一种轨道车辆转向架及其障碍物和脱轨检测装置安装臂的制作方法

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别是轨道车辆的障碍物和脱轨检测装置安装臂。本发明还涉及设有所述安装臂的轨道车辆转向架。

背景技术：

障碍物和脱轨检测装置通常安装在列车的头、尾车前端，当列车触碰障碍物或发生脱轨时，该装置会报警并触发列车实施紧急制动，可提高全自动驾驶列车的行车安全性，降低事故后果的严重性。

如图1所示的一种排障装置，包括碰撞杆10、一对动作部件2a、2b、一对支承部件3a、3b以及一对框架4a、4b，排障装置1a构成为高刚性，碰撞杆10较为粗壮，左侧动作部件2b、支承部件3b以及框架4b与右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a对称，具有与右侧的动作部件2a、支承部件3a以及框架4a相同的结构，支承部件3a的主板31与框架4a接合，支承部件3a也可以通过螺栓b2而固定在框架4a上，左侧动作部件2b和右侧的动作部件2a的旋转轴的各端部通过螺栓和螺母固定在承受板33上。

该结构的框架4a、4b由顶板、底板和位于顶板和底板两侧的腹板构成，根部与构架相连接，其结构强度有限，可靠性和稳定性较差，在长期使用过程中容易出现安全风险。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构强度高且性能稳定可靠的障碍物和脱轨检测装置安装臂。

本发明的另一目的是提供一种设有所述安装臂的轨道车辆转向架。

为实现上述目的，本发明提供一种障碍物和脱轨检测装置安装臂，包括顶板、底板和固定板；所述固定板垂向布置，其上开设有用于与构架相连接的连接孔；所述顶板的一端连接于所述固定板偏向上部的位置，所述顶板的另一端向前下方延伸；所述底板的一端连接于所述固定板偏向下部的位置，所述底板的另一端先向前下方延伸再向前延伸后连接于所述顶板；所述顶板和底板之间设有左副板和右副板，所述固定板、顶板、底板、左副板和右副板焊接连接形成封闭的箱型结构，且所述左副板和右副板分别从所述顶板和底板的左右两边向内缩进。

优选地，所述顶板和底板与所述固定板相连接的一端分别向左右两侧逐渐加宽，其加宽部分与未加宽部分之间设有过渡的弧形部位。

优选地，所述顶板和底板均包括垂向部分，其与所述固定板相连接的一端与垂向部分之间设有过渡部分，所述过渡部分呈斜面或弧面形状。

优选地，所述顶板与底板之间的间距从与所述固定板相连接的一端至所述垂向部分逐渐变窄，所述左副板和右副板上部的宽度从与所述固定板相连接的一端向下逐渐变窄。

优选地，所述顶板的垂向部分设有分别向左右两侧加宽的部位，并设有至少部分位于加宽部位的左连接部和右连接部，在横向方向上，所述左连接部位于所述左副板的外侧，所述右连接部位于所述右副板的外侧。

优选地，所述左副板和右副板位于所述顶板和底板垂向部分之间的板体分别从左右两侧向内进一步缩进，使所述左副板和右副板在该部位的横向间距变小。

优选地，所述顶板的垂向部分与所述左副板之间所形成的直角区域设有左加强板，所述顶板的垂向部分与所述右副板之间形成的直角区域设有右加强板。

优选地，所述左连接部和右连接部分别包括叠置于所述顶板的连接板，所述连接板上设有连接孔和用于配合定位的凸起部位或凹进部位。

优选地，所述连接板上设有上连接孔和下连接孔，所述凸起部位或凹进部位处于所述上连接孔和下连接孔之间的位置。

优选地，所述固定板的背面设有凸起的防转部位。

优选地，所述防转部位呈凸起的多边形、椭圆形或外缘部具有切去部分的圆形。

优选地，所述底板包括焊接连接的上底板和下底板，所述上底板的厚度大于所述下底板。

为实现上述另一目的，本发明提供一种轨道车辆转向架，包括转向架本体、安装臂和障碍物和脱轨检测装置，所述安装臂固定于所述转向架本体前端，所述障碍物和脱轨检测装置设于所述安装臂，所述安装臂为上述任一项所述的障碍物和脱轨检测装置安装臂。

优选地，障碍物和脱轨检测装置的安装架，包括背板和两个竖向设置的支撑板，两所述支撑板相互平行，且所述支撑板的后端与所述背板固定连接；

两个所述支撑板之间的距离与障碍物和脱轨检测装置的形变元件的宽度相适配；

所述形变元件包括本体部、自所述本体部一端向下弯折的第一弯折部以及自所述本体部另一端向下弯折的第二弯折部；

还包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件安装于两个所述支撑板前侧的上端之间，所述第二限位件安装于两个所述支撑板前侧的下端之间；

所述第一限位件用于支撑所述本体部与所述第一弯折部的连接处，所述第二限位件用于与所述第一弯折部的前侧面相抵接；

所述第二限位件具体为平板结构。

本发明所提供的障碍物和脱轨检测装置安装臂主要由固定板、顶板、底板、左副板和右副板构成，而且，固定板、顶板、底板、左副板和右副板焊接连接形成封闭的箱型结构，且左副板和右副板分别从顶板和底板的左右两边向内缩进，整个安装臂呈向前下方延伸的形状，使用时通过固定板与构架连接，障碍物和脱轨检测装置则安装于顶板的下端，由安装臂承载障碍物和脱轨检测装置的重量，其结构强度高，具有更好的可靠性和稳定性，可避免在长期使用过程中出现的安全隐患。

本发明所提供的轨道车辆设有上述障碍物和脱轨检测装置安装臂，由于所述安装臂具有以上技术效果，则设有该安装臂的轨道车辆转向架，也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为一种铁道车辆的排障装置的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种障碍物和脱轨检测装置安装臂的结构示意图；

图3为图2中所示障碍物和脱轨检测装置安装臂在另一视角下的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的障碍物和脱轨检测装置安装架的结构示意图；

图5为图4所示障碍物和脱轨检测装置安装架在另一视角下的结构示意图；

图6为图4中所示形变元件的结构示意图。

图1中：

1a.排障装置2a、2b.动作部件3a、3b.支承部件4a、4b.框架10.碰撞杆31.主板33.承受板

图2至图6中：

1.顶板2.底板21.上底板22.下底板3.固定板31.左连接孔32.右连接孔4.左副板5.防转部位6.斜面7.弧形部位8.连接板9.连接孔10.凹进部位11.左加强板

100.背板110.安装孔120.固定孔130.凸台200.支撑板220.弧形部位300.第一限位件400.第二限位件500.加强筋板600.形变元件610.本体部620.第一弯折部630.第二弯折部

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图2、图3，图2为本发明实施例公开的一种障碍物和脱轨检测装置安装臂的结构示意图；图3为图2中所示障碍物和脱轨检测装置安装臂在另一视角下的结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明提供的障碍物和脱轨检测装置安装臂，主要由顶板1、底板2、固定板3、左副板4和右副板(由于遮挡图中未示出)构成，顶板1的一端连接于固定板3偏向上部的位置，顶板1的另一端向前下方延伸；底板2的一端连接于固定板3偏向下部的位置，底板2的另一端先向前下方延伸再向前延伸后连接于顶板1；顶板1和底板2之间设有左副板4和右副板，顶板1、底板2、固定板3、左副板4和右副板焊接连接形成封闭的箱型结构，且左副板4和右副板分别从顶板1和底板2的左右两边向内缩进一定距离，整个安装臂呈向前下方延伸的形状，使用时通过固定板3与转向架连接，障碍物和脱轨检测装置则安装于顶板1的下端，由安装臂承载障碍物和脱轨检测装置的重量。

固定板3垂向布置，其板面在安装时垂直于车体的纵向方向，固定板3上开设有连接孔，以通过螺栓与构架固定连接，固定板3上的连接孔包括两个左连接孔31和两个右连接孔32，左连接孔31位于左副板4的外侧，右连接孔32位于右副板的外侧。

固定板3的背面在中央位置设有凸起的防转部位5，此防转部位5呈凸起的八边形形状，中间设有减重孔，在安装时，固定板3除了通过螺栓与构架固定之外，还通过防转部位5与构架上的四方孔相配合。这样，即使螺栓失效，安装臂也不会相对于构架发生转动，从而保证了障碍物和脱轨检测装置的稳定性，同时，通过防转部位5与四方孔的配合还能够减轻螺栓的负担，使螺栓的连接性能更加可靠、稳定。

可以理解，防转部位5的形状并不局限于八边形，还可以呈四边形、六边形、椭圆形或切去一部分的圆形，或者，防转部位5并不是单体结构，而是分为多个不同的凸起结构，通过与构架上数量相对应的孔位相配合，同样能够实现防转功能。

顶板1和底板2均包括垂向部分，其与固定板3相连接的一端与垂向部分之间设有过渡部分，此过渡部分可以是斜面6也可以是弧面形状，顶板1和底板2与固定板3相连接的一端分别向左右两侧逐渐加宽，其加宽部分与未加宽部分之间设有过渡的弧形部位7。

顶板1与底板2之间的间距从与固定板3相连接的一端至垂向部分逐渐变窄，左副板4和右副板呈上宽下窄的形状，其上部的宽度从与固定板3相连接的一端向下逐渐变窄。

顶板1的垂向部分设有左连接部和右连接部，并设有分别向左右两侧加宽的部位，同时，左副板4和右副板位于顶板1和底板2垂向部分之间的板体分别从左右两侧向内进一步缩进，使左副板4和右副板在该部位的横向间距变小。这样，在横向方向上，可以使左连接部向左偏移一定距离，位于左副板4的外侧，使右连接部向右偏移一定距离，位于右副板的外侧。

左连接部和右连接部分别包括叠置于顶板1的连接板8，连接板8的一部分位于顶板1加宽的部位上，连接板8上设有连接孔9和用于配合定位的凹进部位10，连接板8上的连接孔9分为上连接孔和下连接孔，凹进部位10处于上连接孔和下连接孔之间的位置，在安装时，此凹进部位10与障碍物和脱轨检测装置上的凸起部位嵌套配合，障碍物和脱轨检测装置的重量主要通过此凹凸配合结构传递给安装臂，连接螺栓主要起固定作用，避免了连接螺栓承受过大的剪切力。

顶板1上设有定位孔，连接板8的背面设有对应于连接孔9的并由连接孔9贯通的定位柱，连接板8与顶板1焊接连接后，其定位柱嵌入顶板1的定位孔，固定板3上的左连接孔31和右连接孔32的横向间距大于顶板1上的左边连接孔9和右边连接孔9的横向间距。

为了提高安装臂的结构强度，在顶板1的垂向部分与左副板4之间所形成的直角区域设有左加强板11，在顶板1的垂向部分与右副板之间形成的直角区域设有右加强板(由于遮挡图中未示出)，左加强板11和右加强板大体呈直角三角形，其斜边部位设计成内凹的弧形。

底板2包括上底板21和下底板22，由上底板21和下底板22拼焊形成，其中，上底板21的厚度为8mm左右，下底板22的厚度为6mm左右，即上底板21的厚度大于下底板22。如此，既满足结构强度要求，又能够减轻安装臂的整体重量，实现产品轻量化。

顶板1、底板2可以分别是一块整板，也可以由多块板拼焊形成，如果由多块板拼焊形成，则其应力分布处(弧形部位等)应该与焊缝、变截面位置相互错开，以提高焊接连接后的结构强度，避免因焊缝、变截面位置与应力分布处相重合而导致结构强度变弱。

本发明通过进一步优化安装臂的结构，使安装臂受力更加合理，结构强度更高，可避免焊缝撕裂，安装臂与构架定位更加可靠，即使螺栓失效，安装臂也不会转动，而且，由于固定侧设计有凹凸配合结构，可有效防止用于安装障碍物和脱轨检测装置的螺栓受剪切力，从而提高连接的可靠性和安全性。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将连接板8上的凹进部位10替换为凸起部位，在安装时，与障碍物和脱轨检测装置上的凹进部位相配合，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述障碍物和脱轨检测装置安装臂，本发明还提供一种轨道车辆转向架，包括转向架本体、安装臂和障碍物和脱轨检测装置，其安装臂固定于转向架本体的前端，障碍物和脱轨检测装置设于安装臂，其中，安装臂为上文中的障碍物和脱轨检测装置安装臂。

请参考图4至图6，图4为本发明实施例公开的障碍物和脱轨检测装置安装架的结构示意图；图5为图4所示障碍物和脱轨检测装置安装架在另一视角下的结构示意图；图6为图4中所示形变元件的结构示意图。

障碍物和脱轨检测装置的安装架包括背板100和两个竖向设置的支撑板200，两个支撑板200相互平行，且支撑板200的后端与背板100固定连接。

其中，两个支撑板200之间的距离与障碍物和脱轨检测装置的形变元件600的宽度相适配。

形变元件600通常选用板簧，大体呈倒u形结构，具体地，形变元件600包括本体部610、自本体部610的一端向下弯折的第一弯折部620和自本体部620的另一端向下弯折的第二弯折部630。

该安装架还包括第一限位件300和第二限位件400，其中，第一限位件300安装于两个支撑板200前侧的上端之间，第二限位件400安装于两个支撑板200前侧的下端之间。

第一限位件300用于支撑形变元件600的本体部610与第一弯折部620的连接处，第二限位件400用于与第一弯折部620的前侧面相抵接，第二限位件400具体为平板结构，也就是说，第二限位件400与形变元件600的第一弯折部620面接触。

装配时，形变元件600位于两个支撑板200之间，其本体部610与第一弯折部620的连接处搭接于第一限位件300，第一弯折部620的前侧面与第二限位件400相抵接。

实际装配时，形变元件600的第一弯折部620的下端与碰撞横梁连接，第一弯折部620的下端设有用于与碰撞横梁连接的连接通孔；安装架的背板100与轨道车辆转向架连接，从而使得形变元件600连接于碰撞横梁和转向架之间，在轨道车辆运行中能够感知碰撞横梁的振动而在相应方向上发生形变。

该安装架中，对形变元件600进行纵向限位的第二限位件400为平板结构，这样，形变元件600的第一弯折部620与第二限位件400为面接触，与常用的限位销轴结构相比，接触面积增大，接触应力相应减小，平板结构与限位销轴结构相比，连接结构简单，且能够缩小安装架在纵向方向也就是前后方向上的尺寸。

具体的方案中，第一限位件300为限位管，因限位管为空心结构，所以也能够在一定程度上降低安装座的重量。

具体地，两个支撑板200的前侧的上端设有位置对应的通孔，限位管具体固插于两个通孔，也就是说，限位管与两个支撑板200固定连接，限位管相对固定，可消除因其转动对形变元件600造成的影响。

具体的方案中，两个支撑板200的前侧面的下端设有位置对应的凹槽，第二限位件400固嵌于两个凹槽内，具体可通过焊接的方式或者铆接的方式与两个支撑板200固定。

实际设置时，可以通过结构设置，比如通过限制第一弯折部620与本体部610之间的角度，或者第一限位件300的前端与第二限位件400的后端在前后方向上的距离，而使形变元件600与第一限位件300、第二限位件400之间形成预压力，以提高对形变元件600的约束效果。

具体地，为了提高形变元件600的预压力，其第二弯折部630可与背板100相抵接，并通过螺栓等紧固件与背板100连接。

图示方案中，背板100上具体开设有六个固定孔120，六个固定孔120排列呈两列，每列三个固定孔120，形变元件600的第二弯折部630对应设有六个螺栓孔，第二弯折部630具体可通过六个螺栓与背板100连接。

可以理解，第二弯折部630与背板100的连接通孔的数目可以根据需要来设置，不限于图中所示。

具体地，为使形变元件600与第一限位件300更好的配合，形变元件600的本体部610与第一弯折部620之间通过弧形段过渡。

该实施例中，支撑板200的后端具体通过焊接的方式与背板100固定连接，简便可靠。

具体的方案中，每个支撑板200与背板100相连接的后端分别向上下两侧逐渐加宽设置，且加宽部分与未加宽部分之间设有过渡的弧形部位220，如此可延长支撑板200与背板100的连接位置，提高安装架的结构强度。

在此基础上，支撑板200后侧的上下两端部与背板100之间均固设有加强筋板500，加强筋板500位于支撑板200的外侧。这样，可进一步提高支撑板200与背板100连接部位的强度，提高安装架所承受垂向冲击的能力。

背板100上还开设有安装孔110，以便于通过安装孔110将安装架安装于转向架。

该实施例中，在背板100位于两个支撑板200外侧的部分均开设有安装孔110，且每侧的安装孔110位于同侧的两加强筋板500之间。

这样设置后，安装架的应力主要由母材承受而非连接焊缝承受，可大幅提高安装架的整体结构，在此基础上，可适当减少支撑板200和背板100的厚度，降低整体重量，从而降低安装架整体对转向架的冲击，改善转向架的受力状况。

图示方案中，背板100的每个支撑板200外侧的部分均设有两个安装孔110，实际设置时可根据需要调整安装孔110的数目。

具体的方案中，两个支撑板200相对背板100的竖向中心线对称布置，这样，背板100受力相对均衡，安装架整体结构非偏心设置，整体受力相对均衡。

该实施例中，背板100的后侧板面还设有向后凸出的凸台130，该凸台130用于与构架连接的安装臂相配合。

安装臂的顶板1上设置有与安装架的背板100的安装孔110对应的连接孔9，两者可通过螺栓连接以实现安装架与安装臂的连接。

背板100的后侧板面设置与安装臂相配合的凸台130结构，一方面可以定位安装架与安装臂的相对位置，另一方面可以防止背板100与安装臂的连接螺栓受剪切力，提高整个结构的稳定性和可靠性。

具体的方案中，背板100的后侧板面具体设有两个凸台130，两个凸台130分别位于两支撑板200的外侧设置，且每侧的凸台130位于同侧的两个安装孔之间，更具体地，两个凸台130相对背板100的中心大体对称设置，以使背板100受力更均衡。

具体到安装臂上，顶板1的下端设有两个连接板8，每个连接板8沿竖向设有两个连接孔9，分别与安装架的背板100的安装孔110的位置对应，连接板8的两个连接孔9之间形成凹进部位10，该凹进部位10与背板100上对应的凸台130相配合。

有关轨道车辆转向架的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的轨道车辆转向架及其障碍物和脱轨检测装置安装臂进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。