述支架(9)上的固定部(81)和伸缩部(82)，所述伸缩部(82)从所述固定部(81)伸出或收回以实现所述推送装置的不同工作状态；传动机构，所述传动机构与所述伸缩部(82)连接；推送杆(2)，所述推送杆(2)的一端与所述电气车钩转动连接于电气车钩转轴(16)，所述推送杆(2)另一端与所述传动机构转动连接于第一转轴(13)，其特征在于，所述传动机构设置为伸缩部(82)收回时所述推送杆(2)收回，在所述推送杆(2)收回的过程中，所述推送杆(2)与所述传动机构转动连接的第一转轴(13)向所述驱动机构(8)所在一侧的方向运动。2.根据权利要求1所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述传动机构包括主传动部，所述主传动部将所述驱动机构(8)的力传导至所述推送杆(2)，所述伸缩部(82)伸出时所述推送杆(2)带动所述电气车钩伸出至连挂位置，所述伸缩部(82)收回时所述推送杆(2)带动所述电气车钩收回。3.根据权利要求2所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述传动机构还包括设置在推送杆(2)一侧的支撑臂(3)。4.根据权利要求3所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述主传动部在所述伸缩部(82)收回时带动所述推送杆(2)和所述支撑臂(3)向驱动机构(8)所在一侧彼此折叠。5.根据权利要求3所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述主传动部包括所述支撑臂侧的第一摇杆(4)；所述第一摇杆(4)通过第三转轴(10)设置在所述支架(9)上。6.根据权利要求5所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述主传动部还包括所述推送杆(2)侧的第二摇杆(7)、将所述第二摇杆(7)设置在所述支架(9)上的第二转轴(11)，连接于所述第一摇杆(4)和所述第二摇杆(7)之间的连杆(5)。7.根据权利要求6所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述第一摇杆(4)与所述第二摇杆(7)的转动方向相反。8.根据权利要求6所述的电气车钩推送装置，其特征在于，在垂直方向(y)，所述第二转轴(11)位于所述第三转轴(10)的下部。9.根据权利要求8所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述主传动部还包括连接于所述第二摇杆(7)的转臂(6)，所述第二摇杆(7)和所述转臂(6)转动连接于所述第二转轴(11)，所述转臂(6)的另一端与所述伸缩部(82)连接。10.根据权利要求3所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述推送装置还包括限位结构，以限止所述电气车钩的缩回。11.根据权利要求10所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述限位结构设置在所述推送杆(2)上并且与所述传动机构的所述支撑臂(3)形成固定的自锁角度。12.根据权利要求10所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述支撑臂(3)上设置有限位结构，或所述支撑臂(3)和推送杆(2)上设置有限位结构。13.根据权利要求10-12中任一项所述的电气车钩推送装置，其特征在于，所述限位结构为限位块。

技术总结

本发明提供了一种电气车钩推送装置，用于驱动电气车钩连挂和分离，以完成两车之间的连接与断开。电气车钩推送装置包括：支架(9)；驱动机构(8)，驱动机构(8)包括承载于支架(9)上的固定部(81)和伸缩部(82)，伸缩部(82)根据电气车钩的不同工作状态伸出或收回；传动机构，传动机构与伸缩部(82)连接；推送杆(2)，推送杆(2)的一端与电气车钩转动连接于电气车钩转轴(16)，推送杆(2)另一端与传动机构转动连接于第一转轴(13)，传动机构设置为伸缩部(82)收回时推送杆(2)收回，在推送杆(2)收回的过程中，推送杆(2)与传动机构转动连接的第一转轴(13)向驱动机构(8)所在一侧的方向运动。向驱动机构(8)所在一侧的方向运动。向驱动机构(8)所在一侧的方向运动。