本實(shí)用新型特別涉及一種城軌車輛受電弓。

背景技術(shù)：

廣州地鐵3號線剛性懸掛供電網(wǎng)線下120km/h地鐵列車的穩(wěn)定運(yùn)行，推動(dòng)了各大城市地鐵項(xiàng)目供電網(wǎng)線都采用剛性懸掛結(jié)構(gòu)，站間距的延長對120km/h地鐵列車要求量越來越多。目前地鐵項(xiàng)目使用的受電弓都沿用以往柔性懸掛供電網(wǎng)線條件下的受電弓，一般主要包括四連桿機(jī)構(gòu)、氣囊升弓裝置、氣路系統(tǒng)、弓頭懸掛系統(tǒng)（板簧、拉簧或橡膠彈簧結(jié)構(gòu)）、碳滑板和弓角，其中每個(gè)碳滑板的兩端都連有用于延長其長度的弓角。氣路系統(tǒng)給氣囊升弓裝置提供氣源、氣囊升弓給四連桿機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力，轉(zhuǎn)軸與四連桿機(jī)構(gòu)支撐起的框架結(jié)構(gòu)相連,轉(zhuǎn)軸兩端支撐起弓頭懸掛系統(tǒng),懸掛系統(tǒng)中的板簧、拉簧或是橡膠彈簧通過過渡原件與碳滑板和弓角相連。

由于剛性懸掛網(wǎng)線無法像柔性懸掛供電網(wǎng)線一樣緩沖吸收弓網(wǎng)沖擊力，導(dǎo)致受電弓框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了較嚴(yán)重的開裂問題及弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)受流燃弧的問題，具體體現(xiàn)在：

第一，由于板簧與碳滑板及弓角之間的連接需要用到過渡連接件，因而簧上質(zhì)量較大，增加了弓頭受到的沖擊慣性力，不能保證碳滑板與供電網(wǎng)線的良好接觸，受流穩(wěn)定性差。

第二，弓頭依靠平衡桿控制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度以弓頭轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，使用過程中四連桿機(jī)構(gòu)中的上框架和平衡桿均受到較大的使用應(yīng)力，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件開裂,且弓頭轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,平衡桿的作用會(huì)導(dǎo)致前后碳滑板受力不均,不能保證碳滑板與供電網(wǎng)線的貼合，受流穩(wěn)定性差。

第三，由于弓頭懸掛系統(tǒng)要通過過渡部件與碳滑板及弓角連接,因而會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裝配應(yīng)力大，同時(shí)增加了簧上質(zhì)量，降低了受流穩(wěn)定性。

第四，由于四連桿機(jī)構(gòu)中的下臂桿及上框架之間采用焊縫受力的方式，焊縫承力大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，工作不可靠。

為更好的滿足國內(nèi)剛性懸掛供電網(wǎng)條件下對受電弓的要求，特別是120km/h地鐵列車受流穩(wěn)定性，需設(shè)計(jì)一款全新的受電弓結(jié)構(gòu)，以承載剛性懸掛網(wǎng)對受電弓產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)，提高受電弓的弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

現(xiàn)有的城軌車輛受電弓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、容易開裂、受流穩(wěn)定性差。本實(shí)用新型的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城軌車輛受電弓。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種城軌車輛受電弓，包括平衡桿、與平衡桿頂端相連的轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸一端的第一支撐件、轉(zhuǎn)軸另一端的第二支撐件、第一碳滑板、第二碳滑板、第一碳滑板一端的第一弓角、第一碳滑板另一端的第二弓角、第二碳滑板一端的第三弓角、第二碳滑板另一端的第四弓角，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是還包括第一彈簧筒、第二彈簧筒、第三彈簧筒和第四彈簧筒，第一支撐架通過第一彈簧筒與第一弓角相連，第一支撐架通過第三彈簧筒和第三弓角相連，第二支撐架通過第二彈簧筒與第二弓角相連，第二支撐架通過第四彈簧筒與第四弓角相連。

采用四個(gè)剛度穩(wěn)定可控的彈簧筒支撐碳滑板及弓角，較之于現(xiàn)有技術(shù)中的板簧、拉簧或橡膠彈簧，彈簧筒與碳滑板及弓角之間的連接無需依靠額外的過渡連接件，因而減輕了簧上質(zhì)量，減小了弓頭受到的沖擊慣性力，能夠更好地保證碳滑板與供電網(wǎng)線的接觸，提高受流穩(wěn)定性。同時(shí)，四個(gè)獨(dú)立的彈簧筒懸掛結(jié)構(gòu)減小了每個(gè)彈簧筒的懸掛剛度，使其能夠更好的緩沖吸收剛性懸掛網(wǎng)線產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)，減小受電弓框架結(jié)構(gòu)的使用應(yīng)力及應(yīng)力變化幅值，提高結(jié)構(gòu)件的使用壽命。

再者，由于四個(gè)弓角相互獨(dú)立，沒有采用連接件連接成整體，因而消除了結(jié)構(gòu)裝配應(yīng)力，減輕受電弓弓頭懸掛的簧上質(zhì)量，提高弓網(wǎng)受流穩(wěn)定性，同時(shí)提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免了開裂問題，更換碳滑板時(shí)只需更換中間的碳滑板段，弓角無需更換，避免了整體式碳滑板每次需將弓角一起更換的問題，降低了材料的浪費(fèi)及業(yè)主的使用成本。

進(jìn)一步地，所述第一支撐件包括槽型架、連接塊、第一支架和第二支架，所述連接塊與轉(zhuǎn)軸相連，第一支架的一端與槽型架相鉸接，第一支架的另一端與連接塊相鉸接，第二支架的一端與槽型架相鉸接，第二支架的另一端與連接塊相鉸接，第一彈簧筒和第三彈簧筒分位于槽型架的兩端。

受電弓弓頭懸掛具有獨(dú)立的搖擺懸掛系統(tǒng)，使受電弓具有更佳的弓頭轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，更好的保證弓頭碳滑板與供電網(wǎng)線的貼合度，保證受電弓動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定性。同時(shí)該結(jié)構(gòu)解除了受電弓使用過程中平衡桿受力，更好的保護(hù)了受電弓上框架，減小使用應(yīng)力，避免框架結(jié)構(gòu)開裂問題。取消平衡桿受力，避免受電弓受流過程中碳滑板受到的平衡桿強(qiáng)拉力，消除了碳滑板偏磨問題，提高了碳滑板與網(wǎng)線的貼合面積及弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定性。

作為一種優(yōu)選方式，第二支撐件與第一支撐件的結(jié)構(gòu)相同。

進(jìn)一步地，還包括下臂桿以及上框架，所述下臂桿與上框架之間的管件連接采用穿管焊結(jié)構(gòu)形式。

下臂桿及上框架采用穿管焊結(jié)構(gòu)，避免了焊縫承力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及產(chǎn)品使用穩(wěn)定性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能夠承載剛性懸掛網(wǎng)對受電弓產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)，動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定性好，工作可靠性高，成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的主視圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

圖4為第一支撐件的主視圖。

圖5為弓頭的主視圖。

其中，1為絕緣子組裝，2為底架，3為拉桿，4為下臂桿，5為壓力開關(guān)，6為上框架，7為平衡桿，8為阻尼器，9為氣閥箱，10為弓頭，11為氣囊升弓裝置，12為氣路系統(tǒng)，13為轉(zhuǎn)軸，14為第一支撐件，15為第二支撐件，16為第一碳滑板，17為第二碳滑板，18為第一弓角，19為第二弓角，20為第三弓角，21為第四弓角，22為槽型架，23為連接塊，24為第一支架，25為第二支架，26為第一彈簧筒，27為第二彈簧筒，28為第三彈簧筒。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖5所示，本實(shí)用新型的一實(shí)施例包括平衡桿7、與平衡桿7頂端相連的轉(zhuǎn)軸13、轉(zhuǎn)軸13一端的第一支撐件14、轉(zhuǎn)軸13另一端的第二支撐件15、第一碳滑板16、第二碳滑板17、第一碳滑板16一端的第一弓角18、第一碳滑板16另一端的第二弓角19、第二碳滑板17一端的第三弓角20、第二碳滑板17另一端的第四弓角21，還包括第一彈簧筒26、第二彈簧筒27、第三彈簧筒28和第四彈簧筒，第一支撐架通過第一彈簧筒26與第一弓角18相連，第一支撐架通過第三彈簧筒28和第三弓角20相連，第二支撐架通過第二彈簧筒27與第二弓角19相連，第二支撐架通過第四彈簧筒與第四弓角21相連。第一支撐架、第二支撐架、四個(gè)弓角、四個(gè)彈簧筒等組成弓頭10。

所述第一支撐件14包括槽型架22、連接塊23、第一支架24和第二支架25，所述連接塊23與轉(zhuǎn)軸13相連，第一支架24的一端與槽型架22相鉸接，第一支架24的另一端與連接塊23相鉸接，第二支架25的一端與槽型架22相鉸接，第二支架25的另一端與連接塊23相鉸接，第一彈簧筒26和第三彈簧筒28分位于槽型架22的兩端。

第二支撐件15與第一支撐件14的結(jié)構(gòu)相同。

本實(shí)用新型還包括下臂桿4以及上框架6，所述下臂桿4與上框架6之間的管件連接采用穿管焊結(jié)構(gòu)形式。

本實(shí)用新型還包括4個(gè)絕緣子組裝1、兩組四連桿機(jī)構(gòu)（由底架2、上框架6、下臂桿4、拉桿3和平衡桿7組成）、壓力開關(guān)5、阻尼器8、氣閥箱9、氣囊升弓裝置11、氣路系統(tǒng)12等。

本發(fā)明底架2由矩形鋼管焊接而成，整體上為長方形“口”字形結(jié)構(gòu)，底架2為受電弓的支撐結(jié)構(gòu)，上面可用來安裝絕緣子、下臂桿4、拉桿3、阻尼器8、氣囊升弓裝置11、氣路系統(tǒng)12(含自動(dòng)降弓裝置)及主電路接口。

拉桿3采用鋁棒加工的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，兩端安裝可調(diào)心的端環(huán)，作為四桿機(jī)構(gòu)的閉環(huán)，其長短可微調(diào)，實(shí)現(xiàn)受電弓四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的調(diào)整，消除加工誤差對受電弓四連桿機(jī)構(gòu)的影響。

下臂桿4采用三段圓鋼管焊接成“工字”型結(jié)構(gòu)，中間的鋼管直徑較大，以實(shí)現(xiàn)兩端直管的穿管焊結(jié)構(gòu)，在下臂桿4兩端直管中，安裝有可調(diào)心的密封軸承，消除焊接形位公差導(dǎo)致的內(nèi)摩擦力過大問題。

上框架6采用鋁合金變徑管及鋁合金管焊接而成的“梯形”單臂式結(jié)構(gòu)，以減輕受電弓的整體質(zhì)量及歸算質(zhì)量。拉桿3采用鋁合金棒加工，端環(huán)采用不銹鋼加工并壓裝調(diào)心軸承組成，減少受電弓內(nèi)摩擦力。平衡桿7采用鋼管或鋁合金管焊接而成。拉桿3和平衡桿7長度都可調(diào)節(jié)，可對受電弓的兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)尺寸進(jìn)行微調(diào)，從而獲得更好的升降弓靜態(tài)接觸壓力曲線及弓頭10平面度，保證受電弓的受流穩(wěn)定性。

平衡桿7采用鋼管焊接而成，兩端安裝有活動(dòng)關(guān)節(jié)軸承，其長度可調(diào)，軸承可調(diào)心，以消除加工誤差對四連桿機(jī)構(gòu)尺寸的影響。

受電弓鉸鏈機(jī)構(gòu)包括下臂桿4、拉桿3、上框架6、底架2和平衡桿7。下臂桿4、拉桿3的下端與底架2通過螺栓鉸接；下臂桿4、拉桿3的上端與上框架6通過螺栓鉸接；下臂桿4和平衡桿7的一端通過螺栓鉸接；平衡桿7的另一端與安裝于上框架6頂管中的弓頭10轉(zhuǎn)軸13通過螺栓鉸接。整個(gè)鉸鏈機(jī)構(gòu)中，下臂桿4、拉桿3、上框架6、底架2組成一個(gè)平面四連桿升弓機(jī)構(gòu)，下臂桿4、上框架6、及平衡桿7組成另一個(gè)平面四連桿機(jī)構(gòu)，控制弓頭10升弓過程中水平傾斜角度。

所述阻尼器8一端鉸接在底架2上，一端鉸接在下臂桿4的下端。當(dāng)受電弓升弓時(shí)，阻尼器8被壓縮，阻尼器8壓縮過程中阻尼力很小，可以忽略不計(jì)，當(dāng)受電弓降弓時(shí)，阻尼器8被拉伸，此時(shí)受電弓阻尼器8阻尼起作用，阻尼逐漸增大，在受電弓快要降至較低高度時(shí)，阻尼力達(dá)到峰值，起到降弓緩沖作用，之后又減少，使受電弓實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)降弓。因此受電弓降弓時(shí)表現(xiàn)為先快后慢，從而避免了快速降弓對車頂造成沖擊。

在連接塊23及槽型架22中預(yù)裝轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，之后用螺栓將兩個(gè)支架的兩端分別與連接塊23及槽型架22的兩段鉸鏈在一起。裝配好后，連接塊23與槽型架22支架有一定的距離，如此可以實(shí)現(xiàn)槽型架22自由轉(zhuǎn)動(dòng)的搖擺結(jié)構(gòu)型式。平衡桿7與固定連接塊23的轉(zhuǎn)軸13連接在一起，控制了轉(zhuǎn)軸13的轉(zhuǎn)動(dòng)角度（即控制了弓頭10的轉(zhuǎn)動(dòng)角度），但槽型架22的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不受平衡桿7控制，如此碳滑板面自由轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，避免了平衡桿7的受力，提高了受電弓結(jié)構(gòu)件的使用穩(wěn)定性。

分別將兩個(gè)彈簧筒安裝于槽型架22的兩端，對稱布置為四個(gè)彈簧筒。兩個(gè)獨(dú)立的鑄鋁弓角連接在一條碳滑板的兩端，在鑄造弓角中安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，然后通過螺栓使鑄鋁弓角與槽型架22上的兩個(gè)彈簧筒連接，如此布置兩組碳滑板。采用兩組碳滑板獨(dú)立控制結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)更加簡單，同時(shí)降低了彈簧筒的簧上質(zhì)量，提高受電弓受流穩(wěn)定性，避免了焊接結(jié)構(gòu)弓頭10結(jié)構(gòu)件開裂問題，降低了受電弓碳滑板使用成本，提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及材料的重復(fù)利用率。

所述氣囊升弓裝置11采用雙囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)，提高受電弓升弓平穩(wěn)性及受流穩(wěn)定性，空氣彈簧一端與底架2鉸接，另一端通過螺栓、鋼絲繩與下臂桿4上的調(diào)整板連接。

受電弓通過四個(gè)絕緣子組件安裝在地鐵或輕軌車輛上，在雙囊式空氣彈簧充氣升弓工作時(shí)，與供電網(wǎng)線網(wǎng)接觸并集取電流，給車輛供電。其中絕緣子采用硅橡膠材料，底架2的四個(gè)絕緣子支架都開有圓孔，D型球面墊圈放在四個(gè)絕緣子上表面，通過四個(gè)螺栓將受電弓與支持絕緣子連接，從而使受電弓與車頂絕緣隔離。D型球面墊圈可以較好的消除車頂及受電弓上絕緣子安裝面的不平整導(dǎo)致的安裝內(nèi)應(yīng)力，提高絕緣子使用穩(wěn)定性。采用高絕緣性能及強(qiáng)度更高的硅橡膠絕緣子，避免了受電弓使用過程中絕緣子開裂問題，同時(shí)能夠更好的適應(yīng)國內(nèi)重污染的使用環(huán)境要求。

所述氣閥箱9主要由氣動(dòng)元件組成，以調(diào)整機(jī)車供風(fēng)氣壓值，保證受電弓具有穩(wěn)定的弓網(wǎng)接觸壓力，控制機(jī)車供風(fēng)流量及受電弓降弓時(shí)氣流量，以控制受電弓升降弓時(shí)間，并設(shè)有安全閥，以保證升弓氣囊的使用安全，氣閥箱9通過螺栓與受電弓底架2連接。

所述自動(dòng)降弓裝置主要由快排閥等氣動(dòng)元件、氣管及接頭組成，安裝于底架2上，并通過氣管將雙囊式空氣彈簧與碳滑板氣道并聯(lián)起來，以保證出現(xiàn)弓網(wǎng)事故時(shí)受電弓能夠自動(dòng)降弓。

所示壓力開關(guān)5安裝于車體內(nèi)，通過絕緣軟管將ADD自動(dòng)降弓裝置上的氣壓引入壓力開關(guān)5，在ADD氣路中的氣壓值達(dá)到壓力開關(guān)5開斷設(shè)定值時(shí)，壓力開關(guān)5給出受電弓升弓到位或開始降弓信號，能夠更加有效的避免惡性弓網(wǎng)事故的發(fā)生。

本實(shí)用新型受電弓能夠更好地滿足120km/h列車運(yùn)行速度下從剛性懸掛供電網(wǎng)線上穩(wěn)定集取電流的要求，為列車穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是局限性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。