一种电气化公路智能化双极受电弓的制作方法

本发明涉及一种电气化公路设备，尤其涉及一种电气化公路智能化双极受电弓。

背景技术：

1、重卡汽车作为公路货运长途运输的主力车型，存在运行里程长、油耗大、碳排放量高等问题，是我国交通运输行业节能减排的关键。当前技术条件下，电池技术无法支持长途重载运输、氢能源制取储存成本高，均不适用于长途重载运输。借鉴电气化铁路成熟的弓网受流技术，应用于公路运输，即电气化公路，是当前较为可行的方案。

2、受电弓是电气化公路重卡汽车受流的关键部件之一，安装在重卡汽车车顶，从车顶上方接触网取流，驱动车辆行驶，这种驱动方式实现了长途重载运输的“零排放”。轨道交通机车或动车组采用ac25kv牵引供电，车辆上方只需架设一根接触线，通过轮对与钢轨接触形成回路。重卡汽车由于对地绝缘，因此需采用直流供电，这要求接触线及受电弓都需要采用正负极的“双极”结构。这种“双极”受电弓较传统受电弓，从结构、导流方式、绝缘设计上均存在较大差别。

3、重卡汽车受运行环境、司机驾驶习惯等影响，车辆运行过程中不可能像轨道交通列车一样沿固定轨道行驶，其运行过程中极易产生横向偏移，若偏移过大会导致受电弓碳滑板离线，甚至钻网，影响车辆正常运行。

4、针对这种运行过程中产生的横向偏移，需通过一定的检测手段来感知及反馈，进而通过控制受电弓动作来进行反向补偿，保证受电弓与接触网的良好接触，避免发生受电弓离线或钻网。

5、有鉴于此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电气化公路智能化双极受电弓，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的电气化公路智能化双极受电弓，所述受电弓包括：固定箱体1、弓臂安装座2、弓臂支撑3、弓臂4、平衡杆5、升降弓装置6、弓头7、监控系统8、安装绝缘子9；

4、所述固定箱体1底部通过安装绝缘子9与重卡汽车固定连接，顶部两侧与弓臂安装座2连接，箱体1为密封结构设计，内部有受电弓控制装置13、横向摆动驱动装14置；

5、所述弓臂安装座2通过铰点a固定在箱体1两侧，能绕底部的轴左右转动；

6、所述弓臂支撑3安装在弓臂安装座2上，用于落弓时支撑弓臂4，落弓位时，弓臂4与地面夹角为0°；

7、所述弓臂4末端通过铰点b固定在弓臂安装座2上，能绕安装座上下转动；顶端通过铰点c与弓头7连接，实现弓臂4上下动作、左右动作的多方向铰接；

8、铰点c为一种复合铰接结构，既能实现受电弓升降弓的铰接，又能实现受电弓左右摆动的铰接；

9、受电弓的横向摆动结构，由弓头7、两侧弓臂4及固定箱体1构成，为单边固定的平行四边形结构，这种结构保证受电弓在左右摆动时滑板始终是垂直车辆前进方向的；

10、弓臂支撑3、弓臂4、平衡杆5均在弓臂安装座2上，当受电弓横摆时，随安装座一起摆动；这样，升弓时能保持弓头7水平，落弓时亦能保证对弓臂4的支撑；

11、绝缘子22位于弓臂4中间部分，两侧通过法兰与弓臂4连接，作为受电弓绝缘防护的一部分；

12、所述平衡杆5通过铰点d固定在弓臂安装座2上，能绕安装座上下转动，与弓臂4平行设计，形成平行四边形结构，任意升弓高度下能保持弓头水平；

13、所述升降弓装置6位于弓臂4上方，由升弓弹簧21和电动推杆20组成，其中，升弓弹簧21两端通过铰点e和f分别与弓臂4、弓臂安装座2连接；

14、电动推杆20两端通过铰点g和h分别与弓臂安装座4、换向板19连接，换向板19与弓臂4通过铰点j连接；升弓时电动推杆20收缩，弹簧21拉动弓臂4实现升弓，降弓时电动推杆20伸长，克服弹簧21拉力实现降弓；

15、所述弓头7包括碳滑板25、弓头弹簧箱26、绝缘结构27，碳滑板25为左右双极设计，中间通过绝缘子隔离；

16、所述监控系统8包括监测装置和控制装置13，其中，监测装置由雷达36、高清相机37及接近开关28组成；

17、雷达36和高清相机37能实时监测受电弓碳滑板与接触线的相对位置，通过判断其位置关系下达受电弓横向摆动命令，保证碳滑板与接触线始终在设定的接触范围内；

18、当车辆短时横向偏移过大导致碳滑板与接触线瞬时脱开，此时接近开关28检测到接触线进行，触发降弓指令，受电弓降弓，避免发生钻网。

19、由上述本发明提供的电气化公路智能化双极受电弓，通过全新设计的受电弓结构和智能监控系统，实现了重卡汽车长途运输的电气化，降低了车辆离网风险，提高了弓网受流的连续性，具有结构简单，运行平稳可靠、智能化控制等特点。

技术特征：

1.一种电气化公路智能化双极受电弓，其特征在于，所述受电弓包括：固定箱体(1)、弓臂安装座(2)、弓臂支撑(3)、弓臂(4)、平衡杆(5)、升降弓装置(6)、弓头(7)、监控系统(8)、安装绝缘子(9)；

2.根据权利要求1所述的电气化公路智能双极受电弓，其特征在于，其升降弓过程包括：

3.根据权利要求2所述的电气化公路智能双极受电弓，其特征在于，当受电弓正负极滑板分别与接触线正负极接触后，电流通过受电弓上的柔性电缆从弓头沿弓臂流至固定箱体，进入车辆内部，除弓头(7)带电外，受电弓其它部分均不带电，弓头(7)通过中间的绝缘子将正负极进行隔离。

4.根据权利要求3所述的电气化公路智能双极受电弓，其特征在于，固定在受电弓箱体(1)上方的雷达(36)和高清相机(37)能实时监测弓网状态，并将受电弓与接触网的实时位置关系传递至受电弓控制装置(13)，当车辆偏移量达到一定数值，控制装置(13)下达横向补偿指令，此时位于箱体内的横向驱动装置(14)动作，通过传动轴带动旋转支承(15)及弓臂安装座(2)一起转动，位于弓臂安装座(2)上方的弓臂2、弓臂支撑(3)、平衡杆(5)同步转动，弓头(7)在弓臂(4)的带动下亦会横向动作，从而保证碳滑板(25)与接触线在正常工作范围内，实现横向偏移的补偿，保证正常受流，此过程中碳滑板(25)始终是垂直于车辆前进方向的，间接保证了碳滑板(25)的有效工作范围。

5.根据权利要求4所述的电气化公路智能双极受电弓，其特征在于，当车辆偏移距离过大，导致网线脱离碳滑板(25)，控制装置(13)接收到位于弓头两侧的接近开关(28)传递的信号，下达降弓指令，受电弓降弓，防止钻网。

6.根据权利要求5所述的电气化公路智能双极受电弓，其特征在于，当司机室下达降弓指令或因网线脱离而下达降弓指令，电动推杆(20)伸长，克服升弓弹簧(21)的拉力，电动推杆(20)的前端通过换向板(19)作用于弓臂(4)，推动弓臂(4)下降，此时弓臂(4)、平衡杆(5)、升弓弹簧(21)及电动推杆(20)分别绕固定铰点b、d、g、f转动，弓头下降；

技术总结本发明公开了一种电气化公路智能化双极受电弓，包括固定箱体、弓臂安装座、弓臂支撑、弓臂、平衡杆、升降弓装置、弓头、监控系统、安装绝缘子等。该受电弓采用正负极的“双极”受流结构设计，通过从架设在公路上方的接触网取流，经受电弓上的柔性电缆将电流传递至车辆，驱动重卡汽车行驶。受电弓通过电动推杆和弹簧的配合实现升降弓。受电弓具备智能监控装置，能够实时监控弓网状态，并通过横向摆动补偿因车辆横向偏移产生的弓网位置偏差，弓头的接近开关可检测弓网离线，实现紧急降弓。该智能化双极受电弓结构简单，运行平稳可靠，智能化程度高，实现了重卡汽车长途运输的零排放。技术研发人员：赵志远,黄思俊,袁骞,郗汭,贾荣,吴玉启,张奇,吴楠受保护的技术使用者：北京中车赛德铁道电气科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11