轨道列车防爬器及轨道列车

技术领域

本发明涉及轨道列车安全技术领域，尤其涉及一种轨道列车防爬器及轨道列车。

背景技术

随着城市化进程不断加强，城轨交通客流强度不断增大，发车间隔不断压缩，车辆运行时的安全可靠性是生产运营单位及公众关注的首要问题。在进一步加强城轨车辆主动安全防护措施，减少碰撞事故发生的同时，从被动安全防护的角度出发研究如何提高轨道列车的耐撞性，尽可能保护司乘人员的安全已成为当今轨道列车研发时的热点问题。

受城轨车辆结构特征、连挂要求及曲线通过能力的限制，在运行过程中，车体前端的吸能装置的安装与变形空间有限，从而导致整车吸能量较低。

发明内容

本发明提供一种轨道列车防爬器，能够突破车体前端吸能装置的安装与变形空间的限制，大幅提升车辆吸能性能。

本发明还提供一种轨道列车。

本发明一方面实施例提供一种轨道列车防爬器，包括：

防爬器本体，一端形成开口，且内部形成有与所述开口连通的空腔；

吸能部，设于所述空腔并能够相对于所述防爬器本体伸出；

触发机构，设于所述防爬器本体内并位于所述吸能部的后端，所述触发机构适于触发所述吸能部弹出所述防爬器本体；

止挡件，设于所述防爬器本体的外侧壁；

所述吸能部相对于所述防爬器本体具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述吸能部至少部分位于所述防爬器本体内，在所述第二位置，所述吸能部伸出所述防爬器本体并通过所述止挡件锁止在所述第二位置。

根据本发明的一个实施例，所述触发机构包括快速弹出装置，所述快速弹出装置包括存储壳体和设于所述存储壳体内的聚能物，在所述第一位置，所述吸能部的后端与所述存储壳体靠近或接触。

根据本发明的一个实施例，所述触发机构还包括位于所述存储壳体内的电芯，所述电芯适于在接收到弹出信号时触发所述存储壳体内的聚能物释放能量，以快速推出所述吸能部。

根据本发明的一个实施例，所述吸能部包括：

缸体，固定于所述防爬器本体内；

导向梁，一端延伸进所述缸体内，并在该端部设有与所述缸体密封连接的活塞；

吸能梁，位于所述缸体外并固定套接于所述导向梁的另一端，所述吸能梁的外周面与所述防爬器本体的内周面相匹配。

根据本发明的一个实施例，所述吸能梁的后端设有固定于所述导向梁的底座，所述吸能梁的前端设有与所述导向梁固定连接的端盖，所述端盖上形成有防爬齿。

根据本发明的一个实施例，所述吸能部包括：

导向梁，一端延伸进所述防爬器本体内，并在该端部设有与所述防爬器本体的内壁密封连接的活塞；

吸能梁，固定套接于所述导向梁外并与所述活塞固定连接，所述吸能梁的外周面与所述防爬器本体的内周面相适应。

根据本发明的一个实施例，所述吸能梁的后端设有固定于所述导向梁的底座，所述吸能梁的前端设有与所述导向梁固定连接的端盖，所述端盖上形成有防爬齿。

根据本发明的一个实施例，所述防爬器本体呈方形，所述吸能梁呈与所述防爬器本体相匹配的方形。

根据本发明的一个实施例，所述防爬器本体呈圆形，所述吸能梁呈与所述防爬器本体相匹配的圆形。

根据本发明的一个实施例，所述防爬器本体的后端与所述吸能部之间连接有限位拉索，所述限位拉索的长度使得所述吸能部伸出所述防爬器本体的最大长度处于所述第二位置。

根据本发明的一个实施例，所述止挡件包括压板、止挡块、压簧以及弹性钢片，所述压板的一端固定安装于所述防爬器本体靠近其开口端的外侧壁，所述止挡块的另一端通过压簧与所述止挡块连接，所述弹性钢片跨接于所述防爬器本体的外侧壁与所述止挡块之间；所述吸能梁的靠近所述底座处的外侧壁设有与所述止挡块一一对应的止挡凹槽，所述防爬器本体还开设有容纳所述止挡块的开口。

根据本发明的一个实施例，所述止挡件包括止挡块，所述吸能梁的底座外周面开设有至少一个安装凹槽，所述止挡块通过弹性件安装于所述安装凹槽中，所述防爬器本体的内侧壁设有与所述止挡块一一对应且向外凹陷的限位槽，所述限位槽设于所述防爬器本体的开口端。

本发明另一方面实施例还提供一种轨道列车，设有上述的轨道列车防爬器，所述防爬器安装于所述轨道列车的车头下方。

本发明实施例提供的轨道列车防爬器，通过在吸能部的后端设置触发机构，并在防爬器本体外设置止挡件，在防爬器接收到弹出信号时，触发机构触发吸能部弹出并通过止挡件锁止在特定位置，从而增加了防爬器的吸能行程。解决了现有车体前端的吸能装置的安装与变形空间有限，从而导致整车吸能量较低的问题，在不改变车辆头形结构特征、连挂要求及曲线通过能力要求的情况下，突破车体前端吸能装置的安装与变形空间的限制，大幅提升车辆吸能性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例提供的轨道列车防爬器处于缩进状态的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的轨道列车防爬器处于伸出状态的结构示意图；

图3是本发明一种实施例轨道列车防爬器的轴向剖视示意图，其中示出了一种止挡件结构；

图4是本发明一种实施例轨道列车防爬器的轴向剖视示意图，其中示出了另一种止挡件结构；

图5是本发明另一种实施例轨道列车防爬器的轴向剖视示意图，其中示出了同图4的止挡件结构；

附图标记：

10、防爬器；11、防爬器本体；111、限位槽；12、吸能部；121、吸能梁；122、导向梁；123、活塞；124、钢板；13、止挡件；131、压板；132、压簧；133、止挡块；134、弹性钢片；135、压缩弹簧；14、快速弹出装置；15、缸体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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作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。

第一方面，如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种轨道列车防爬器(简称防爬器10)。主要包括如下结构：

防爬器本体11、吸能部12、触发机构以及止挡件13。具体地，防爬器本体11一端形成开口，且内部形成有与开口连通的空腔。可以理解的是，按照防爬器10安装在轨道列车上的方位来说，开口端为防爬器本体11的前端，防爬器10安装在轨道列车上的一端为后端，此处所说的“前”、“后”是按轨道列车行驶的方向规定的，轨道列车行驶的方向为“前”，反之为“后”。防爬器本体11的空腔沿防爬器本体11的轴向开设。

本实施例中，吸能部12的一端设于空腔中，另一端位于空腔外，吸能部12位于空腔中的一端能够相对空腔轴向滑动，在防爬器接收到弹出信号时，吸能部12能够相对于防爬器本体11伸出即弹出；需要说明的是，在吸能部12未弹出的状态下，吸能部12位于空腔中的一端锁止在空腔中；具体的锁止方式将在下文具体介绍。

本实施例中，触发机构设于防爬器本体11内并位于吸能部12的后端，触发机构适于在接收到弹出信号时触发吸能部12弹出防爬器本体11。

本实施例中，止挡件13设于防爬器本体11的外侧壁，具体地，止挡件13设于防爬器本体11靠近开口端的外侧壁。

本实施例中，吸能部12相对于防爬器本体11具有第一位置和第二位置，如图1所示，在第一位置，吸能部12至少部分位于防爬器本体11内，即吸能部12处于收缩状态；如图2所示，在第二位置，吸能部12伸出防爬器本体11并通过止挡件13锁止在第二位置，即吸能部12处于伸出状态。

如图3至图5，本实施例通过在吸能部12的后端设置触发机构，并在防爬器本体11外设置止挡件13，在防爬器接收到弹出信号时，触发机构触发吸能部12弹出并通过止挡件13锁止在特定位置，从而增加了防爬器的吸能行程。解决了现有车体前端的吸能装置的安装与变形空间有限，从而导致整车吸能量较低的问题，在不改变车辆头形结构特征、连挂要求及曲线通过能力要求的情况下，突破车体前端吸能装置的安装与变形空间的限制，大幅提升车辆吸能性能。

根据本发明的一个实施例，触发机构包括快速弹出装置14，快速弹出装置14包括存储壳体和设于存储壳体内的聚能物，存储壳体固定安装在防爬器本体11内的后端盖上，存储壳体的形状可以呈盒状、碗状等，具体形状不做限定，存储壳体体积小，所占空间小，不占用吸能部12的安装空间，存储壳体可以通过粘接、紧固件连接等方式固定在防爬器本体11内的后端盖上，具体安装方式不做过多限定，只要能够将存储壳体安装在防爬器本体11内的后端盖上即可。在第一位置，吸能部12的后端与存储壳体靠近或接触，以使得存储壳体内的聚能物触发后能够将产生的推力尽可能完全地作用在吸能部12上，从而提高能量的利用率。

具体在存储壳体内放置多少量的聚能物，根据所需推力来定，所需推力越大，所放聚能物越多。具体地，聚能物可以是能够在电火花作用下释放能量的爆破物。

本实施例通过快速弹出装置14提供推力比螺杆、液压等结构体积小、重量轻，可以在占用较小空间时提供足够的推力。

为了能够触发聚能物，根据本发明的一个实施例，触发机构还包括位于存储壳体内的电芯，电芯适于在接收到弹出信号时触发存储壳体内的聚能物释放能量，以快速推出吸能部12。电芯与轨道列车的控制模块信号连接，在轨道列车的探测模块探测出前方障碍物需要防爬器弹出时，首先探测模块发送信号给控制模块，控制模块发送弹出信号给电芯，触发电芯产生电火花使得聚能物释放能量，从而瞬间产生所需推力，将吸能部12推出。

本实施例的吸能部12包括两种结构，如图3和图4所示，第一种结构用于防爬器本体11为方形的结构，如图5所示，第二种结构用于防爬器本体11为圆形的结构。

对于第一种结构，吸能部12包括：

缸体15，固定于防爬器本体11内，具体地，缸体15的后端与防爬器本体11的后端固定连接，缸体15沿防爬器本体11的轴向设置。

导向梁122，导向梁122呈柱状，一端延伸进缸体15内，并在该端部设有与缸体15密封连接的活塞123，为了保证密封效果，可以在活塞123的外周设置一圈凹槽，并在凹槽中安装密封圈，密封圈与缸体15的内壁贴合；为了增加活塞123的刚度，可以在活塞123的一侧设置钢板124。

吸能梁121，呈管状，位于缸体15外并固定套接于导向梁122的另一端，吸能梁121的外周面与防爬器本体11的内周面相匹配，也即，吸能梁121的外形也呈方形，为了提高对吸能梁121的导向作用，可以在防爬器本体11的内侧壁设置滚珠，滚珠贴靠吸能梁121的外侧壁。本实施例中，通过设置缸体15，能够方便导向梁122的安装和导向，此结构中，对于防爬器本体11的外形没有严格的要求，防爬器本体11的外壳可以设置减重孔。

为了便于吸能梁121与导向梁122的固定，根据本发明的一个实施例，吸能梁121的后端设有固定于导向梁122的底座，底座呈方块状，吸能梁121的前端设有与导向梁122固定连接的端盖，端盖上形成有防爬齿，在两列轨道列车碰撞时，能够起到防爬作用。

对于第二种结构，防爬器本体11相当于缸体15，吸能部12包括：

导向梁122，一端延伸进防爬器本体11内，并在该端部设有与防爬器本体11的内壁密封连接的活塞123，同样地，为了保证密封效果，可以在活塞123的外周设置一圈凹槽，并在凹槽中安装密封圈，密封圈与防爬器本体11的内壁贴合；为了增加活塞123的刚度，可以在活塞123的一侧设置钢板124。

吸能梁121，固定套接于导向梁122外并与活塞123固定连接，吸能梁121的外周面与防爬器本体11的内周面相适应，也即，吸能梁121的外形也呈圆形，为了提高对吸能梁121的导向作用，可以在防爬器本体11的内侧壁设置滚珠，滚珠贴靠吸能梁121的外侧壁。对于该结构，防爬器本体11充当缸体15，结构更简单，不过要求防爬器本体11的气密性要能够达到使用要求。

根据本发明的一个实施例，吸能梁121的后端设有固定于导向梁122的底座，底座呈圆盘状，吸能梁121的前端设有与导向梁122固定连接的端盖，端盖上形成有防爬齿，在两列轨道列车碰撞时，能够起到防爬作用。

为了保证吸能部12伸出防爬器本体11时，不会脱出防爬器本体11，根据本发明的一个实施例，防爬器本体11的后端与吸能部12之间连接有限位拉索，限位拉索可以是钢丝绳，在吸能部12未伸出时，钢丝绳呈松软状态(即未拉直状态)，限位拉索的长度需保证在限位拉索拉直时，吸能部12伸出防爬器本体11的最大长度处于第二位置，即限位拉索拉直时，吸能部12正好处于伸出状态。

对于防爬器本体11为方形的结构，根据本发明的一个实施例，在防爬器本体11的至少两个平面上分别设置止挡件13，对于仅设置两个止挡件13的情形，这两个止挡件13相对设置，即设于防爬器本体11的两个相对平面上。

具体地，止挡件13包括压板131、止挡块133、压簧132以及弹性钢片134，压板131呈L型，L型的短边的一端固定安装于防爬器本体11靠近其开口端的外侧壁，L型的长边水平延伸，止挡块133的另一端(L型的长边下端)通过压簧132与止挡块133连接，弹性钢片134跨接于防爬器本体11的外侧壁与止挡块133之间，弹性钢片134类似于合页的结构，一侧连接防爬器本体11的外侧壁，一侧连接止挡块133的上表面，通过弹性钢片134能够起到对止挡块133的定位作用。吸能梁121的靠近底座处的外侧壁设有与止挡块133一一对应的止挡凹槽，防爬器本体11还开设有容纳止挡块133的开口，止挡块133从该开口处通过压簧132压紧在吸能梁121的外壁面，止挡块133呈水平状态，弹性钢片134也呈水平状态。当吸能梁121在爆炸推力的作用下伸出防爬器本体11时，在吸能梁121移动到止挡凹槽正好位于止挡块133下方时，止挡块133在压簧132的作用下倾斜并卡入止挡凹槽，从而将吸能梁121锁止在第二位置，此时弹性钢片134弯曲变形，适应止挡块133的倾斜角度并将止挡块133定位在该角度，从而增加止挡块133的稳定性。

对于防爬器本体11为方形或圆形的结构，根据本发明的一个实施例，止挡件13包括止挡块133，吸能梁121的底座外周面开设有至少一个安装凹槽，止挡块133通过弹性件例如压缩弹簧135安装于安装凹槽中，止挡块133抵紧在防爬器本体11的内侧壁，防爬器本体11的内侧壁设有与止挡块133一一对应且向外凹陷的限位槽111，限位槽111设于防爬器本体11的开口端，当吸能梁121在爆炸推力的作用下伸出防爬器本体11时，在吸能梁121移动到止挡块133正对限位槽111时，止挡块133在压缩弹簧135的作用下卡入限位槽111，从而将吸能梁121锁止在第二位置。

本发明的一个具体实施例的实现过程如下：

(1)快速弹出装置14被触发

防爬器收到弹出指令之后，快速弹出装置14被触发，产生推力。

(2)吸能梁121伸出

活塞123在快速弹出装置14产生的推力作用下，沿缸体15内部滑动，吸能梁121在活塞123、导向梁122的推动下从防爬器本体11中伸出。

(3)止挡

①止挡块133倾斜止挡

吸能梁121伸出一定长度之后，在钢丝绳的作用下停止伸出动作，止挡块133在弹性钢片134及压簧132的作用下向内倾斜，通过对倾斜角度的控制，使止挡块133的立面正好顶住吸能梁121底座处的止挡凹槽，对吸能梁121起到止挡作用。

②止挡块133弹出止挡

吸能梁121伸出一定长度之后，在钢丝绳的作用下停止伸出动作，止挡块133在压缩弹簧135的作用下从吸能梁121底座的安装凹槽中弹出，弹出的止挡块133有一半伸入限位槽111，对吸能梁121起到止挡作用。

(4)防爬器压溃吸能

伸出状态的防爬器吸能梁121在碰撞产生的冲击力作用下渐进压溃吸能。

第二方面，本发明实施例还提供一种轨道列车，设有上述的轨道列车防爬器，防爬器安装于轨道列车的车头下方。在不改变轨道列车头形结构特征、连挂要求及曲线通过能力要求，突破车体前端吸能装置的安装与变形空间的限制，大幅提升车辆吸能性能。

最后应说明的是：以上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精神和范围。