本發明涉及軌道交通領域,尤其是一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構、軌道車輛及方法。
背景技術:
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息,不必然構成在先技術。
2、在軌道交通領域中,相鄰車廂之間的連接一般都是軟連接,以此保證相鄰車廂之間的相對運動,軟連接方式采用風擋進行過渡,起到擋風和降低運行阻力的作用。
3、現有風擋內部為中空結構,外部為橡膠膠囊,運行時膠囊會受壓縮產生變形。當軌道車輛發生追尾事故導致脫鉤時,相鄰車廂會進行擠壓,發明人發現,此時,現有的風擋結構無法為相鄰車廂之間的擠壓碰撞進行有效緩沖,在碰撞時相鄰車輛的端墻直接接觸,而相鄰車廂之前碰撞能量較高,撞擊力度也是較強的,如此碰撞導致的車廂之間的擠壓對車廂和乘員造成了二次撞擊,給乘員造成二次傷害,也給車廂造成了較大的損傷。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足,本發明的第一目的是提供一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,可有效抵擋撞擊力,避免二次撞擊的形成,吸收撞擊能量,減少對車廂和乘員造成的傷害。
2、本發明的第二目的是提供一種軌道車輛,軌道車輛包括被動安全防護式風擋結構,能夠有效降低在碰撞過程中對軌道車輛造成的損傷。
3、為了實現上述目的,本發明是通過如下的技術方案來實現:
4、一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,包括膠囊,膠囊通過風擋安裝座安裝于軌道車輛,膠囊與風擋安裝座之間形成空腔室,空腔室內設置氣簾,氣簾可膨脹,氣簾通過若干固定裝置支撐,固定裝置沿著軌道車輛的環向方向設置;
5、固定裝置包括安裝于風擋安裝座的固定座,固定座的每一側分別通過可轉動構件與支撐構件活動連接,每一側的可轉動構件與固定座之間活動設置有彈性構件,支撐構件與固定罩可拆卸連接,二者之間形成空間以在對氣簾支撐的同時對氣簾進行限位,支撐構件設置伸縮部,伸縮部在彈性構件的作用下保持伸長狀態,伸縮部隨著氣簾的膨脹可縮短,以隨著氣簾的膨脹在壓力作用下使得支撐構件與固定罩分離。
6、如上所述的風擋結構,在空腔室內設置多處固定裝置,通過多處固定裝置對氣簾進行支撐,固定罩與支撐構件之間形成的空間對氣簾進行有效限位,避免氣簾在空腔室內晃動;支撐構件受到固定罩的第一作用力,彈性構件通過可轉動部件向支撐構件提供第二作用力,如此伸縮部在彈性構件的作用下保持伸長狀態,在氣簾膨脹過程中向支撐構件提供壓力,支撐構件在壓力作用使得伸縮部縮短,以隨著氣簾的膨脹在壓力作用下相對于支撐構件打開固定罩。
7、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述氣簾設置氣口,氣口通過管路與充氣裝置、抽氣裝置分別連接,氣口處設置開關,開關、充氣裝置、抽氣裝置分別與控制單元連接;
8、控制單元與軌道車輛的總控制器連接,軌道車輛的總控制器接收碰撞信號后發送給控制單元,由控制單元控制開關、充氣裝置和抽氣裝置分別進行動作;
9、或者,氣簾為安全氣囊,安全氣囊在碰撞瞬間可快速實現膨脹,而且其膨脹到與膠囊內壁緊密接觸后,此時安全氣囊受到壓迫后直接泄氣。
10、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述支撐構件包括兩對立設置的豎向止擋件,一側的豎向止擋件與開口止擋件連接,另一側的豎向止擋件與閉口止擋件連接,開口止擋件的一側設置凹槽,閉口止擋件的一側插入開口止擋件的凹槽,且閉口止擋件相對于凹槽可移動以形成所述的伸縮部;
11、兩側豎向止擋件之間的距離小于所述固定座的寬度,如此兩側的可轉動件與固定座之間的夾角為銳角,如此常態下彈性構件可處于被壓縮狀態,保證開口止擋件和閉口止擋件之間的相對位置,而在氣囊膨脹時可繼續擠壓彈性構件;
12、所述固定座的長度與所述支撐構件的長度相同。
13、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述開口止擋件、所述閉口止擋件均彎折設置;
14、所述開口止擋件、所述閉口止擋件分別同所述豎向止擋件的頂側或中部連接,以盡可能減小氣簾在膨脹時與豎向止擋件的接觸面積。
15、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述開口止擋件的所述凹槽具有設定的深度,凹槽的兩對立側面分別設置有轉動輥,轉動輥相對于開口止擋件可轉動,相鄰兩轉動輥之間間隔距離設置,轉動輥的設置有利于減小閉口止擋件朝向開口止擋件移動過程中的摩擦力。
16、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述固定罩為u型固定罩,所述豎向止擋件分別通過定位卡扣與u型固定罩的側壁連接,定位卡扣的設置保證固定罩與豎向止擋件的可靠連接,也便于在支撐構件受力時豎向止擋件與固定罩的分離。
17、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述固定座的兩側分別設置側向座,側向座的設置便于同可轉動構件的活動連接,所述可轉動構件置于側向座的兩端,如此共設置有4處可轉動構件;
18、可轉動構件包括連桿組件,連桿組件包括兩根連桿,每一根連桿的一端與所述的豎向止擋件鉸接連接,另一端與側向座鉸接連接,兩根連桿與豎向止擋件、側向座之間形成平行四邊形機構,兩根連桿之間通過第三連桿連接,其中一根連桿與所述的彈性構件連接。
19、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述彈性構件包括支撐彈簧,支撐彈簧的一端通過支座安裝于所述的固定座,支撐彈簧的另一端與所述的可轉動構件連接,支撐彈簧可被壓縮,在氣簾沒有膨脹時,支撐彈簧用于抵消固定罩對支撐構件的作用力,使得開口止擋件和閉口止擋件之間保持伸長狀態,在氣簾膨脹對支撐構件產生壓力時,支撐彈簧可被繼續壓縮。
20、如上所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構,所述固定座設置開孔,緊固件穿過開孔以將固定座安裝于所述的風擋安裝座。
21、第二方面,本發明還提供了一種軌道車輛,采用所述的一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構。
22、第三方面,本發明還提供了一種軌道車輛被動安全防護式風擋結構的工作方法,包括如下內容:
23、將固定裝置的固定座安裝于風擋安裝座,通過支撐構件支撐氣簾;
24、將各固定裝置的固定罩罩于氣簾的一側,固定罩與支撐構件連接,以此通過固定裝置對氣簾進行支撐和限位,避免在軌道車輛運行過程中氣簾在空腔室內晃動;
25、將膠囊安裝于風擋安裝座;
26、在軌道車輛發生碰撞后,對氣簾開始充氣,充氣過程中氣簾會快速膨脹,分別向支撐構件、固定罩施加壓力,在壓力作用下,支撐構件與固定罩之間產生相對運動,支撐構件朝向固定座的方向運動;
27、在支撐構件運動過程中,彈性構件被壓縮,支撐構件的伸縮部縮短,使得固定罩被打開;
28、氣簾繼續膨脹直至與膠囊內壁貼合,此時相鄰車廂的風擋結構內部均充滿氣體,由氣簾承擔部分撞擊力,避免相鄰車廂的端墻直接接觸,在碰撞結束后,氣簾失氣,通過失氣過程吸收相鄰車廂碰撞產生的能量。
29、上述本發明的有益效果如下:
30、1)本發明中風擋結構合理設置,在空腔室內設置多處固定裝置,通過多處固定裝置對氣簾進行支撐,固定罩與支撐構件之間形成的空間對氣簾進行有效限位,避免氣簾在空腔室內晃動,支撐構件通過可轉動構件與固定座連接,可轉動構件與固定座之間設置彈性構件,支撐構件受到固定罩的第一作用力,彈性構件通過可轉動部件向支撐構件提供第二作用力,如此伸縮部在彈性構件的作用下保持伸長狀態,在氣簾膨脹過程中向支撐構件提供壓力,支撐構件在壓力作用使得伸縮部縮短,以隨著氣簾的膨脹在壓力作用下相對于支撐構件打開固定罩,由此在軌道車輛發生碰撞時,氣簾承擔部分撞擊力,避免相鄰車廂的端墻直接接觸,利用氣簾的充放氣過程,降低對車廂之間的擠壓對車廂和乘員造成的二次傷害,將碰撞造成的傷害值降到最低,實現軌道車輛被動安全防護。
31、2)本發明中支撐構件的結構設置合理,支撐構件包括豎向止擋件,豎向止擋件分別同開口止擋件、閉口止擋件連接,閉口止擋件的一側可插入開口止擋件的凹槽中以形成伸縮部,常態下閉口止擋件進入凹槽中在彈性構件的作用下閉口止擋件未到達凹槽的底面,在氣簾膨脹時閉口止擋件在壓力作用下可沿著凹槽移動,以利于固定罩與豎向止擋件的分離。
32、3)本發明中固定罩為u型,其與支撐構件之間形成空間,二者可從氣簾的環向對氣簾進行支撐,固定罩與豎向止擋件之間通過定位卡扣連接,定位卡扣的設置保證固定罩與豎向止擋件的可靠連接,也便于在支撐構件受力時豎向止擋件與固定罩的分離。
33、4)本發明中可轉動構件包括連桿組件,連桿組件包括兩根連桿,兩根連桿與豎向止擋件、側向座之間形成平行四邊形機構,保證兩側的豎向止擋件之間能夠在x方向產生相對運動,保證開口止擋件和閉口止擋件能夠在x方向產生相對運動。
34、5)本發明中彈性構件結構設置合理,彈性構件連接于固定座與可轉動構件之間,彈性構件與固定座之間呈銳角設置,在氣簾沒有膨脹時,彈性構件用于抵消固定罩對支撐構件的作用力,使得開口止擋件和閉口止擋件之間保持伸長狀態,在氣簾膨脹對支撐構件產生壓力時,彈性構件可被繼續壓縮。
35、6)本發明中風擋結構工作方法的提供,給出了先安裝固定裝置以對氣簾進行支撐,再安裝膠囊,在軌道車輛發生碰撞時,膨脹的氣簾承擔部分撞擊力,避免相鄰車廂的端墻直接接觸,碰撞結束還可吸收相鄰車廂碰撞產生的能量。