一种敞口车伸缩顶棚拨盖力控制方法及拨盖装置

技术领域

本发明涉及铁路散装货物技术领域，具体涉及一种敞口车伸缩顶棚拨盖力控制方法及拨盖装置。

背景技术

货运列车的敞口车主要供运送煤炭、矿石、矿建物资等散装货物。为了防止货运敞口车在运输途中，车厢中的煤炭等货物洒落在沿线，通常在车厢顶部蒙盖帆布或其他遮篷物。一般由人工来完成的，但工人的劳动强度大、工作效率低。因此开始使用能够自动开启的伸缩顶棚。伸缩顶棚为两块，设在车厢顶部的前后两端。使用时，伸缩顶棚随同敞口车在铁轨上慢速移动。利用拨盖装置阻挡伸缩顶棚随同敞口车移动，使前后两块伸缩顶棚分别从车厢的前后两端朝车厢中间相向合拢，从而将伸缩顶棚盖上；或前后两块伸缩顶棚从车厢中间分别向车厢两端相背拉开，从而将伸缩顶棚打开。但是，如果拨盖装置阻挡伸缩顶棚的拨盖力太小时，难以拨动伸缩顶棚；当拨盖装置阻挡伸缩顶棚的拨盖力太大时，会阻碍敞口车的移动、或损坏拨盖装置和伸缩顶棚。因此需要调节和控制拨盖装置的拨盖力，实现既能正常启闭伸缩顶棚，又不会阻碍敞口车的移动、不会损坏拨盖装置和伸缩顶棚。

经专利检索，与本申请有一定关系的主要有以下专利：

1、申请号为“201721071050.4”、申请日为“2017.08.25”、公开号为“CN207225367U”、公开日为“2018.04.13”、名称为“一种用于铁路货运敞车的折叠式活动顶盖”、申请人为“株洲华盛实业有限公司”的实用新型专利，该实用新型专利公开了一种用于铁路货运敞车的折登式活动顶盖，包括设置在敞车车厢顶部上的轨道、设置在轨道上的折叠式盖板和设置在敞车车厢上的驱动机构:驱动机构包括带式传动机构和驱动带式传动机构转动的气动马达，折叠式盖板的一端与敞车车厢固接,折叠式盖板的另外一端与带式传动机构的传动带连接,在传动带的带动下，折叠式盖板的另外一端能沿轨道来、回移动，从而使得折叠式盖板打开将敞车车厢顶部开口遮挡住或使得折叠式盖板收拢在一起将敞车车厢顶部开口外露出来。但该专利与本申请的技术方案不同，要在每个货运敞车上设置用来带动折叠式活动顶盖启闭的气动马达5，设备成本高。

2、申请号为“201710892741.9”、申请日为“2017.09.27”、公开号为“CN107628047A”、公开日为“2018.01.26”、名称为“曾盛华”、申请人为“株洲华盛实业有限公司”的中国发明专利，该发明专利公开了一种铁路货运敞车折叠式活动顶盖的开闭方法及开闭机构，开闭方法是将折叠式活动顶盖设置成包括折叠式活动顶盖一和折叠式活动顶盖二的两半式结构；在敞车上还设置有带式传动机构，折叠式活动顶盖一的一端与带式传动机构中传动带的一侧连接且设置有外凸部一，折叠式活动顶盖二的一端与带式传动机构中传动带的另外一侧连接且设置有外凸部二，传动带一侧的移动方向与传动带另外一侧的移动方向相反，在地面上设置有挡块装置一和挡块装置二；当敞车移动时，通过挡块装置一与外凸部一相接触或通过挡块装置二与外凸部二相接触，从而使得折叠式活动顶盖一和折叠式活动顶盖二打开或关闭。虽然该专利公开了用来启闭折叠式活动顶盖的挡块装置，但并没有公开挡块装置的结构，更没有涉及张力调节和控制拨盖力的技术问题。

3、申请号为“202122713732.3”、申请日为“2021.11.08”、公开号为“CN216443600U”、公开日为“2022.05.06”、名称为“一种货运列车敞口车厢推动式覆盖帘的收放装置”、申请人为“株洲华盛实业有限公司”的实用新型专利，该实用新型专利公开了一种货运列车敞口车厢推动式覆盖帘的收放装置，包括对称设在敞口车厢两侧侧壁顶部边缘用于供前片帘两侧和后片帘两侧滑行的左滑轨和右滑轨，还包括对称设在敞口车厢前端壁外侧和后端壁外侧的前后两组收卷滑轨，每组收卷滑轨由左右对称的左收卷滑轨和右收卷滑轨组成；所述左收卷滑轨和右收卷滑轨的上端分别与左滑轨和右滑轨作弧形连接，下端分别朝车厢呈螺旋线卷曲。虽然该专利公开了用来启闭折叠式活动顶盖的拨盖装置，但并没有公开拨盖装置的结构，更没有涉及张力调节和控制拨盖力的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种敞口车伸缩顶棚拨盖力控制方法及拨盖装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种敞口车伸缩顶棚拨盖装置拨盖力控制方法。通过在拨叉杆上设置锁扣件的方式，利用锁扣件锁定拨叉杆；拨盖时，拨叉杆与伸缩顶棚拨柱接触，阻挡伸缩顶棚拨柱随同敞口车移动，以打开或关闭伸缩顶棚；当拨叉杆的拨盖力超过设定值时，锁扣件解锁，使得拨叉杆能够偏转，从而与伸缩顶棚拨柱脱离，避免拨叉杆或伸缩顶棚拨柱被损坏。

进一步地，当拨叉杆阻挡伸缩顶棚拨柱时，拨叉杆将产生偏转，拨叉杆偏转角度与伸缩顶棚拨柱作用在拨叉杆上的力成正比；当拨叉杆偏转角度超过设定角度时，锁扣件锁扣件松开，拨叉杆与伸缩顶棚拨柱分离。既能正常启闭伸缩顶棚，又不会阻碍敞口车的移动、不会损坏拨盖装置和伸缩顶棚。

进一步地，设置有与拨叉杆连接的张力调节组件，利用张力调节组件调节作用在拨叉杆的拉力，来控制拨叉杆偏转角度，以控制拨盖装置的拨盖力。

一种实现上述敞口车伸缩顶棚拨盖力调节方法的拨盖装置，包括：立柱、升降座及拨叉组件，立柱垂直安装在铁轨两侧，升降座安装在立柱顶端，拨叉组件铰接在升降座上，升降座带动拨叉组件在立柱上垂向升降，用来阻挡伸缩顶棚拨柱，以打开或关闭伸缩顶棚。拨叉组件包括：拨叉本体、拨叉销轴、拨叉杆、锁扣件、拨叉杆转轴、拨叉杆复位弹簧、拨叉杆复位螺杆及拨叉杆复位螺母, 利用拨叉销轴将拨叉本体铰接在升降座上，拨叉杆的中部通过拨叉杆转轴铰接在拨叉本体上，拨叉杆的下端设置有拨叉杆滚轮，拨叉杆的上端设置有用来锁定拨叉杆的锁扣件，拨叉杆复位弹簧一端与拨叉杆下段连接，另一端与拨叉杆复位螺杆连接，利用拨叉杆复位螺母将拨叉杆复位螺杆安装在拨叉本体上。当拨叉杆的拨盖力超过设定值时，锁扣件解锁，使得拨叉杆能够偏转，从而与伸缩顶棚拨柱脱离，避免拨叉杆或伸缩顶棚拨柱被损坏。

进一步地，锁扣件包括：拨叉锁头、拨叉锁钩及锁钩扭簧，拨叉锁头设置在拨叉杆的上端，拨叉锁钩中部铰接在拨叉本体上，拨叉锁钩一端铰接有钩尖，另一端设置有解锁斜面，锁钩扭簧安装在拨叉锁钩与拨叉本体之间，使得钩尖勾住拨叉锁头；在升降座上设置有解锁滚轮，当拨叉杆偏转角度超过设定角度时，解锁斜面将碰撞解锁滚轮，解锁滚轮挤压解锁斜面，使得勾住拨叉锁头的两个对置钩尖张开，锁扣件松开，拨叉杆能够产生不受限的偏转，使拨叉杆与伸缩顶棚拨柱分离。避免拨叉杆阻碍敞口车的移动、防止拨盖装置和伸缩顶棚被损坏。

进一步地，钩尖与与拨叉锁头接触点与钩尖铰接轴之间存在钩尖偏心距,钩尖拉力将生产钩尖偏转力矩。钩尖偏转力矩与钩尖拉力成正比，当钩尖拉力超过预定拉力时，钩尖偏转力矩克服钩尖与拨叉锁头之间的摩擦力，使得钩尖与拨叉锁头脱离，拨叉杆能够产生不受限的偏转，使拨叉杆与伸缩顶棚拨柱分离。避免拨叉杆阻碍敞口车的移动、防止拨盖装置和伸缩顶棚被损坏。

进一步地，还包括张力调节组件，张力调节组件与拨叉组件连接，用来调节拨叉组件阻挡伸缩顶棚拨柱的张力。既能正常启闭伸缩顶棚，又不会阻碍敞口车的移动、防止拨盖装置和伸缩顶棚被损坏。

进一步地，张力调节组件包括：张力调节电机、张力调节减速器、张力调节螺杆、张力调节弹簧座、张力调节套管、张力调节弹簧、张力调节配重、钢丝绳、滑轮及导向柱；钢丝绳一端通过滑轮与拨叉组件连接，钢丝绳另一端与张力调节配重连接，张力调节弹簧一端与张力调节配重连接，张力调节弹簧另一端与张力调节弹簧座连接，张力调节电机通过张力调节减速器带动张力调节螺杆转动，使得张力调节弹簧座沿导向柱升降，以调节张力调节弹簧的弹力。以调节作用在拨叉组件的张力大小，调节和控制拨叉杆的拨盖力。

进一步地，当拨叉组件没有阻挡伸缩顶棚拨柱时，拨叉组件处在初始位置，此时张力调节配重和张力调节弹簧的弹力由张力调节套管顶端支撑；当拨叉组件阻挡伸缩顶棚拨柱时，伸缩顶棚拨柱使拨叉组件产生拨叉杆偏转角度，使得拨叉组件偏离初始位置距离,通过钢丝绳拉动张力调节配重升高及张力调节弹簧拉伸，张力调节配重和张力调节弹簧所产生的张力作用在拨叉组件上。当锁扣件松开，拨叉杆与伸缩顶棚拨柱分离时，拨叉杆及拨叉组件恢复此时位置，此时张力调节配重下落到张力调节套管顶端。张力调节配重和张力调节弹簧的弹力由张力调节套管顶端支撑，以减少拨叉组件复位时与升降座的碰撞力，减少因碰撞而产生的噪音。

进一步地，在立柱与升降座之间设置有旋转座，升降座设置在旋转座上，旋转座包括：旋转电机、旋转主动齿轮及盘齿轮，旋转电机带动旋转主动齿轮绕盘齿轮转动。在需要拨盖时，旋转座将升降座和拨叉组件旋转到工作位置；在完成拨盖工作后，将旋转座将升降座转离工作位置，避免升降座和拨叉组件影响车辆通行。

本发明的有益效果为：通过在拨盖装置的拨叉杆上设置锁扣件的方式，利用锁扣件锁定拨叉杆。当拨叉杆的拨盖力超过设定值时，锁扣件解锁，使得拨叉杆能够偏转，从而与伸缩顶棚拨柱脱离，避免拨叉杆或伸缩顶棚拨柱被损坏。同时设置有张力调节组件，以控制拨盖装置的拨盖力。

附图说明

图1为拨盖装置拨动敞口车伸缩顶棚时的立体结构示意图，

图2为拨盖装置的立体结构示意图，

图3为拨盖装置隐藏立柱后立体结构示意图，

图4为拨盖装置隐藏立柱后正视示意图，

图5为升降座及拨叉立体结构示意图，

图6为拨叉立体结构示意图，

图7为拨叉正视示意图，

图8为隐藏拨叉本体后拨叉立体结构示意图，

图9为隐藏拨叉本体后拨叉俯视示意图，

图10为图9中A局部放大示意图，

图11为锁扣件俯视示意图，

图12为拨叉拨动伸缩顶棚时拨叉示意图，

图13为锁扣件松开时拨叉示意图，

图14为张力调节组件立体结构示意图，

图15为张力调节组件剖视示意图，

图16为拨叉拨动伸缩顶棚时张力调节组件剖视示意图。

图中：100—拨盖装置、110—立柱、120—旋转座、121—旋转电机、122—旋转主动齿轮、123—盘齿轮、130—升降座、131—解锁滚轮、140—拨叉组件、141—拨叉本体、142—拨叉销轴、143—拨叉杆、1431—拨叉杆滚轮、144—锁扣件、1441—拨叉锁头、1442—拨叉锁钩、14421—钩尖、14422—解锁斜面、1443—锁钩扭簧、145—拨叉杆转轴、146—拨叉杆复位弹簧、147—拨叉杆复位螺杆、148—拨叉杆复位螺母、150—张力调节组件、151—张力调节电机、152—张力调节减速器、153—张力调节螺杆、154—张力调节弹簧座、155—张力调节套管、156—张力调节弹簧、157—张力调节配重、158—钢丝绳、159—滑轮、160—导向柱、H1—配重至套管顶端高度、H2—拨叉组件偏离初始位置距离、α—拨叉杆偏转角度、P—钩尖偏心距、T—钩尖拉力、f—钩尖摩阻力、V—敞口车移动方向、M—钩尖偏转力矩、N—解锁时拨叉杆偏转方向；

200—敞口车、201—伸缩顶棚拨柱。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1所示：为了防止在货运敞口车在运输途中，车厢中的煤炭等货物洒落在沿线，在货运敞口车使用能够自动开启的伸缩顶棚。伸缩顶棚为两块，设在车厢顶部的前后两端。前后两块伸缩顶棚通过链条或钢丝绳连接。使用时，伸缩顶棚随同敞口车在铁轨上慢速移动。利用拨盖装置的拨叉组件阻挡一端的伸缩顶棚，使得一端的伸缩顶棚不能随同敞口车移动，而是在敞口车顶的滑轨上滑动，开启伸缩顶棚。并通过链条或钢丝绳带动另一端的伸缩顶棚车厢的另一端朝车厢中间相向合拢，从而将伸缩顶棚盖上；或前后两块伸缩顶棚从车厢中间分别向车厢两端相背拉开，从而将伸缩顶棚打开。如果拨盖装置阻挡伸缩顶棚的拨盖力太小时，难以拨动伸缩顶棚；当拨盖装置阻挡伸缩顶棚的拨盖力太大时，会阻碍敞口车的移动、或损坏拨盖装置和伸缩顶棚。

本发明的拨盖装置如图2所示，包括：立柱110、旋转座120、升降座130、拨叉组件140及张力调节组件150，立柱110垂直安装在铁轨两侧，在立柱110顶端设置有旋转座120，旋转座120包括：旋转电机121、旋转主动齿轮122及盘齿轮123，旋转电机121带动旋转主动齿轮122绕盘齿轮123转动。升降座130安装在旋转座120上。拨叉组件140铰接在升降座130上，升降座130带动拨叉组件140在立柱110顶端垂向升降，用来阻挡伸缩顶棚拨柱201，以打开或关闭伸缩顶棚。通常将两个拨盖装置并排设置，其中一个工作一个备用，以增加拨盖装置的可靠性。

如图3至4及14至16所示，在立柱110内还设置有张力调节组件150，包括张力调节电机151、张力调节减速器152、张力调节螺杆153、张力调节弹簧座154、张力调节套管155、张力调节弹簧156、张力调节配重157、钢丝绳158、滑轮159及导向柱160；钢丝绳158一端通过滑轮159与拨叉组件140连接，钢丝绳158另一端与张力调节配重157连接，张力调节弹簧156一端与张力调节配重157连接，张力调节弹簧156另一端与张力调节弹簧座154连接，张力调节电机51通过张力调节减速器152带动张力调节螺杆153转动，使得张力调节弹簧座154沿导向柱160升降，以调节张力调节弹簧156的弹力。以调节作用在拨叉组件140的张力大小，调节和控制拨叉杆143的拨盖力。

如图5至7所示，拨叉组件140包括：拨叉本体141、拨叉销轴142、拨叉杆143、锁扣件144、拨叉杆转轴145、拨叉杆复位弹簧146、拨叉杆复位螺杆147及拨叉杆复位螺母148, 利用拨叉销轴142将拨叉本体141铰接在升降座130上。拨叉组件140通过钢丝绳158与张力调节弹簧156及张力调节配重157连接，在拨叉组件140上形成用来阻挡伸缩顶棚拨柱201的拉力。

如图8至10所示，拨叉杆143的中部通过拨叉杆转轴145铰接在拨叉本体141上，拨叉杆143的下端设置有拨叉杆滚轮1431，拨叉杆143的上端设置有用来锁定拨叉杆143的锁扣件144，拨叉杆复位弹簧146一端与拨叉杆143下段连接，另一端与拨叉杆复位螺杆147连接，利用拨叉杆复位螺母148将拨叉杆复位螺杆147安装在拨叉本体141上。

如图10至11所示，锁扣件144包括：拨叉锁头1441、拨叉锁钩1442及锁钩扭簧1443，拨叉锁头1441设置在拨叉杆143的上端，拨叉锁钩1442中部铰接在拨叉本体141上，拨叉锁钩1442一端铰接有钩尖14421，另一端设置有解锁斜面14422，锁钩扭簧1443安装在拨叉锁钩1442与拨叉本体141之间，使得钩尖14421勾住拨叉锁头1441；在升降座130上设置有解锁滚轮131，当拨叉杆偏转角度α超过设定角度时，解锁斜面14422将碰撞解锁滚轮131，解锁滚轮131挤压解锁斜面14422，使得勾住拨叉锁头1441的两个对置钩尖14421张开，锁扣件144松开，拨叉杆143能够产生不受限的偏转，使拨叉杆143与伸缩顶棚拨柱201分离。避免拨叉杆143阻碍敞口车的移动、防止拨盖装置和伸缩顶棚被损坏。

同时钩尖14421与与拨叉锁头1441接触点与钩尖14421铰接轴之间存在钩尖偏心距P,钩尖拉力T将生产钩尖偏转力矩M。钩尖偏转力矩M与钩尖拉力T成正比，当钩尖拉力T超过预定拉力时，钩尖偏转力矩M克服钩尖14421与拨叉锁头1441之间的摩擦力，使得钩尖14421与拨叉锁头1441脱离，拨叉杆143能够产生不受限的偏转，使拨叉杆143与伸缩顶棚拨柱201分离。避免拨叉杆143阻碍敞口车的移动、防止拨盖装置和伸缩顶棚被损坏。

如图12所示，当缩顶棚拨柱201沿敞口车移动方向V移动上，随同升降座130下降后的拨叉杆143将阻挡伸缩顶棚拨柱201随同敞口车200移动，使得伸缩顶棚在在敞口车顶部的滑轨上滑动，开启或关闭伸缩顶棚。由于缩顶棚拨柱201顶在拨叉杆143的下端，将使得拨叉组件140产生绕拨叉销轴142的整体偏转。使得拨叉组件140与钢丝绳158连接处产生拨叉组件偏离初始位置距离H2。并通过钢丝绳158使张力调节配重157形成配重至套管顶端高度H1。拨叉组件140及拨叉杆偏转角度α与缩顶棚拨柱201作用在拨叉杆143上的推力和张力调节组件150作用在拨叉杆143上的张力之差成正比。通过调节张力调节配重157和调节张力调节弹簧156的弹力可以调节张力调节组件150作用在拨叉杆143上的张力。

如图13所示，伸缩顶棚被完全开启或关闭后，缩顶棚拨柱201就不能再在敞口车顶部滑动了。如果拨叉杆143继续阻挡缩顶棚拨柱201的话，将会阻碍敞口车的移动、或损坏拨盖装置和伸缩顶棚。此时缩顶棚拨柱201会随敞口车沿敞口车移动方向V推动拨叉杆143的下端，使得拨叉组件140整体继续偏转。当拨叉组件140超过预定的偏转角度时，拨叉锁钩1442上的解锁斜面14422将碰撞解锁滚轮131。解锁滚轮131将挤压解锁斜面14422，使得勾住拨叉锁头1441的两个对置钩尖14421张开，锁扣件144松开，拨叉杆143能够绕拨叉杆转轴145沿解锁时拨叉杆偏转方向N，产生不受限的偏转。使拨叉杆143与伸缩顶棚拨柱201分离，拨叉杆143将不再阻挡伸缩顶棚拨柱201。从而避免拨叉杆143阻碍敞口车的移动，或防止拨盖装置和伸缩顶棚被损坏。然后拨叉杆143在拨叉杆复位弹簧146作用下，绕拨叉杆转轴145反向转动。使得拨叉锁头1441插入到拨叉锁钩1442内，将拨叉杆143锁定，便于下一次进行拨盖作业。

如图14至16所示，当拨叉组件140没有阻挡伸缩顶棚拨柱201时，拨叉组件140处在初始位置，此时张力调节配重157和张力调节弹簧156的弹力由张力调节套管155顶端支撑；当拨叉组件140阻挡伸缩顶棚拨柱201时，伸缩顶棚拨柱201使拨叉组件140产生拨叉杆偏转角度α，使得拨叉组件偏离初始位置距离H2,通过钢丝绳158拉动张力调节配重157升高H1，同时使张力调节弹簧156拉伸，张力调节配重157和张力调节弹簧156所产生的张力作用在拨叉组件140上。当锁扣件144松开，拨叉杆143与伸缩顶棚拨柱201分离时，拨叉杆143及拨叉组件140恢复初始位置，此时张力调节配重157下落到张力调节套管155顶端。张力调节配重157和张力调节弹簧156的弹力由张力调节套管155顶端支撑，以减少拨叉组件140复位时与升降座130的碰撞力，减少因碰撞而产生的噪音。

综上所述，本发明的有益效果为：通过在拨盖装置的拨叉杆上设置锁扣件的方式，利用锁扣件锁定拨叉杆。当拨叉杆的拨盖力超过设定值时，锁扣件解锁，使得拨叉杆能够偏转，从而与伸缩顶棚拨柱脱离，避免拨叉杆或伸缩顶棚拨柱被损坏。同时设置有张力调节组件，以控制拨盖装置的拨盖力。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。