一种新型伞状垂直升降受电弓弓体的制作方法

本发明属于机械装置和轨道交通输电技术领域，具体涉及一种新型伞状垂直升降受电弓弓体。

背景技术：

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，其结构均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓，也称钻石受电弓，以前非常普遍，后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰。

近年来多采用单臂弓，单臂弓弓体多采用四连杆结构。四连杆结构存在的一个弊端是，受电弓在升弓过程中不能保证垂直升降，从而导致受电弓弓头倾斜；受电弓弓头倾斜直接影响碳滑板与接触网的接触，造成接触力不均匀的现象，一旦接触力不足，就极易造成受电弓脱网的现象，形成拉弧或载流量不足，严重时列车停电停运；另外偏载也导致滑板磨损不均，严重影响碳滑板的使用寿命。

技术实现要素：

本发明提供了一种新型伞状垂直升降受电弓弓体，该受电弓弓体采用伞状结构，能够保证受电弓弓头垂直升降；下臂驱动牵引部位采用传动链条带动扇形托板相结合的结构，保证弓头在任意工作高度时，弓头受到的接触网压力相同。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种新型伞状垂直升降受电弓弓体，包括底座，平行设于底座上方的中间滑架，分别铰接于中间滑架两端与底座之间的下臂与支撑臂及铰接于中间滑架的上臂，其中，

所述下臂与支撑臂相互平行设置，上臂顶端与下臂底端铰接于中间滑架同一端且上臂、下臂相对于中间滑架相互轴对称；所述中间滑架中部固定有水平导向轴，水平导向轴环套有直线轴承，直线轴承中部与上下两侧对称设有斜拉臂，上侧的斜拉臂两端分别铰接于直线轴承及上臂；下侧的斜拉臂两端分别铰接于直线轴承及上臂；

所述下臂底端设有驱动机构，驱动机构带动下臂沿其底端与底座的铰接连接处旋转。

所述下臂底端垂直连接有第一销轴，第一销轴两端分别与底端铰接连接。

所述下臂底端固定连接有扇形托板，扇形托板一端固定连接有连接板，所述底座一侧固定有气缸，所述气缸的活动端通过传动链条与连接板连接，传动链条与扇形托板的圆弧外周贴靠。

所述上臂、下臂及中间滑架通过第二销轴铰接连接。

本发明的有益效果是：

受电弓弓体采用平行四边形搭配类菱形的伞状结构，结构巧妙，效果突出，在排除公差配合的因素，可在理论上保证受电弓绝对的垂直升降；动力方面采用气缸搭配传动链条，由于受电弓上升过程中升弓角度和重力等多方面的因素影响，其受力始终在变化，为了保证在受电弓工作区域内，弓头与接触网的正压力始终恒不变，必须提供一个相应变化的驱动力，经过数据分析得出变驱动力曲线后拟合到传动链条与扇形托板结构，只需气缸来提供恒定拉力，进而通过传动链条对扇形托板提供压力，即可输出变驱动力从而满足弓头要求。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2为伞状结构示意图。

图3、图4为垂直升降原理示意图。

图5为传动链条与扇形托板连接结构示意图。

图中：1.底座，2.下臂，3.上臂，4.中间滑架，5.支撑臂，6.气缸，7.第一销轴，8.连接板，9.第二销轴，10.耳座，11.直线轴承， 12.水平导向轴，13.斜拉臂，14.第三销轴，15.扇形托板，16.传动链条。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，本发明包括底座1，平行设于底座上方的中间滑架4，分别铰接于中间滑架两端与底座之间的下臂2与支撑臂5及铰接于中间滑架的上臂3，其中，支撑臂两端分别通过耳座10与中间滑架及底座铰接连接。

所述下臂与支撑臂相互平行设置，上臂顶端与下臂底端铰接于中间滑架同一端且上臂、下臂相对于中间滑架相互轴对称；所述中间滑架中部固定有水平导向轴12，水平导向轴环套有直线轴承，直线轴承中部与上下两侧对称设有斜拉臂13，上侧的斜拉臂两端分别铰接于直线轴承及上臂；下侧的斜拉臂两端分别铰接于直线轴承11及上臂；斜拉臂及上臂、下臂之间分别通过贯穿的第三销轴14铰接。

所述下臂底端设有驱动机构，驱动机构带动下臂沿其底端与底座的铰接连接处旋转。

优选的，所述下臂底端垂直连接有第一销轴7，第一销轴两端分别与底端对应开有的安装孔铰接连接。

优选的，所述下臂底端固定连接有扇形托板15，扇形托板一端固定连接有连接板8，所述底座一侧固定有气缸6，所述气缸的活动端通过传动链条16与连接板连接，传动链条与扇形托板的圆弧外周贴靠。

优选的，所述上臂、下臂及中间滑架通过第二销轴9铰接连接。

具体工作原理如下：

如图3，整体结构的各动作节点为：下臂与底座的铰接连接点A，上臂的自由端B，中间滑架与支撑臂的铰接连接点C，支撑臂与底座的铰接连接点D，上下侧的斜拉臂共同与直线轴承的铰接连接点E，上侧的斜拉臂与上臂的铰接连接点F，下侧的斜拉臂与下臂的铰接连接点G，上臂、下臂及中间滑架的铰接连接点O。

OA间距与CD间距相等；OC间距与AD间距相等，共同形成一个平行四边形结构OADC，AD//OC，即AD保持水平就可以保证OC一直在保持水平。

所述下臂、上臂、中间滑架通过销轴共同连接于O点，中间滑架内部的直线轴承组件可以沿水平导向轴自由滑动，下臂、上臂通过斜拉臂与直线轴承连接。OF＝OG,EF＝EG，这样下臂、上臂和中间滑架三者形成一种类菱形结构，结合下臂上臂即所谓的伞状结构。

气缸一端与底座通过安装孔固定连接。另一端与连接板连接，气缸提供动力拉动传动链条，传动链条带动对扇形托板提供压力，进而拉动下臂围绕旋转轴线转动，弓体上升。

弓体垂直升降原理:升弓过程中，气缸提供拉力带动OA沿A点顺时针旋转，由于OC始终保持水平，EG内部产生拉力，拉动E沿OC并靠近O 点的方向运动，进而EF内部产生压力，推动OB沿O点逆时针方向旋转，又由于OA＝OB，B点始终在AB直线上向上移动；反之亦然。如同雨伞的开闭过程，对称方向上的伞沿始终在一条直线上，故此弓体命名为伞状垂直升降受电弓弓体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。