一种轨道车辆及其受电弓无损除冰装置的制作方法

1.本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种受电弓无损除冰装置。本发明还涉及一种轨道车辆。


背景技术：

2.电气化铁路运量大、覆盖范围广，为国民经济的发展提供了大力支持。电力牵引机车通常在车顶通过受电弓与接触网接触的方式获取电能，但在低温等恶劣气候条件下，容易引起接触网覆冰，这种情况会使受电弓与接触网之间的导电性变差，影响列车供电，严重时甚至引起支柱倒塌，导致供电系统瘫痪。
3.为保证受电弓与接触网之间的良好导电性，需要及时去除接触网上的覆冰。目前，电气化铁路接触网的传统除冰方式主要有机械除冰和热力融冰两种。其中，机械除冰较热力融冰有系统结构简单、成本低、容易操作、能量消耗小等优势，但机械除冰主要采用人工打冰方式，工作效率低，劳动负荷较大，时效性不强，且存在较大人身安全隐患。
4.作为改进，现有技术中在轨道车辆的车顶上设置除冰刮刀，能够在轨道车辆运行过程中沿着供电线缆的外缘刮动，将覆冰刮碎、去除。此种除冰方法高效且方便，但在覆冰厚度较浅时或者在供电线缆的形状产生变化(如扭曲、弯曲等)的部位处，除冰刮刀容易直接对供电线缆的外皮进行刮擦，导致对接触网造成损伤，弓网之间甚至有短路的风险。
5.因此，如何在方便、高效地实现接触网除冰的基础上，防止对接触网造成损伤，保证弓网间的良好接触，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种受电弓无损除冰装置，能够在方便、高效地实现接触网除冰的基础上，防止对接触网造成损伤，保证弓网间的良好接触。本发明的另一目的是提供一种轨道车辆。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种受电弓无损除冰装置，包括可升降运动地设置于轨道车辆的车体顶端的受电弓臂体支架，还包括设置于所述受电弓臂体支架顶端的除冰机构，所述除冰机构包括与所述受电弓臂体支架相连的安装座、可旋转地设置于所述安装座上的旋转组件、设置于所述旋转组件上的若干根冰刀，各根所述冰刀为无损结构，以在旋转过程中敲击供电线缆的底部。
8.优选地，各根所述冰刀均呈圆柱状。
9.优选地，各根所述冰刀均呈柱状，且其周向侧壁面为曲面。
10.优选地，各根所述冰刀的轴向均与所述供电线缆的延伸方向保持垂直。
11.优选地，所述旋转组件包括设置于安装座上的驱动部件、与所述驱动部件的输出端动力连接的旋转轴，各根所述冰刀沿周向分布于所述旋转轴的外缘。
12.优选地，所述旋转组件还包括套设于所述旋转轴上的若干个安装板，各个所述安装板沿所述旋转轴的轴向分布且均垂直于所述旋转轴的轴向，各根所述冰刀穿设在各个所
述安装板上。
13.优选地，所述旋转组件还包括设置于所述驱动部件的外壳上的轴承座，所述旋转轴插设于所述轴承座内，且所述轴承座的底部与所述受电弓臂体支架的顶部相连。
14.优选地，各个所述安装板均呈多边形，且各根所述冰刀分别穿设在各个所述安装板的夹角位置。
15.优选地，所述驱动部件的控制端与所述车体上的控制台信号连接，且所述受电弓臂体支架与所述控制台信号连接。
16.本发明还提供一种轨道车辆，包括车体和设置于所述车体上的受电弓无损除冰装置，其中，所述受电弓无损除冰装置具体为上述任一项所述的受电弓无损除冰装置。
17.本发明所提供的受电弓无损除冰装置，主要包括受电弓臂体支架和除冰机构，而除冰机构又具体包括安装座、旋转组件和冰刀。其中，受电弓臂体支架设置在轨道车辆的车体顶端位置，并且可产生形体变化以进行升降运动，从而与高处的接触网中的供电线缆保持接触。安装座与受电弓臂体支架相连，旋转组件设置在安装座上，并保持旋转运动自由度，能够在安装座上进行旋转运动。冰刀呈柱状或长条状，设置在旋转组件上，且同时设置有多根，各根冰刀能够随旋转组件进行同步旋转运动，且各根冰刀为无损结构，即冰刀不具有尖角或尖锐凸起，主要用于在旋转过程中通过冰刀的外壁面对接触网中的供电线缆的底部进行敲击、撞击的方式，将供电线缆上的覆冰敲碎、震碎，进而将覆冰去除。如此，本发明所提供的受电弓无损除冰装置，利用冰刀外壁面在旋转组件的驱动下对接触网中的供电线缆的底部进行敲击、撞击，能够方便、高效地实现接触网除冰，同时，由于冰刀为无损结构，且与供电线缆之间的相互作用关系是点与点之间的瞬时碰撞，因此基本不会对供电线缆的外皮产生刮擦效果，能够防止对接触网造成损伤，保证弓网间的良好接触。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
20.图2为受电弓臂体支架与除冰机构的安装结构示意图。
21.图3为除冰机构的具体结构示意图。
22.图4为除冰机构的除冰作业过程示意图。
23.其中，图1—图4中：
24.车体—1，受电弓臂体支架—2，安装座—3，旋转组件—4，冰刀—5，供电线缆—6，控制台—7，供气管—8，空压机—9；
25.驱动部件—41，旋转轴—42，安装板—43，轴承座—44。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参考图1、图2，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为受电弓臂体支架2与除冰机构的安装结构示意图。
28.在本发明所提供的一种具体实施方式中，受电弓无损除冰装置主要包括受电弓臂体支架2和除冰机构，而除冰机构又具体包括安装座3、旋转组件4和冰刀5。
29.其中，受电弓臂体支架2设置在轨道车辆的车体1顶端位置，并且可产生形体变化以进行升降运动，从而与高处的接触网中的供电线缆6保持接触，以获取电能。
30.安装座3与受电弓臂体支架2相连，旋转组件4设置在安装座3上，并保持旋转运动自由度，能够在安装座3上进行旋转运动。
31.冰刀5呈柱状或长条状，设置在旋转组件4上，且同时设置有多根，各根冰刀5能够随旋转组件4进行同步旋转运动，且各根冰刀5为无损结构，即冰刀5不具有尖角或尖锐凸起，主要用于在旋转过程中通过冰刀5的外壁面对接触网中的供电线缆6的底部进行敲击、撞击的方式，将供电线缆6上的覆冰敲碎、震碎，进而将覆冰去除。
32.如此，本实施例所提供的受电弓无损除冰装置，利用冰刀5的外壁面在旋转组件4的驱动下对接触网中的供电线缆6的底部进行敲击、撞击，能够方便、高效地实现接触网除冰，同时，由于冰刀5为无损结构，且与供电线缆6之间的相互作用关系是点与点之间的瞬时碰撞，因此基本不会对供电线缆6的外皮产生刮擦效果，能够防止对接触网造成损伤，保证弓网间的良好接触。
33.如图3、图4所示，图3为除冰机构的具体结构示意图，图4为除冰机构的除冰作业过程示意图。
34.在关于冰刀5的一种可选实施例中，该冰刀5具体呈圆柱状或者棍状，其横截面形状呈圆形，且其直径尺寸不定，可根据实际需要进行调整。如此设置，各根冰刀5的外壁面在与供电线缆6的底部形成敲击时，将形成比较均匀和规律的敲击力度，供电线缆6的振动也会比较均衡和可控，防止供电线缆6出现乱晃情况。
35.在关于冰刀5的另一种可选实施例中，该冰刀5具体呈柱状，但并非圆柱状，其周向侧壁面具体为曲面，比如冰刀5的横截面形状呈椭圆形等。如此设置，各根冰刀5的外壁面在与供电线缆6的底部形成敲击时，能够形成不同的敲击力度，以适应不同厚度的冰层，并利用曲面的结构特性减缓冲击。
36.考虑到接触网中的供电线缆6可能平行排列有两根或多根，为使同一根冰刀5能够同时对各根供电线缆6的底部形成敲击效果，本实施例中，各根冰刀5在旋转组件4上的安装姿态设计为：冰刀5的轴向与供电线缆6的延伸方向保持垂直。一般的，供电线缆6的延伸方向即为轨道的延伸方向，因此冰刀5通常横置在车顶，沿车体1的宽度方向延伸。
37.当然，冰刀5的轴向也可以与供电线缆6的延伸方向形成一定夹角，即不保持互相垂直状态，此时冰刀5的轴向与车体1的宽度方向之间形成一定夹角，在车顶形成倾斜分布。
38.在关于旋转组件4的一种可选实施例中，该旋转组件4主要包括驱动部件41和旋转轴42。其中，驱动部件41设置在安装座3上，具体可采用电动机、驱动缸、气动马达、液压马达等部件。旋转轴42与驱动部件41的输出端相连并形成动力连接，以将驱动部件41的动力输出至旋转轴42上，带动旋转轴42进行旋转运动。相应的，各根冰刀5分别沿周向分布在旋转
轴42的外缘上，以通过旋转轴42的旋转带动各根冰刀5进行同步旋转(公转)运动。
39.考虑到旋转轴42的轴向尺寸较大，本实施例中，驱动部件41同时设置有两个，且分别分布于安装座3的两侧位置，同时也位于旋转轴42的轴向两端位置，而其中一个驱动部件41的输出端与旋转轴42的其中一端相连，另一个驱动部件41的输出端与旋转轴42的另一端相连，且两个驱动部件41的驱动状态始终保持同步。如此设置，通过两个驱动部件41同时驱动旋转轴42的两端进行旋转运动，能够使旋转轴42的旋转运动更加稳定、精确可控。
40.对于驱动部件41采用气动马达的情况，可在轨道车辆上配置空压机9，并通过供气管8将空压机9与气动马达连通，从而对气动马达提供气源。
41.为方便各根冰刀5在旋转轴42外缘上的安装，本实施例中增设了安装板43。具体的，安装板43同时设置有多块，各块安装板43均穿设在旋转轴42上形成固定连接，且各块安装板43沿着旋转轴42的轴向方向均匀分布，同时每块安装板43均与旋转轴42的轴向方向保持垂直。相应的，各根冰刀5依次穿设在各块安装板43上，以此通过各块安装板43固定在旋转轴42上。
42.一般的，各块安装板43具体呈多边形，比如五边形、六边形、八边形等，而各根冰刀5对各块安装板43的穿设位置具体可在安装板43的夹角位置处，以使各根冰刀5尽量远离旋转轴42的轴心，从而在旋转轴42旋转时，具有更大的线速度和动能，进而提高除冰效率和破冰性能。
43.进一步的，为尽量确保供电线缆6的受力均衡、规律，各块安装板43具体可呈正多边形，比如正五边形、正六边形、正八边形等。如此设置，各根冰刀5相对于旋转轴42的轴心而言，形成周向均匀分布形式，从而具有相同的线速度和动能。当然，安装板43呈圆形也可以呈圆形。
44.此外，为保证旋转轴42的稳定旋转运动，本实施例中增设了轴承座44。具体的，该轴承座44设置在驱动部件41的外壳上，其内安装有轴承，而旋转轴42插设在轴承座44内，并通过轴承进行支撑。同时，轴承座44的底部还与受电弓臂体支架2的顶部相连，从而通过轴承座44对整个除冰机构形成支撑，并实现与受电弓臂体支架2之间的连接。
45.不仅如此，针对不同的覆冰情况，旋转组件4需要进入不同的旋转状态，比如不同的旋转速度等，以调整冰刀5的线速度和动能等参数，为此，本实施例中，旋转组件4中的驱动部件41的控制端与车体1上的控制台7形成信号连接，以方便地进行自动控制或人为控制。同理，受电弓臂体支架2、空压机9等部件也均可以与控制台7形成信号连接，以分别控制受电弓臂体支架2的升降运动状态、空压机9的工况等参数。
46.综上所述，本发明所提供的受电弓无损除冰装置，通过简单的旋转运动即可实现接触网的受迫振动，完成覆冰震碎击除，对接触网保护效果好。同时，通过呈多边形均布的无损冰刀结构，实现“敲打+振动+刮冰”一步到位，适用于接触网固有z字型结构，在保护接触网的同时保证了除冰效果。另外，旋转动力具体选用气动马达时，结构绝缘性能好，安全性高，在理想状态下接触网无需进行断电。
47.本实施例还提供一种轨道车辆，主要包括车体1和设置在车体1上的受电弓无损除冰装置，其中，该受电弓无损除冰装置的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种受电弓无损除冰装置，包括可升降运动地设置于轨道车辆的车体(1)顶端的受电弓臂体支架(2)，其特征在于，还包括设置于所述受电弓臂体支架(2)顶端的除冰机构，所述除冰机构包括与所述受电弓臂体支架(2)相连的安装座(3)、可旋转地设置于所述安装座(3)上的旋转组件(4)、设置于所述旋转组件(4)上的若干根无损冰刀(5)，以在旋转过程中敲击供电线缆(6)的底部。2.根据权利要求1所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，各根所述冰刀(5)均呈圆柱状。3.根据权利要求1所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，各根所述冰刀(5)均呈柱状，且其周向侧壁面为曲面。4.根据权利要求2或3所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，各根所述冰刀(5)的轴向均与所述供电线缆(6)的延伸方向保持垂直。5.根据权利要求1所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，所述旋转组件(4)包括设置于安装座(3)上的驱动部件(41)、与所述驱动部件(41)的输出端动力连接的旋转轴(42)，各根所述冰刀(5)沿周向分布于所述旋转轴(42)的外缘。6.根据权利要求5所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，所述旋转组件(4)还包括套设于所述旋转轴(42)上的若干个安装板(43)，各个所述安装板(43)沿所述旋转轴(42)的轴向分布且均垂直于所述旋转轴(42)的轴向，各根所述冰刀(5)穿设在各个所述安装板(43)上。7.根据权利要求6所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，所述旋转组件(4)还包括设置于所述驱动部件(41)的外壳上的轴承座(44)，所述旋转轴(42)插设于所述轴承座(44)内，且所述轴承座(44)的底部与所述受电弓臂体支架(2)的顶部相连。8.根据权利要求6所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，各个所述安装板(43)均呈多边形，且各根所述冰刀(5)分别穿设在各个所述安装板(43)的夹角位置。9.根据权利要求5所述的受电弓无损除冰装置，其特征在于，所述驱动部件(41)的控制端与所述车体(1)上的控制台(7)信号连接，且所述受电弓臂体支架(2)与所述控制台(7)信号连接。10.一种轨道车辆，包括车体(1)和设置于所述车体(1)上的受电弓无损除冰装置，其特征在于，所述受电弓无损除冰装置具体为权利要求1-9任一项所述的受电弓无损除冰装置。

技术总结
本发明公开一种受电弓无损除冰装置，涉及轨道车辆技术领域，包括可升降运动地设置于轨道车辆的车体顶端的受电弓臂体支架，还包括设置于受电弓臂体支架顶端的除冰机构，除冰机构包括与受电弓臂体支架相连的安装座、可旋转地设置于安装座上的旋转组件、设置于旋转组件上的若干根无损冰刀，以在旋转过程中敲击供电线缆的底部。如此，利用冰刀在旋转组件的驱动下对供电线缆的底部进行敲击，能够方便、高效地实现接触网除冰，同时，冰刀采用无损结构，与供电线缆之间形成瞬时碰撞，基本不会对供电线缆的外皮产生刮擦效果，能够防止对接触网造成损伤，保证弓网间的良好接触。本发明还公开一种轨道车辆，其有益效果如上所述。其有益效果如上所述。其有益效果如上所述。


技术研发人员：胡春秀 付亚伟 李丹奇 杨兵
受保护的技术使用者：中国铁建高新装备股份有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/6/28