無軌電車集電器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無軌電車集電器，尤其是用于與電網自動連通的自動捕捉電線集電器。
【背景技術】
[0002]目前無軌電車以其無污染的優點，越來越受到公共交通領域的關注。傳統的無軌電車由于過分依賴于電網，在本世紀初逐漸被燃油燃氣公交車所取代，但是巨大的城市電網布線網絡閑置不僅影響城市美觀，而且造成資源的巨大浪費。為繼續發展新能源汽車事業，減少車輛排放，改善空氣質量，針對無軌電車的改進工作日益成熟。針對傳統無軌電車無法脫離電網行駛的缺陷，已經研制出使用雙源動力的無軌電車，采用電網和動力電池雙動力源，在車輛與電網連接時利用電網供電，脫離電網時利用電力電池進行供電，既能實現靈活充電又不完全受架空電網的限制，且使用電池容量小，無需定點充換電。
[0003]現有的無軌電車自動升降集電器無軌電車普遍采用電網定點捕捉，即集電器升起捕捉電網時需要將車停至相應升降區，通過車頂攝像頭將電網圖像傳至司機控制室，由司機通過圖像尋找導向罩，并判斷在符合升桿條件時，手動控制按鈕完成線網捕捉，降桿過程則可以在低速行進中通過控制按鈕實現。在整個集電器與電網接觸過程中，所有的操作都需要由司機做出判斷，為了增加判斷的準確性，司機必須在非常低的車速甚至停車狀態下進行升桿、捕捉等操作。為了實現自動升降控制，現有技術中有利用高清圖像拍攝設備進行線網定位，利用線網位置信息進行集電器動作控制，以實現集電器自動捕捉線網，減少司機的人為參與。這種技術方案雖然能夠解決現行運營車輛的問題，但是實施上難度卻很大。針對這一目前自動升降集電器存在以下缺陷:
[0004](I)控制難度大。使用雙桿集電器，集電器的控制需要兩套執行器，不僅要對每一根線網精確捕捉，兩套執行器之間也需要精確配合，不易實現。
[0005](2)成本較高。每一臺電車都需要配備雙集電桿和雙執行器，對傳統電車的改造成本升高，推廣困難。
[0006](3)質量較大。由于執行器一般是電機或者氣缸，兩套執行器再加控制機構勢必會增加集電器的整體重量，增加車體負擔。
[0007]為了解決上述問題，需要開發一種適用于在行駛中脫線并隨時自動捕線，控制簡單，捕線準確且成本低廉的集電器。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型所提供的集電器，非常適用于自動捕線的電車設計，能夠解決現有電車自動捕線技術中的控制復雜、集電器成本高居不下的問題。本實用新型的無軌電車集電器，包括集電桿和取電機構，所述集電桿為單桿，所述取電機構包括頂桿、頂桿連桿、集電頭，所述頂桿和頂桿連桿呈“U”形連接，所述集電頭活動連接于頂桿連桿。單桿集電器較當前雙桿集電器更加節省成本，且只需一套執行和控制機構，減輕集電器整體重量，更加便于操作。
[0009]作為本實用新型的一種優選實施方式，所集電桿與所述取電機構頂桿通過一旋轉電機相連接，所述旋轉電機控制所述取電機構在所述集電桿徑向平面一定角度內旋轉。旋轉電機的應用可以使集電器在自動捕線過程中準確定位集電頭與電線的相對位置，提高電線抓取的準確度。
[0010]進一步地，所述頂桿與所述頂桿連桿之間設置有回位彈簧。回位彈簧一方面幫助頂桿連桿復位，另一方面有利于使集電頭與電線緊密接觸，防止行走過程中脫線。
[0011]作為本實用新型的另一種優選實施方式，所述頂桿由套筒和套桿組成，所述套桿設置于套筒內且二者沿軸向相對活動，所述套筒末端連接頂桿連桿。這種取電機構的設置能夠使集電頭更加平穩地移動，以適應線網寬度，提高供電穩定性。
[0012]作為本實用新型的又一種優選實施方式，所述頂桿與所述頂桿連桿在“U”形平面內活動連接。這種取電機構的設置比較簡單，更易操作。
[0013]此外，所述集電桿呈錐形，由底部到頂部直徑逐漸縮小。所述集電桿采用高分子絕緣材料制成。
[0014]另外，本實用新型還提供一種無軌電車，使用上述的集電器。
[0015]本實用新型集電器裝置配合圖像識別系統識別線網，能夠在電車行進中自動捕線，減少了司機的人工干預與駕駛難度，降低對無軌電車司機的要求，提高線網運行效率；使得無軌電車對線網的適應性大大增強，在兼容現有電車線網的情況下對新鋪設電車線網及路況要求降低(比如路口處不必架設線網)使得無軌電車大范圍推廣成為可能；本集電器采用的新材料讓無軌電車的車頂載荷降低，對環境的適應性好并且材料本身絕緣還使得電車安全性較高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型集電器整體示意圖；
[0017]圖2是一種實施方式的集電器取電機構細節圖；
[0018]圖3是另一種實施方式的集電器取電機構細節圖；
【具體實施方式】
[0019]為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1是本實用新型所涉及的用于自動抓取線網的集電器示意圖。集電器100固定設置于電車的頂部，通過與車頂線網的連接從電網取電以供給車輛驅動。本實用新型集電器包括執行機構102、集電桿104、取電機構106。其中執行機構102用于控制集電桿104的升降和旋轉，由電動機或氣缸及其控制機構實現，本說明書中不做重點說明。請見圖1?3，本實用新型集電器的特點在于使用單桿集電裝置，即集電桿104為I根，其底部連接執行機構102，其頂部連接取電機構106。用于電車驅動的空中電線網絡由兩條平行的高壓電線構成，取電機構要準確抓取兩根平行的高壓電線能才形成供電回路，故本實用新型設置的取電機構106設置為“U”形，包括頂桿62、頂桿連桿63、集電頭64，其中頂桿62和頂桿連桿63呈“U”形活動連接，集電頭64活動連接于頂桿連桿63。為使集電頭活動自如，適應不同的電線間距，兩集電頭64之間的距離應當是可調的。
[0020]集電桿104設置成呈錐形，由底部到頂部直徑逐漸縮小，使集電桿104的重心靠近根部，同時增強了集電桿的剛性，減小集電桿在上升和下降時的抖動。為了減少集電器100的重量，集電桿104可以采用材質較輕、強度較高的材料，如高分子絕緣材料等制成。
[0021]集電桿104的頂部與頂桿62通過一個旋轉電機相連接，該電機的作用主要是使取電機構能夠沿著與集電桿垂直的徑面旋轉。旋轉電機軸連接頂軒，電機的控制可以通過集電器底部的執行機構實現。旋轉電機的設置有兩方面作用，一方面，當取電機構進行線網抓取時，由于車輛行駛方向以及行駛位置，使取電機構集電頭不能準確地與兩電機對準。一般認為，當取電機構的頂桿與兩根電線相互垂直時，控制集電頭抓取電線較為容易，故旋轉電機控制器會通過執行機構接收到的線網位置信息發出相應的旋轉信號，使旋轉電機控制頂桿旋轉一定的角度，使頂桿與兩根電線保持垂直，抓取電線；另一方面，在某些路段，如轉彎時線網距離會減小，此時適當調整頂桿與兩條線網的角度，可以保持集電器不脫線。進行抓取時，執行機構控制集電桿升起并旋轉，使取電機構頂桿中點保持在捕捉線網中線的軌跡上，旋轉電機控制頂桿保持與電線垂直，然后集電頭與線網接觸取電，實現抓取后，電車檢測到電流信號正常之后開始給電車供電。
[0022]圖2是集電器取電機構106的一種實施方式，集電桿104與頂桿62之間通過61連接，內置有旋轉電機。頂桿62設置成空心套筒，內置套桿621，頂桿62和套桿621能夠沿頂桿62軸向相對活動，頂桿連桿63連接于套桿621，并與套桿621呈一定角度，本實施例中該角度為90度。集電頭64在抓取電線后，車輛行進過程中兩電線間距變大時，套桿621被拉出頂桿62套筒，而當電線間距現次變小時，套桿621被推入頂桿62套筒，以此方式可以保證集電頭在不同的線寬路段內都能夠不脫線。此外，在頂桿連桿63與頂桿62之間設置回位彈簧65，可以通過集電頭64對電線施加一定的拉力，使集電頭64與電線的接觸更加緊密，保證行駛中不脫線。為了保證回位效果，該彈簧應當與頂桿62保持平行，使施加于套桿621的回復力沿其運動軌跡。
[0023]圖3是集電器取電機構106的另一種實施方式，集電桿104與頂桿62之間通過61連接，內置有旋轉電機。頂桿62與頂桿連桿63通過螺栓等活動連接，頂桿連桿63可以繞連接螺栓在頂桿62與頂桿連桿63所形成的“U”形平面內、一定角度范圍內轉動。集電頭64在抓取電線后，車輛行進過程中兩電線間距變大時，頂桿連桿63繞連接螺栓向“U”形左右兩側分開一定距離，適應線網寬度，而當電線間距現次變小時，頂桿連桿63繞連接螺栓從“U”形左右兩側收攏一定距離，以此方式可以保證集電頭64在不同的線寬路段內都能夠不脫線。此外，為了加強頂桿連桿63的作用，回位彈簧65設置于頂桿62與頂桿連桿63之間，與頂桿62和頂桿連桿63呈三角形布置。
【主權項】
1.無軌電車集電器，包括集電桿和取電機構，其特征在于，所述集電桿為單桿，所述取電機構包括頂桿、頂桿連桿、集電頭，所述頂桿和頂桿連桿呈“U”形連接，所述集電頭活動連接于頂桿連桿。
2.根據權利要求1所述的無軌電車集電器，其特征在于，所集電桿與所述取電機構頂桿通過一旋轉電機相連接，所述旋轉電機控制所述取電機構在所述集電桿徑向平面一定角度內旋轉。
3.根據權利要求2所述的無軌電車集電器，其特征在于，所述頂桿與所述頂桿連桿之間設置有回位彈簧。
4.根據權利要求3所述的無軌電車集電器，其特征在于，所述頂桿由套筒和套桿組成，所述套桿設置于套筒內且二者沿軸向相對活動，所述套筒末端連接頂桿連桿。
5.根據權利要求3所述的無軌電車集電器，其特征在于，所述頂桿與所述頂桿連桿在“U”形平面內活動連接。
6.根據權利要求1所述的無軌電車集電器，其特征在于，所述集電桿呈錐形，由底部到頂部直徑逐漸縮小。
7.根據權利要求6所述的無軌電車集電器，其特征在于，所述集電桿采用高分子絕緣材料制成。
8.一種無軌電車，其特征在于，使用如權利要求1?7任意一項所述的集電器。
【專利摘要】本實用新型提供一種無軌電車集電器，包括集電桿和取電機構，所述集電桿為單桿，所述取電機構包括頂桿、頂桿連桿、集電頭，所述頂桿和頂桿連桿呈“U”形連接，所述集電頭活動連接于頂桿連桿。所集電桿與所述取電機構頂桿通過一旋轉電機相連接，所述旋轉電機控制所述取電機構在所述集電桿徑向平面一定角度內旋轉。本實用新型集電器適用于在行駛中脫線并隨時自動捕線，控制簡單，捕線準確且成本低廉，非常適合大規模推廣應用。
【IPC分類】B60L5-20, B60L5-22
【公開號】CN204452066
【申請號】CN201420724745
【發明人】朱臨宇, 孟繁高, 胡淼, 楊凱新
【申請人】天津市松正電動汽車技術股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年11月26日