一种收缩伸展式主动防脱轨装置

本申请涉及列车安全领域，尤其是涉及一种收缩伸展式主动防脱轨装置。

背景技术：

1、随着国家经济高速发展，高铁行业也得到极大的发展，“八纵八横”高铁线路布局正在逐步补齐和完善，虽然相比其他出行交通工具，高铁是较便利较安全的一种方式，但在一些突发状况下，如地震、滑坡或轨道突然出现异物等，需要高速列车安全稳定的停留在轨道上。

2、目前已有一些关于列车防脱轨的研究，如：

3、cn106347377a公开了一种立体轨道式超速高铁，其列车防脱轨装置是在列车车厢车顶上设置倒悬的车顶铁轨和车顶轨道轮以及拱门支撑架，拱门支撑架安装在地面路基上，两条倒悬的车顶铁轨安装固定在拱门支撑架上，与地面的轨道形成上下立体轨道，强力制约列车不脱轨。该技术虽说可以很大程度上防止列车脱轨，但其建造成本较高，并且属于被动防脱轨范畴。

4、日本为防止新干线列车在地震中脱轨，开发了防脱轨保护装置和防偏离限制器，但其也是仅在一部分线路使用这些装置，新干线列车只能在这些线路减小脱轨的几率，并且这些装置也并不能完全将列车限制在轨道上；随后，又研发了新型横向阻尼器和防碰撞限制器等，这些装置极大减小了防脱轨的经济成本，但其仍属于被动防脱轨装置，只能在列车的将要脱轨时使用。

5、综合上述的研究内容以及目前还存在的防脱轨方式，主要存在以下问题：一是安装成本高，若想达到理想的防止高速列车脱轨的状态，需要在铁路线上安装大量的防护装置；二是安装于列车上的装置虽然减小经济成本，但其应对突发状况时，并不能主动提前应对，从而可能产生来不及防护列车已经脱轨的情况；三是安装于高速列车车身的防脱轨装置在防脱轨时刚性较强，容易对列车或轨道造成较大的损害，有时甚至比地震、泥石流的危害更大。

技术实现思路

1、为了能有效主动对铁轨轨道夹持，防止列车脱轨，本申请提供了一种收缩伸展式主动防脱轨装置。

2、本申请提供一种收缩伸展式主动防脱轨装置，采用如下的技术方案：

3、一种收缩伸展式主动防脱轨装置，包括气流罩，所述气流罩安装在列车底部，所述气流罩上转动连接有两机械臂，两所述机械臂转动轴线沿竖直方向设置；所述机械臂上设有用于夹持铁轨的夹持组件，两所述机械臂转动以驱使所述夹持组件靠近或远离两侧铁轨，所述气流罩上还设有用于驱动所述机械臂转动的驱动组件。

4、进一步的，所述气流罩上沿铁轨长度方向设有齿条，所述驱动组件包括自走滑块和连杆，所述自走滑块滑动连接在所述齿条上，所述连杆的两端分别转动连接在所述机械臂和所述自走滑块上。

5、进一步的，所述自走滑块上设有电机，所述电机的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。

6、进一步的，所述夹持组件包括分支杆和翻转架，所述分支杆连接在所述机械臂上，所述分支杆上转动连接有用于抵接铁轨内侧腹部的内辊轮；所述翻转架转动连接在所述机械臂上，所述翻转架上转动连接有用于抵接铁轨外侧腹部的外辊轮，所述翻转架转动以使所述外辊轮抵接铁轨外侧腹部；当所述机械臂靠近所述气流罩时，所述翻转架与所述分支杆在竖直方向重叠；所述机械臂上还设有用于驱使所述翻转架转动的翻转组件。

7、进一步的，所述翻转组件包括锥齿轮一和锥齿轮二，所述翻转架的转动轴线沿所述机械臂长度方向设置，所述锥齿轮一同轴固定连接在所述翻转架上，所述锥齿轮二转动连接在所述机械臂上，所述锥齿轮二的转动轴线沿竖直方向设置；所述锥齿轮一与所述锥齿轮二啮合，所述机械臂上还设有用于驱使所述锥齿轮二转动的联动组件。

8、进一步的，所述联动组件包括滑杆、弹簧和联动杆，所述分支杆的中段转动连接在所述机械臂上，所述分支杆的转动轴线沿竖直方向设置，所述分支杆与所述锥齿轮二固定连接；所述滑杆沿所述机械臂长度方向滑动连接在所述机械臂上，所述联动杆的两端分别与所述分支杆和所述滑杆转动连接；所述弹簧的两端分别固定连接在所述滑杆和所述机械臂上；当所述弹簧处于自然状态时，所述分支杆与所述翻转架在竖直方向重叠。

9、进一步的，所述翻转架上设有伸缩杆，所述伸缩杆与所述机械臂垂直设置；所述外辊轮转动连接在所述伸缩杆上。

10、进一步的，所述外齿轮包括固定部和多个滑动部，所述固定部与所述伸缩杆转动连接；所述固定部靠近所述翻转架的一面为朝向外凸的斜面，所述斜面上沿周向方向均匀间隔设置有多个滑槽；所述滑动部滑动连接在所述滑槽中，所述滑动部滑动以伸出或收入所述固定部。

11、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

12、本申请通过夹持组件、翻转组件和联动组件的设置，使列车在遇到可能脱轨的风险时，驱使机械臂转动，使内辊轮先抵接在铁轨内侧腹部上，随后在联动组件和翻转组件的作用下，翻转架翻转从而使外辊轮抵接在铁轨外侧腹部；从而使夹持组件能够有效的夹持铁轨，为列车抵抗横向和纵向的外力，加强了列车与铁轨的连接，降低了列车脱轨的风险。

技术特征：

1.一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：包括气流罩(11)，所述气流罩(11)安装在列车底部，所述气流罩(11)上转动连接有两机械臂(12)，两所述机械臂(12)转动以分别靠近或远离两侧铁轨；所述机械臂(12)上设有用于夹持铁轨的夹持组件，所述气流罩(11)上还设有用于驱动所述机械臂(12)转动的驱动组件，所述机械臂(12)转动以驱使所述夹持组件靠近或远离铁轨。

2.根据权利要求1所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述气流罩(11)上沿铁轨长度方向设有齿条(14)，所述驱动组件包括自走滑块(15)和连杆(13)，所述自走滑块(15)滑动连接在所述齿条(14)上，所述连杆(13)的两端分别转动连接在所述机械臂(12)和所述自走滑块(15)上。

3.根据权利要求2所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述自走滑块(15)上设有电机，所述电机的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。

4.根据权利要求1所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述夹持组件包括分支杆(21)和翻转架(23)，所述分支杆(21)连接在所述机械臂(12)上，所述分支杆(21)上转动连接有用于抵接铁轨内侧腹部的内辊轮(22)；所述翻转架(23)转动连接在所述机械臂(12)上，所述翻转架(23)上转动连接有用于抵接铁轨外侧腹部的外辊轮(24)，所述翻转架(23)转动以使所述外辊轮(24)抵接铁轨外侧腹部；当所述机械臂(12)靠近所述气流罩(11)时，所述翻转架(23)与所述分支杆(21)在竖直方向重叠3；所述机械臂(12)上还设有用于驱使所述翻转架(23)转动的翻转组件。

5.根据权利要求4所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述翻转组件包括锥齿轮一(31)和锥齿轮二(32)，所述翻转架(23)的转动轴线沿所述机械臂(12)长度方向设置，所述锥齿轮一(31)同轴固定连接在所述翻转架(23)上，所述锥齿轮二(32)转动连接在所述机械臂(12)上，所述锥齿轮二(32)的转动轴线沿竖直方向设置；所述锥齿轮一(31)与所述锥齿轮二(32)啮合，所述机械臂(12)上还设有用于驱使所述锥齿轮二(32)转动的联动组件。

6.根据权利要求5所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述联动组件包括滑杆(43)、弹簧(42)和联动杆(41)，所述分支杆(21)的中段转动连接在所述机械臂(12)上，所述分支杆(21)的转动轴线沿竖直方向设置，所述分支杆(21)与所述锥齿轮二(32)固定连接；所述滑杆(43)沿所述机械臂(12)长度方向滑动连接在所述机械臂(12)上，所述联动杆(41)的两端分别与所述分支杆(21)和所述滑杆(43)转动连接；所述弹簧(42)的两端分别固定连接在所述滑杆(43)和所述机械臂(12)上；当所述弹簧(42)处于自然状态时，所述分支杆(21)与所述翻转架(23)在竖直方向重叠。

7.根据权利要求4所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述翻转架(23)上设有伸缩杆(25)，所述伸缩杆(25)与所述机械臂(12)垂直设置；所述外辊轮(24)转动连接在所述伸缩杆(25)上。

8.根据权利要求7所述的一种收缩伸展式主动防脱轨装置，其特征在于：所述外辊轮(24)包括固定部(241)和多个滑动部(242)，所述固定部(241)与所述伸缩杆(25)转动连接；所述固定部(241)靠近所述翻转架(23)的一面为外凸的斜面，所述斜面上沿周向方向均匀间隔设置有多个滑槽(243)；所述滑动部(242)滑动连接在所述滑槽(243)中，所述滑动部(242)滑动以伸出或收入所述固定部(241)。

技术总结本申请公开了一种收缩伸展式主动防脱轨装置；涉及列车安全领域，包括气流罩，气流罩安装在列车底部，气流罩上转动连接有两机械臂，两机械臂转动轴线沿竖直方向设置；机械臂上设有用于夹持铁轨的夹持组件，两机械臂转动以驱使夹持组件靠近或远离两侧铁轨，气流罩上还设有用于驱动机械臂转动的驱动组件；本申请通过夹持组件、翻转组件和联动组件的设置，使列车在遇到可能脱轨的风险时，驱使机械臂转动，使内辊轮先抵接在铁轨内侧腹部上，随后在联动组件和翻转组件的作用下，翻转架翻转从而使外辊轮抵接在铁轨外侧腹部；从而使夹持组件能够有效的夹持铁轨，为列车抵抗横向和纵向的外力，加强了列车与铁轨的连接，降低了列车脱轨的风险。技术研发人员：江力强,白杨,蒋丽忠,胡壹,秦佳伟,吴枞滨,谭松受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18