一种用于客车的反向受电弓充电系统的制作方法

本发明涉及电动车辆的受电弓技术领域，特别是一种用于客车的反向受电弓充电系统。

背景技术：

全球都面临着严峻的能源问题，化石燃料是当前主要的燃料。工业发展伴随着化石燃料的大量使用消耗，使得化石燃料潜在着能源短缺的危机，特别是从石油提炼出来的汽油，是引致全球石油危机的一个原因。此外，燃烧化石燃料而排放的二氧化碳是温室气体的主来源之一，是加快全球变暖的因素之一。采用电力替代汽油成为汽车的驱动力，是当前研究的一个重点。其中，受电弓是大型电动车辆从接触网接触导线上受取电流的一种受流装置，其性能的优劣直接影响到电力机车工作的可靠性。常见的受电弓安装在车辆顶部，需要充电时，车辆顶部的受电弓上升与接触网接触进行充电。受电弓安装在车辆顶部，导致车辆重量增加，雨淋日晒对受电弓造成侵蚀损坏，影响受电弓使用寿命；当受电弓出现故障时，对车辆进行维修导致车辆无法正常使用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的受电弓中存在的不足之处，提供一种反向安装、使用方便可靠的用于客车的反向受电弓充电系统。

本发明采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种用于客车的反向受电弓充电系统，该用于客车的反向受电弓充电系统包括机体、弓头、上臂总成、下臂总成、受电带组件和控制总成，其中，弓头上设有正极接触碳板和负极接触碳板，正极接触碳板、负极接触碳板分别与受电带组件相配合进行充电；上臂总成的上端与机体铰链连接，下端与下臂总成的上端铰链连接在一起，下臂总成的下端与弓头铰链连接；受电带组件设在车辆顶部；控制总成包括控制器和驱动控制模块，控制器设在机体上，上臂总成在驱动控制模块控制下移动，进而带动下臂总成的运动，完成升弓或降弓操作。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的驱动控制模块包括气缸、过滤减压阀、升弓电磁阀M₂、升弓节流阀、降弓电磁阀M₁、降弓节流阀和锁紧电磁阀M₃，气缸设在机体内并与上臂总成相连接，上臂总成在气缸的驱动下移动。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的锁紧电磁阀M₃一端气缸相连，另一端与过滤减压阀相连接，升弓电磁阀M₂与升弓节流阀相连，升弓电磁阀M₂的一端连接在过滤电磁阀上，升弓节流阀的一端与气缸相连；降弓电磁阀M₁与降弓节流阀相连，降弓电磁阀M₁的一端与过滤减压阀相连，降弓节流阀的一端与气缸相连。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的驱动控制模块还包括安全阀一和安全阀二，安全阀一设在升弓节流阀与气缸之间，安全阀二设在降弓节流阀与气缸之间。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的控制器包括主芯片U、调试降弓开关K₁、调试升弓开关K₂、降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄、升弓到位行程开关K₅、调试降弓到位指示灯L₁、调试升弓到位指示灯L₂、降弓电磁阀M₁、升弓电磁阀M₂和锁紧电磁阀M₃，主芯片U的1脚与2脚分别与电源相接，主芯片U的3脚、4脚分别与调试降弓开关K₁相连，主芯片U的5脚、6脚分别与调试升弓开关K₂相连，主芯片U的7脚、8脚分别与调试降弓到位指示灯L₁相连，主芯片U的9脚、10脚分别与调试升弓到位指示灯L₂相连，主芯片U的11脚、12脚通过CAN总线与充电机相连，主芯片U的13脚、14脚分别与锁紧电磁阀M₃相连，主芯片U的15脚、16脚分别与降弓电磁阀M₁相连，主芯片U的17脚、18脚分别与升弓电磁阀M₂相连，降弓到位行程开关一K₃的一端与主芯片U的19脚相接，另一端与降弓到位行程开关二K₄的一端相接，降弓到位行程开关二K₄的另一端接至主芯片U的20脚；主芯片的21脚和22脚与升弓到位行程开关K₅相接。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的弓头包括弓头支架、固定板、正极接触碳板和负极接触碳板，弓头支架与下臂总成的底部相连接，固定板设在弓头支架的下方，正极接触碳板与负极接触碳板分别设在固定板的两端。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的弓头与机体之间设有正极拖链和负极拖链，正极拖链的一端与正极接触碳板相连接，正极拖链的另一端固定在机体内；负极拖链的一端与负极接触碳板相连接，负极拖链的另一端固定在机体内，正极拖链与负极拖链内均设有传输电流的电缆。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的上臂总成包括左上臂和右上臂，所述的下臂总成包括左下臂和右下臂，左上臂与左下臂铰链连接，右上臂与右下臂铰链连接，左上臂与右上臂之间设有连接杆，连接杆的两端分别与左上臂、右上臂铰链连接，当左上臂在气缸驱动下移动时，运动经连接杆传递至右上臂，带动右上臂一起运动。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的上臂总成还包括平衡杆，辅助上臂总成的收缩与打开。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的受电带组件包括受电带、伸缩杆、弹簧二和支撑板，所述的受电带与弓头相配合，充电时受电带与弓头上的正极接触碳板、负极接触碳板相接触；支撑板设在受电带的下方，伸缩杆设在受电带与支撑板之间，弹簧二设在伸缩杆外侧，受电带在伸缩杆与弹簧二的共同作用下可以上下调整位置，方便充电。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的受电带组件还包括绝缘子二，支撑板通过绝缘子二固定在车辆顶部。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的受电带组件中还包括防雨罩，支撑板、绝缘子二均设在防雨罩内。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的受电带与伸缩杆之间设有旋转头，受电带可以旋转一定角度。

在所述的一种用于客车的反向受电弓充电系统中，所述的机体内设有阻尼器，阻尼器与上臂总成相配合，用于升弓、降弓过程中的缓冲。

本发明中受电弓的弓头设置在充电场地内，车辆顶部设有与弓头相配合的受电带，充电时，调试降弓开关K₁闭合，降弓电磁阀M₁和锁紧电磁阀M₃得电，气缸缩回，拉动左上臂逆时针旋转，通过平衡杆拉动左下臂顺时针旋转，同时通过连接杆拉动右上臂逆时针旋转，再通过平衡杆拉动右下臂顺时针旋转，弓头支架向下运动，开始降弓至弓头与受点带接触配合，此时，降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄闭合，调试降弓到位指示灯L₁得电亮起，控制器将信号传输至充电机，充电开始。

调试降弓开关K₁闭合后一端时间内降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄没有全部闭合，控制器上降弓电磁阀M₁失电，锁紧电磁阀M₃、升弓电磁阀M₂得电，开始升弓，以保护充电系统。

调试降弓开关K₁闭合后在设定时间内降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄全部闭合则降弓电磁阀M₁、锁紧电磁阀M₃继续得电,保持降弓状态；此后若降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄中的一个断开则降弓电磁阀M₁失电，锁紧电磁阀M₃、升弓电磁阀M₂得电，气缸伸出，推动左上臂顺时针旋转，通过平衡杆拉动左下臂逆时针旋转；同时通过连接杆拉动右上臂顺时针旋转，再通过平衡杆拉动右下臂逆时针旋转；弓头支架向上运动开始升弓，若要充电需重复降弓操作。

充电完毕后升弓时，调试升弓开关K₂闭合，锁紧电磁阀M₃、升弓电磁阀M₂得电，气缸伸出，推动左上臂顺时针旋转，通过平衡杆拉动左下臂逆时针旋转；同时通过连接杆拉动右上臂顺时针旋转，再通过平衡杆拉动右下臂逆时针旋转；弓头向上运动，开始升弓，充电断开；当弓头到位后，升弓到位行程开关K₅闭合，调试升弓到位指示灯L₂得电亮起，提示弓头已上升到位，控制器通过CAN总线传输信号到充电机,延时后锁紧电磁阀M₃失电、升弓电磁阀M₂失电，气缸保持锁紧状态。

本发明与现有的受电弓相比，具有使用安全便捷、便于维修的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中受电带的结构示意图。

图3为图2的剖视图。

图4为本发明中驱动控制模块的结构示意图。

图5为本发明中控制器的结构示意图。

在附图1至附图5中，1表示弓头；1a表示弓头支架；1b表示固定板；1c表示正极接触碳板；1d表示负极接触碳板；1e表示弹簧一；1f表示绝缘子一；2表示上臂总成；2a表示左上臂；2b表示右上臂；2c表示连接杆；2d表示左平衡杆；2e表示右平衡杆；3表示下臂总成；3a表示左下臂；3b表示右下臂；4表示受电带组件；4a表示受电带；4b表示伸缩杆；4c表示弹簧二；4d表示支撑板；4e表示绝缘子二；4f表示防雨罩；5表示机体；5a表示上盖；5b表示下盖；5c表示阻尼器；6表示控制器；7表示气缸；8表示过滤减压阀；9表示升弓节流阀；10表示降弓节流阀；11表示安全阀一；12表示安全阀二；13表示正极拖链；14表示负极拖链；

K₁表示调试升弓开关；K₂表示调试升弓开关；K₃表示降弓到位行程开关一；K₄表示降弓到位行程开关二；K₅表示升弓到位行程开关；L₁表示调试降弓到位指示灯；L₂表示调试升弓到位指示灯；U表示主芯片；M₁表示降弓电磁阀、M₂表示升弓电磁阀；M₃表示锁紧电磁阀。

具体实施方式

下面对照附图，通过实例对本发明作进一步说明。

参照附图1至附图5，一种用于客车的反向受电弓充电系统，该用于客车的反向受电弓充电系统包括机体5、弓头1、上臂总成2、下臂总成3、受电带组件4和控制总成，其中，机体5包括上盖5a、下盖5b和阻尼器5c，阻尼器5c固定在机体5内；所述的弓头1包括弓头支架1a、固定板1b、正极接触碳板1c和负极接触碳板1d，弓头支架1a与下臂总成3的底部相连接，固定板1b设在弓头支架1a的下方，固定板1b与弓头支架1a通过绝缘子一1f相互连接，正极接触碳板1c与负极接触碳板1d设在固定板1b的下表面上，正极接触碳板1c设在固定板1b的右端，负极接触碳板1d设在固定板1b的左端，正极接触碳板1c、负极接触碳板1d分别与受电带组件4相配合进行充电；所述的弓头1与机体5之间设有正极拖链13和负极拖链14，正极拖链13的一端与正极接触碳板1c相连接，正极拖链13的另一端固定在机体5内；负极拖链14的一端与负极接触碳板1d相连接，负极拖链14的另一端固定在机体5内，正极拖链13与负极拖链14内均设有传输电流的电缆；弓头支架1a与绝缘子一1f之间设有球头，固定板1b可以小范围旋转，便于充电定位；

所述的上臂总成2包括左上臂2a、右上臂2b、连接杆2c、左平衡杆2d和右平衡杆2e，所述的下臂总成3包括左下臂3a和右下臂3b，左上臂2a的上端铰链连接在机体5内，左平衡杆2d的上端连接在机体5内，左平衡杆2d的下端、左上臂2a的下端均与左下臂3a的上端铰链连接，左下臂3a的下端与弓头1连接；右上臂2b的上端、右平衡杆2e的上端分别铰链连接在机体5上，右上臂2b的下端、右平衡杆2e的下端均与右下臂3b的上端铰链连接，右下臂2b与弓头1连接在一起，左上臂2a与右上臂2b之间设有连接杆2c，连接杆2c的两端分别与左上臂2a、右上臂2b铰链连接，当左上臂2a在气缸7驱动下移动时，运动经连接杆2c传递至右上臂2b，带动右上臂2b一起运动；阻尼器5c抵在左上臂2a的上端，用于升弓、降弓过程中的缓冲；

受电带组件4设在车辆顶部，受电带组件4包括受电带4a、伸缩杆4b、弹簧二4c、支撑板4d、绝缘子二4e和防雨罩4f，所述的受电带4a与弓头1相配合，充电时受电带4a与弓头1上的正极接触碳板1c、负极接触碳板1d相接触；防雨罩4f设在受电带4a的下方，支撑板4d、绝缘子二4e均设在防雨罩4f内，支撑板4d通过绝缘子二4e固定在车辆顶部，伸缩杆4b设在受电带4a与支撑板4d之间，弹簧二4c设在伸缩杆4b外侧，受电带4a在伸缩杆4b与弹簧二4c的共同作用下可以上下调整位置，方便充电；受电带4a与伸缩杆4b之间设有旋转头，受电带4a可以旋转一定角度；

控制总成包括控制器6和驱动控制模块，控制器6设在机体5上，上臂总成2在驱动控制模块控制下移动，进而带动下臂总成的运动，完成升弓或降弓操作；

所述的驱动控制模块包括气缸7、过滤减压阀8、升弓电磁阀M₂、升弓节流阀9、降弓电磁阀M₁、降弓节流阀10、锁紧电磁阀M₃、安全阀一11和安全阀二12，气缸7设在机体5内并与上臂总成2相连接，上臂总成2在气缸7的驱动下移动；所述的锁紧电磁阀M₃一端气缸7相连，另一端与过滤减压阀8相连接，升弓电磁阀M₂与升弓节流阀9相连，升弓电磁阀M₂的一端连接在过滤电磁阀8上，升弓节流阀9的一端与气缸7相连；降弓电磁阀M₁与降弓节流阀10相连，降弓电磁阀M₁的一端与过滤减压阀8相连，降弓节流阀10的一端与气缸相连；安全阀一11设在升弓节流阀9与气缸7之间，安全阀二12设在降弓节流阀10与气缸7之间；

所述的控制器6包括主芯片U、调试降弓开关K₁、调试升弓开关K₂、降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄、升弓到位行程开关K₅、调试降弓到位指示灯L₁、调试升弓到位指示灯L₂、降弓电磁阀M₁、升弓电磁阀M₂和锁紧电磁阀M₃，主芯片U的1脚与2脚分别与电源相接，主芯片U的3脚、4脚分别与调试降弓开关K₁相连，主芯片U的5脚、6脚分别与调试升弓开关K₂相连，主芯片U的7脚、8脚分别与调试降弓到位指示灯L₁相连，主芯片U的9脚、10脚分别与调试升弓到位指示灯L₂相连，主芯片U的11脚、12脚通过CAN总线与充电机相连，主芯片U的13脚、14脚分别与锁紧电磁阀M₃相连，主芯片U的15脚、16脚分别与降弓电磁阀M₁相连，主芯片U的17脚、18脚分别与升弓电磁阀M₂相连，降弓到位行程开关一K₃的一端与主芯片U的19脚相接，另一端与降弓到位行程开关二K₄的一端相接，降弓到位行程开关二K₄的另一端接至主芯片U的20脚；主芯片的21脚和22脚与升弓到位行程开关K₅相接。

充电时，调试降弓开关K₁闭合，降弓电磁阀M₁和锁紧电磁阀M₃得电，气缸7缩回，拉动左上臂逆时针旋转，通过平衡杆拉动左下臂顺时针旋转，同时通过连接杆拉动右上臂逆时针旋转，再通过平衡杆拉动右下臂顺时针旋转，弓头支架向下运动，开始降弓至弓头与受点带接触配合，此时，降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄闭合，调试降弓到位指示灯L₁得电亮起，控制器将信号传输至充电机，充电开始。

调试降弓开关K₁闭合后一端时间内降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄没有全部闭合，控制器上降弓电磁阀M₁失电，锁紧电磁阀M₃、升弓电磁阀M₂得电，开始升弓，以保护充电系统。

调试降弓开关K₁闭合后在设定时间内降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄全部闭合则降弓电磁阀M₁、锁紧电磁阀M₃继续得电,保持降弓状态；此后若降弓到位行程开关一K₃、降弓到位行程开关二K₄中的一个断开则降弓电磁阀M₁失电，锁紧电磁阀M₃、升弓电磁阀M₂得电，气缸伸出，推动左上臂顺时针旋转，通过平衡杆拉动左下臂逆时针旋转；同时通过连接杆拉动右上臂顺时针旋转，再通过平衡杆拉动右下臂逆时针旋转；弓头支架向上运动开始升弓，若要充电需重复降弓操作。

充电完毕后升弓时，调试升弓开关K₂闭合，锁紧电磁阀M₃、升弓电磁阀M₂得电，气缸7伸出，推动左上臂顺时针旋转，通过平衡杆拉动左下臂逆时针旋转；同时通过连接杆拉动右上臂顺时针旋转，再通过平衡杆拉动右下臂逆时针旋转；弓头向上运动，开始升弓，充电断开；当弓头到位后，升弓到位行程开关K₅闭合，调试升弓到位指示灯L₂得电亮起，提示弓头已上升到位，控制器通过CAN总线传输信号到充电机,延时后锁紧电磁阀M₃失电、升弓电磁阀M₂失电，气缸保持锁紧状态。