专利名称：一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制动装置，特别涉及一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置。
背景技术：
许多轨道交通的车站因受地理环境和工程造价的制约，往往选址在有坡度的地方，当没有牵引机车的列车停留在这类车站的到发线轨道上时，一定的外力作用(如风力和震动等)就有可能使车辆溜逸，随着轴承式车辆的普遍应用，车辆与轨道之间的摩擦阻力大大降低，因此车辆溜逸问题更加突出。当前，由于防溜措施不力而造成的车辆溜逸事故时有发生，从而严重影响了铁路的运输安全。
目前采用的防溜手段包括人工防溜方式(如拧手闸、放铁鞋等)和机械制动防溜方式，前者作业效率低，并且存在人为因素的影响，人工成本高而安全性差，正逐渐被后者取代。
以下借助图1a～1c描述机械制动防溜装置的基本原理。现有的机械制动防溜装置一般包括工作台1、定位器(未画出)、制动机构2、自锁机构(未画出)和动力驱动装置(未画出)等，其中，工作台1可沿铺设在轨道3之间的辅助导轨4移动，定位器检测制动机构2的位置，制动机构2安装在工作台1上并可将车辆的车轮5固定于工作台1上，自锁机构可将工作台1固定于辅助导轨4上，动力驱动装置向防溜装置的上述其它单元提供动力源。制动机构2包含制动块2a和固定在工作台1上并与制动块2a相连的液压驱动或机械弹性元件2b。值得指出的是，为了避免铺设辅助导轨，也可使工作台1直接在轨道3内侧表面的凹槽内滑移。
当机械制动防溜装置处于非工作状态时，如图1a所示，制动机构2处于缓解位置，制动块2a与车轮5内侧表面相距较远。当机械制动防溜装置开始工作时，如图1b所示，液压驱动或机械弹性元件2b将制动块2a运送至工作预备位置，此时制动块2a与车轮5内侧表面相距较近。随后，液压驱动或机械弹性元件2b使制动块2a向车轮5内侧表面行进，当制动块2a遇到车轮5内侧面阻挡时即停止运动，此时制动块2a即处于工作位置，如图1c所示，其表面在液压力或机械力的作用下紧紧抵靠住车轮5内侧面。由于制动块2a表面与车轮5内侧面之间的紧密接触，所以存在摩擦力阻止它们之间作相对运动，从而可将车轮5与工作台1固定在一起。换句话说，制动力实际上源直制动块与车轮接触面之间的摩擦力。
上述机械制动防溜装置的工作过程如下。工作台1在辅助导轨4上移动，当定位器检测到制动机构2与车轮5处于合适的相对位置时，指示工作台1停止移动，而自锁机构则将工作台1固定在辅助导轨4上。而后，制动机构2开始工作，将车轮5与工作台1固定在一起。
在上述机械制动防溜装置中，为了获得足够的制动力，制动块与车轮的接触面积必须足够得大，为此要求制动块运送至超出轨道平面足够高度的位置，这导致制动块的位置超出铁路技术规程所允许的高度。因此这就要求制动机构必须在处于合适的相对位置时才能工作，换句话说，制动块在非工作状态下的位置必须在铁路技术规程所允许的高度之下，只有在制动块沿垂直于轨道的水平方向上有车轮阻挡时，其位置才能运送至超出铁路技术规程所允许的高度，否则，制动块将产生超程动作从而插入在车轮之间，成为速度行驶车辆的障碍，造成重大事故灾害。由上可见，这既要求定位器的位置检测不能出现误检，又要求液压或弹性元件驱动机构不能出现误动作。但是虽然可以采取提高可靠性的各种技术手段，但是终究不可能保证这种防溜装置万无一失和绝对安全可靠。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其杜绝了制动块的超程动作，从而保证制动块不会插入在车轮之间。
本发明的目的通过以下技术方案实现一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，包含控制器、可沿轨道延伸方向在轨道内侧移动的工作台和安装在工作台上的制动机构，所述制动机构包含制动块，其与固定在工作台上的运动部件相连并且磁性可变；磁性切换机构，其可使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换；以及制动块运送机构，其可将制动块从初始位置运送至靠近车轮的预备位置，其中，当工作台移动至车轮附近时，控制器指示磁性切换机构将制动块切换为处于有磁性状态并指示制动块运送机构将制动块从初始位置运送到预备位置，从而使制动块与车轮之间的磁力作用足以将制动块吸合至紧贴车轮内侧表面的工作位置。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，当欲解除防溜装置制动时，控制器指示磁性切换机构将制动块切换为处于无磁性状态，从而使制动块在自身重力作用下从工作位置返回初始位置。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述制动块内部包含空间布局可变的永磁单元，所述磁性切换机构通过改变所述永磁单元在制动块内的空间布局使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述制动块内部包含电磁永磁单元，所述磁性切换机构通过向所述电磁永磁单元通电使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换。
本发明的目的还通过以下技术方案实现一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，包含控制器、可沿轨道延伸方向在轨道内侧移动的工作台和安装在工作台上的制动机构，所述制动机构包含制动块，其与固定在工作台上的运动部件相连并且具有磁性；以及制动块运送机构，其可将制动块从初始位置运送至靠近车轮的预备位置，其中，当工作台移动至车轮附近时，控制器指示制动块运送机构将制动块从初始位置运送到预备位置，从而使制动块与车轮之间的磁力作用足以将制动块吸合至紧贴车轮内侧表面的工作位置。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述固定在工作台上的运动部件为弹性部件。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述制动块运送机构包含传动杆和固定在传动杆上的偏心轮，制动块被传动杆带动的偏心轮运送到预备位置。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述防溜装置包括向所述工作台和制动机构供电的蓄电池。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述工作台沿铺设在轨道之间的辅助导轨在轨道内侧移动。
比较好的是，在上述防止车辆在轨道上滑移的防溜装置中，所述工作台下部外侧设置可在轨道内侧表面凹槽内滑动的滑轮，从而使工作台在轨道内侧移动。
由上可见，在本发明的防溜装置中，利用磁性制动块与车轮之间的磁力和摩擦力作为制动力，即使发生误动作使得制动块处于预备位置，只要制动块附近没有静止车轮，制动块也就不可能再继续运动到工作位置，相反，制动块在自身重力等作用下将从预备位置返回初始位置，由此在根本上杜绝了制动块的超程，实现了运行列车的绝对安全。此外，由于防溜装置的能耗要求低，可以采用蓄电池供电，因此与采用交流电源的情形相比，使用和维护也更为方便。
以下借助附图描述本发明的具体实施方式
，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，其中图1a～1c示出了现有技术防溜装置的工作原理。
图2为按照本发明一个实施例的防溜装置的示意图。
图3为图2所示防溜装置中采用的一种制动块运送机构示意图。
图4a～4c示出了图2所示防溜装置的工作原理。
图5a和5b为按照本发明另一个实施例的防溜装置的示意图。
具体实施例方式
第一实施例图2示出了本发明防溜装置的示意图。如图2所示，在铁轨3之间铺设有供工作台1移动的辅助导轨4，工作台1内安装有可制动车轮5的制动机构2，值得指出的是，制动机构2的数量以及其在工作台1上的布局没有特别的限制，只要在工作位置时能够有效制动车轮即可。与上述现有技术的防溜装置相比，本发明防溜装置的主要差别在于制动机构2的结构和工作原理，以下对此作进一步的描述。
在按照第一实施例的防溜装置中，制动机构2包括制动块、磁性切换机构和制动块运送机构。制动块与固定在工作台上的运动部件相连，比较好的是，采用弹性部件作为固定在工作台上的运动部件，但是也可以采用其它类型的运动部件，例如刚性运动部件，只要能使制动块的空间位置在一定范围内变化即可。此外，制动块可在有磁性状态与无磁性状态之间切换，为此，可在制动块内部按照一定的空间布局放置永磁单元，并通过改变永磁单元在制动块内的空间布局可使制动块对外表现为有磁性或无磁性，也可在制动块内设置电磁永磁单元，并通过向电磁永磁单元通电使制动块对外表现为有磁性或无磁性。
磁性切换机构用来改变制动块的磁性，使制动块在磁性状态与非磁性状态之间切换。对于通过改变永磁单元在制动块内空间布局的情形，磁性切换机构的传动部件与永磁单元相连，因此磁性切换机构在控制器的控制下改变永磁单元的空间布局，从而实现制动块磁性的切换。对于通过向永磁单元通电切换制动块磁性的情形，磁性切换机构与永磁单元电气相连，因此磁性切换机构在控制器的控制下向永磁单元通电，从而实现制动块磁性的切换。
制动块运送机构用来将制动块从初始位置运送至靠近车轮的预备位置。为了保障行车安全，在机车行驶期间必须保证任何物体不得超出轨道面上方一定的距离(例如根据我国现行铁路安全规章规定，该距离为25毫米)，因此制动块在不工作时所处的初始位置也必须符合这种实际应用的要求。但是在初始位置处，有磁性的制动块与车轮相距较远，它们之间的磁力不足以克服制动块自身的重力和其它阻尼力(例如采用弹性部件时的拉力)而使制动块吸合于车轮内侧表面，因此需要由制动块运送机构将制动块运送至预备位置，该位置高出轨道表面上方较多，而且靠近车轮内侧面，因而磁力足以克服制动块自身的重力和其它阻尼力(例如采用弹性部件时的拉力)，使得制动块吸合于车轮内侧表面，以下将制动块此时所处的位置称为工作位置。
制动块运送机构可采用多种实现方式，例如可采用图3所示的机构，其包含传动杆31和固定在传动杆上的偏心轮32，制动块2a被传动杆31带动的偏心轮32运送到预备位置。在图3中，制动块2a处于初始位置，当传动杆31逆时针转动时，偏心轮32也将逆时针转动，从而运送制动块33，当偏心轮32转动90度时，有磁性的制动块2a处于预备位置，此时如果有静止车轮，则制动块2a将吸合至工作位置，如果没有静止车轮或者制动块失去磁性，则由于失去偏心轮32的支承作用，所以制动块2a在自身重力作用下将回落至初始位置。
以下描述磁性切换机构与制动块运送机构之间的配合顺序。第一种方式是，磁性切换机构在制动块处于初始位置进行磁性切换，然后由制动块运送机构将制动块运送至预备位置；第二种方式是，制动块运送机构将制动块从初始位置运送至预备位置，然后由磁性切换机构对制动块进行磁性切换；第三种方式是，在制动块运送机构将制动块从初始位置运送至预备位置的同时，磁性切换机构对制动块进行磁性切换。这三种方式都能达到本发明的目的和效果，因此具体采取的方式不应构成对本发明保护范围的限定。
以下借助图4a～4c描述这种制动机构的制动原理。
如图4a所示，当工作台1移动至车轮5附近时，自锁机构将工作台1固定在辅助导轨4上，控制器指示磁性切换机构将制动块2a切换为处于磁性状态，此时制动块2a处于初始位置，在该位置上，其与车轮5之间的磁作用力尚不足以克服制动块自身的重力和弹性部件对制动块的拉力，制动块2a无法吸合到车轮5的内侧面。
如图4b所示，控制器指示制动块运送机构将制动块2a从初始位置运送到靠近车轮内侧面的预备位置，在该位置上，如果有车轮存在，则制动块与车轮之间的磁作用力大于制动块自身的重力和弹性部件对制动块的拉力，从而使得制动块吸合于车轮内侧表面。
图4c示出了制动块2a与车轮5吸合在一起的情形，车轮5与工作台1通过处于工作位置上的制动块固定在一起。解除防溜装置对车轮制动的方式有两种，在称为控制式的第一种方式中，控制器指示磁性切换机构将制动块2a切换为处于无磁性状态，此时其与车轮之间的磁作用力消失，在自身重力和其它阻尼力(例如采用弹性部件时的回复力)的作用下，制动块2a将从工作位置自行返回初始位置。在称为被动式的第二种方式中，制动块的磁性并不切换，而是依靠牵引机车拉动车轮时的牵引力使车轮与制动块脱离，因为不存在静止车轮，所以制动块从工作位置返回初始位置位置。
在本实施例中，由于采用磁力作为制动力源，动力消耗过程仅涉及磁性切换机构的磁性切换动作、制动块运送机构的制动块运送动作、工作台在辅助轨道上的移动以及自锁机构对工作台的锁定动作等，每种动作消耗的动力不大，持续时间很短，而且并不同步进行，因此比较好的是采用蓄电池向工作台和制动机构供电。
第二实施例本发明第二实施例与第一实施例的不同之处在于，如图5a和5b所示，工作台1下部的外侧设置有滑轮1a，这些滑轮1a嵌入轨道3内侧表面的凹槽3a内，使得工作台1通过滑轮1a的滑动而在轨道内侧移动，因此可省去辅助导轨的铺设。这种结构防溜装置的工作原理与第一实施例相同，此处不再赘述。
同样，在本实施例中，由于采用磁力作为制动力源而且不涉及磁性切换机构的磁性切换动作，消耗的动力更小，因此比较好的是采用蓄电池向工作台和制动机构供电的。
第三实施例本发明第三实施例与第一实施例的不同之处在于，制动机构2包括制动块和制动块运送机构而不包含磁性切换机构。与第一实施例一样，制动块也与固定在工作台上的运动部件相连，并且比较好的是，采用弹性部件作为固定在工作台上的运动部件。此外，由于省略了磁性切换机构，所以制动块应始终具有磁性。
制动块运送机构用来将制动块从初始位置运送至靠近车轮的预备位置，其工作原理和所采用的实现方式与上述第一实施例的相同，因此不再赘述。
以下仍借助图4a～4c描述这种制动机构的制动原理。
如图4a所示，当工作台1移动至车轮5附近时，自锁机构将工作台1固定在辅助导轨4上，此时制动块2a处于初始位置，在该位置上，其与车轮5之间的磁作用力尚不足以克服制动块自身的重力和弹性部件对制动块的拉力，制动块2a无法吸合到车轮5的内侧面。
如图4b所示，控制器指示制动块运送机构将制动块2a从初始位置运送到靠近车轮内侧面的预备位置，在该位置上，如果有车轮存在，则制动块与车轮之间的磁作用力大于制动块自身的重力和弹性部件对制动块的拉力，从而使得制动块吸合于车轮内侧表面。
图4c示出了制动块2a与车轮5吸合在一起的情形，车轮5与工作台1通过处于工作位置上的制动块固定在一起。解除防溜装置对车轮制动的方式为被动式，即，依靠牵引机车拉动车轮时的牵引力使车轮与制动块脱离，因为不存在静止车轮，所以制动块从工作位置返回初始位置位置。
同样，在本实施例中，由于采用磁力作为制动力源而且不涉及磁性切换机构的磁性切换动作，消耗的动力更小，因此比较好的是采用蓄电池向工作台和制动机构供电的。
权利要求
1.一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，包含控制器、可沿轨道延伸方向在轨道内侧移动的工作台和安装在工作台上的制动机构，其特征在于，所述制动机构包含制动块，其与固定在工作台上的运动部件相连并且磁性可变；磁性切换机构，其可使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换；以及制动块运送机构，其可将制动块从远离车轮的初始位置运送至靠近车轮的预备位置，其中，当工作台移动至车轮附近时，控制器指示磁性切换机构将制动块切换为处于有磁性状态并指示制动块运送机构将制动块从初始位置运送至预备位置，从而使制动块与车轮之间的磁力作用足以将制动块吸合至紧贴车轮内侧表面的工作位置。
2.如权利要求1所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，当欲解除防溜装置制动时，控制器指示磁性切换机构将制动块切换为处于无磁性状态，从而使制动块在自身重力作用下从工作位置返回初始位置。
3.如权利要求2所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述制动块内部包含空间布局可变的永磁单元，所述磁性切换机构通过改变所述永磁单元在制动块内的空间布局使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换。
4.如权利要求2所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述制动块内部包含电磁永磁单元，所述磁性切换机构通过向所述电磁永磁单元通电使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换。
5.一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，包含控制器、可沿轨道延伸方向在轨道内侧移动的工作台和安装在工作台上的制动机构，其特征在于，所述制动机构包含制动块，其与固定在工作台上的运动部件相连并且具有磁性；以及制动块运送机构，其可将制动块从远离车轮的初始位置运送至靠近车轮的预备位置，其中，当工作台移动至车轮附近时，控制器指示制动块运送机构将制动块从初始位置运送至预备位置，从而使制动块与车轮之间的磁力作用足以将制动块吸合至紧贴车轮内侧表面的工作位置。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述固定在工作台上的运动部件为弹性部件。
7.如权利要求1-5中任意一项所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述制动块运送机构包含传动杆和固定在传动杆上的偏心轮，制动块被传动杆带动的偏心轮运送到预备位置。
8.如权利要求1-5中任意一项所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述防溜装置包括向所述工作台和制动机构供电的蓄电池。
9.如权利要求1-5中任意一项所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述工作台沿铺设在轨道之间的辅助导轨在轨道内侧移动。
10.如权利要求1-5中任意一项所述的防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其特征在于，所述工作台下部外侧设置可在轨道内侧表面凹槽内滑动的滑轮，从而使工作台在轨道内侧移动。
全文摘要
本发明提供一种防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，其可杜绝制动块的超程动作。该防止车辆在轨道上滑移的防溜装置，包含控制器、可沿铺设在轨道之间的辅助导轨移动的工作台和安装在工作台上的制动机构，所述制动机构包含制动块，其与固定在工作台上的运动部件相连并且磁性可变；磁性切换机构，其可使制动块在有磁性状态与无磁性状态之间切换；以及制动块运送机构，其可将制动块从初始位置运送至靠近车轮的预备位置，其中，当工作台移动至车轮附近时，控制器指示磁性切换机构将制动块切换为处于有磁性状态并指示制动块运送机构将制动块从初始位置运送到预备位置，从而使制动块与车轮之间的磁力作用足以将制动块吸合至紧贴车轮内侧表面的工作位置。
文档编号B60K17/00GK1446712SQ0311599
公开日2003年10月8日 申请日期2003年3月26日 优先权日2003年3月26日
发明者左德建 申请人:左德建, 王水明