一种止挡设备、气动止挡系统及车辆的制作方法

1.本实用新型总地涉及车辆设备的技术领域，更具体地涉及一种止挡设备、气动止挡系统及车辆。


背景技术：

2.止挡连接在车辆的车体和转向架之间，给车辆减振缓冲装置提供过载保护。当垂向或者横向载荷超标的时候，止挡能提供垂向限位或者横向限位作用，保证车辆减振缓冲装置的安全，从而保证车辆的正常运行。
3.使用最为普遍的是兼具减振限位功能的橡胶止挡，但是橡胶止挡不能够在小位移(5mm以下)实现变刚度以实现硬止挡功能。
4.现有的止挡设备大多是基于减振缓冲装置做出的改进。例如，在缓冲弹簧的内部设置刚性件以使得现有的缓冲弹簧具备硬止挡功能，在缓冲弹簧所承受的垂向荷载和横向荷载超过限值时，对缓冲弹簧形成有效的过载保护。但是这种止挡结构的尺寸受限于减振缓冲装置，且易于发生破坏性结构损坏。


技术实现要素：

5.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供一种止挡设备，所述止挡设备包括：
7.限位构件，所述限位构件用于连接至转向架，并通过管路连通至空压机，所述限位构件构造呈凹槽状；
8.挡块，用于连接至车体，所述挡块延伸进入所述限位构件的凹槽内，且所述挡块与所述凹槽之间具有间隙；
9.感测装置，所述感测装置设置于所述挡块和/或所述限位构件，所述感测装置配置为感测所述挡块至所述凹槽之间的间距信息；以及
10.控制装置，所述控制装置与所述感测装置电连接，并用于与所述空压机电连接，并配置为根据所述间距信息控制所述空压机通过所述限位构件向所述挡块与所述凹槽之间的所述间隙内充气。
11.进一步地，所述限位构件的所述凹槽构造为u型槽；所述挡块凸伸入所述u型槽内；其中
12.所述u型槽的左侧壁内设置有左腔室，所述左侧壁上开设有朝向所述挡块的左排气孔；
13.所述u型槽的右侧壁内设置有右腔室，所述右侧壁上开设有朝向所述挡块的右排气孔；
14.所述u型槽的槽底内设置有底腔室，所述槽底上开设有朝向所述挡块的底排气孔；
15.所述左腔室、所述右腔室和所述底腔室之间相互隔离，且所述左腔室、所述右腔室及所述底腔室分别连通至所述空压机。
16.进一步地，所述感测装置包括设置于所述挡块的左侧面处的左侧传感器以及设置于所述挡块的右侧面处的右侧传感器；
17.所述左侧传感器用于感测所述挡块至所述u型槽的所述左侧壁的第一间距，所述右侧传感器用于感测所述挡块至所述u型槽的所述右侧壁的第二间距；
18.所述控制装置配置为在确定所述第一间距小于预设的横向安全间隙阈值时，控制所述空压机向所述左腔室充气，所述控制装置还配置为在确定所述第二间距小于所述横向安全间隙阈值时，控制所述空压机向所述右腔室充气。
19.进一步地，所述横向安全间隙阈值的范围为5mm～10mm。
20.进一步地，所述感测装置包括设置于所述挡块的外端面处的端面传感器，用于感测所述挡块至所述u型槽的所述槽底的第三间距；
21.所述控制装置配置为在确定所述第三间距小于预设的垂向安全间隙阈值时，控制所述空压机向所述底腔室充气。
22.进一步地，所述垂向安全间隙阈值的范围为5mm～20mm。
23.进一步地，所述左腔室通过第一输气管连通至所述空压机，所述第一输气管上设置有第一阀门，所述控制装置控制所述第一阀门开启以实现向所述左腔室内充气；
24.所述右腔室通过第二输气管连通至所述空压机，所述第二输气管上设置有第二阀门，所述控制装置控制所述第二阀门开启以实现向所述右腔室内充气；
25.所述底腔室通过第三输气管连通至所述空压机，所述第三输气管上设置有第三阀门，所述控制装置控制所述第三阀门开启以实现向所述左腔室内充气。
26.进一步地，所述挡块通过第一底座连接至所述车体，所述第一底座位于背离所述限位构件的一侧；并且/或者
27.所述限位构件通过第二底座连接至所述转向架，所述第二底座位于背离所述挡块的一侧。
28.本实用新型还提供了一种气动止挡系统，包括前面所述的止挡设备，还包括空压机；
29.所述空压机用于向所述止挡设备的所述间隙内充气；
30.所述止挡设备的所述控制装置配置为根据所述间距信息控制所述空压机的开启或关闭。
31.本实用新型还提供了一种车辆，包括车体、转向架和前面所述的气动止挡系统，
32.所述止挡设备的所述挡块连接至所述车体；
33.所述止挡设备的所述限位构件连接至所述转向架。
34.根据本实用新型的一种止挡设备，包括挡块、限位构件、感测装置和控制装置，限位构件构造为凹槽状，挡块延伸进入凹槽内，挡块和凹槽之间具有间隙。感测装置设置在挡块和/或限位构件上，用于感测挡块与凹槽之间的间距信息；限位构件管路连通至空压机，控制装置电连接空压机并根据感测装置感测到的间距信息控制空压机向挡块与凹槽之间的间隙充气。本实用新型的止挡设备连接在车辆的车体和转向架之间，通过气体缓冲挡块
与凹槽之间的相互作用力，从而缓冲车体与转向架之间的相互作用。本实用新型的止挡设备，兼具横向止挡和垂向止挡的功能，相比较于现有技术中的止挡，安全性更高，限位效果更好；且本实用新型的止挡设备可以独立于车辆减振缓冲装置、设置在车体和转向架之间，方便灵活安装、拆卸。本实用新型的气动止挡系统及车辆均采用了本实用新型的止挡设备。
附图说明
35.本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，
36.图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的止挡设备的三维轴测图；
37.图2为图1所示的止挡设备的正面视图；
38.图3图1所示的止挡设备的剖面视图；剖面平行于正面。
39.附图标记说明：
40.100：止挡设备110：限位构件
41.111：左侧壁112：右侧壁
42.113：槽底111a：左排气孔
43.111b：左腔室111c：第一输气管
44.112a：右排气孔112b：右腔室
45.112c：第二输气管113a：底排气孔
46.113b：底腔室113c：第三输气管
47.114：第二底座115：第二连接孔
48.120：挡块121：左侧面
49.122：右侧面123：外端面
50.124：第一底座125：第一连接孔
51.130：感测装置131：左侧传感器
52.132：右侧传感器133：端面传感器
53.200：间隙d1：第一间距
54.d2：第二间距d3：第三间距
具体实施方式
55.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
56.为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
57.本实用新型提供一种止挡设备100，如图1、图2和图3所示，根据本实用新型的止挡设备100包括限位构件110、挡块120、感测装置130和控制装置(图中未示出)。限位构件110连接至转向架(图中未示出)，同时限位构件110还与空压机(图中未示出)通过管路连通。如
图2中所示，限位构件110大致构造呈凹槽状。挡块120用于连接至车体(图中未示出)，挡块120延伸进入限位构件110的凹槽内，且挡块120与凹槽之间存在有间隙200。
58.感测装置130设置在挡块120和/或限位构件110上。感测装置130用于感测挡块120至限位构件110的凹槽之间的间距信息。换句话说，感测装置130能够测量挡块120的表面与凹槽的内表面之间的间距大小。可以理解，可以在挡块120上设置感测装置130，也可以在限位构件110上设置感测装置130。例如将感测装置130设置在挡块120或者凹槽上，以探测凹槽的内表面与挡块120的表面之间的间距值。或者也可以在凹槽和挡块120上分别设置感测装置130。或者，还可以将感测装置130中的发射装置设在凹槽上，而将感测装置130中的接收装置设在挡块120上。
59.控制装置与感测装置130电连接，并且控制装置还与空压机电连接。控制装置能够获取感测装置130测得的间距信息，并能够根据间距信息对应控制空压机通过限位构件110向挡块120与凹槽之间的间隙200内充气。
60.根据本实用新型的止挡设备100，其原理在于，凹槽状的限位构件110本身能够起到限制挡块120在限位构件110内的横向运动和垂向运动。而感测装置130和控制装置要实现的作用在于监测和控制挡块120在限位构件110内的横向运动和垂向运动。在挡块120与限位构件110的间隙200过小的情况下，通过气动(空压机向间隙200内充气)的方式调整挡块120与限位构件110之间的间距。以缓和挡块120和凹槽之间的力的作用，避免挡块120和凹槽之间发生激烈碰撞，从而避免车体与转向架之间产生较大的横向位移或垂向位移。
61.参见图2和图3，根据本实用新型的一个优选实施方式，限位构件110的凹槽具体构造呈u型槽状。挡块120构造呈方形柱状，挡块120凸伸入u型槽内。
62.u型槽的左侧壁111内设置有左腔室111b，左侧壁111上开设有朝向挡块120的左排气孔111a。左排气孔111a与左腔室111b连通。左排气孔111a有多个，阵列分布在左侧壁111上，并且左排气孔111a正对挡块120的左侧面121。
63.u型槽的右侧壁112内设置有右腔室112b，右侧壁112上开设有朝向挡块120的右排气孔112a。右排气孔112a与右腔室112b连通。右排气孔112a有多个，阵列分布在右侧壁112上，并且右排气孔112a正对挡块120的右侧面122。
64.u型槽的槽底113内设置有底腔室113b，槽底113上开设有朝向挡块120的底排气孔113a。底排气孔113a与底腔室113b连通。底排气孔113a有多个，阵列分布在槽底113内壁，并且底排气孔113a正对挡块120的外端面123。
65.如图3所示，左腔室111b、右腔室112b和底腔室113b之间相互隔离不连通。左腔室111b、右腔室112b和底腔室113b分别连通空压机。这样可以更好地调整向挡块120吹气的方向，从而调整向挡块120的施力方向，以实现调整挡块120与限位构件110的相对位置。
66.参见图3，感测装置130包括设置于挡块120的左侧面121处的左侧传感器131，左侧传感器131可以感测挡块120至u型槽的左侧壁111的第一间距d1。并且左侧传感器131把感测获取的第一间距d1传输给控制装置。控制装置被配置为在确定第一间距d1小于预设的横向安全间隙阈值时，能够控制空压机向左腔室111b内充气，左腔室111b内气体进而通过左排气孔111a排向间隙200。可以理解，此处所述的“预设的横向安全间隙阈值”是本领域技术人员预先设定的一个安全范围，本领域技术人员能够根据实际情况具体设定。
67.可以理解，当第一间距d1大于或等于预设的横向安全间隙阈值时，控制装置能够
控制空压机不向左腔室111b内充气。
68.根据本实用新型的实施方式，横向安全间隙阈值的取值范围为5mm～10mm。
69.优选地，横向安全间隙阈值为5mm。即当第一间距d1小于5mm时，说明挡块120与左侧壁111之间的间距过小。此时，控制装置控制空压机向左腔室111b内充气，并经过左排气孔111a吹向挡块120的左侧面121，给挡块120施加推力使其向右侧壁112的方向运动，以实现增大挡块120与左侧壁111之间的间距(即第一间距d1)。
70.同样地，在挡块120的右侧面122处设置有右侧传感器132，右侧传感器132作为感测装置130用于感测挡块120至u型槽的右侧壁112的第二间距d2。右侧传感器132进而将感测获取的第二间距d2传输给控制装置。第二间距d2小于横向安全间隙阈值时，控制装置控制空压机向右腔室112b内充气，右腔室112b内气体通过右排气孔112a排向间隙200。从而给挡块120的右侧面122施加推力，使挡块120与右侧壁112之间的间距增大。应该理解，当第二间距d2大于或等于横向安全间隙阈值时，控制装置能够控制空压机不向右腔室112b内充气。
71.感测装置130还包括设置于挡块120的外端面123处的端面传感器133，用于感测挡块120至u型槽的槽底113的第三间距d3，还用于将第三间距d3传输给控制装置。控制装置配置为在确定第三间距d3小于预设的垂向安全间隙阈值时，控制空压机向底腔室113b内充气，底腔室113b内气体通过底排气孔113a排向间隙200。从而给挡块120的外端面123施加推力，使挡块120与槽底113之间的间距增大。
72.应该理解，垂向安全间隙阈值同样是本领域技术人员预先设定的一个安全范围。当第三间距d3大于或等于预设的垂向安全间隙阈值时，控制装置能够控制空压机不向右腔室112b内充气。
73.根据本实用新型的实施方式，垂向安全间隙阈值的取值范围为5mm～20mm。优选为10mm。
74.可以理解，前面所述的间距信息包括挡块120至u型槽的左侧壁111的第一间距d1、挡块120至u型槽的右侧壁112的第二间距d2以及挡块120至u型槽的槽底113的第三间距d3。
75.根据本实用新型的具体实施方式，左侧传感器131、右侧传感器132和端面传感器133均采用位移传感器。位移传感器将采集到的包含间距信息的信号传输给控制装置，控制装置对该信号进行解析从而获取对应的间距信息。在本实用新型的其他实施方式中，也可以采用其他能够实现距离测量的设备作为感测装置130。
76.限位构件110具体通过输气管连接至空压机的输出端，输气管上设置阀门。控制装置通过控制阀门的开启以实现向间隙内充气，控制装置通过控制阀门的关闭以实现断开向间隙内充气。
77.根据图示实施方式，左侧壁111的左腔室111b通过第一输气管111c连接至空压机，第一输气管111c上设置有第一阀门(图中未示出)。控制装置通过第一阀门控制开启第一输气管111c，实现从左排气孔111a向挡块120的左侧面121排出气体。
78.右侧壁112的右腔室112b通过第二输气管112c连接至空压机，第二输气管112c上设置有第二阀门(图中未示出)。控制装置通过第二阀门控制开启第二输气管112c，实现从右排气孔112a向挡块120的右侧面122排出气体。
79.槽底113的底腔室113b通过第三输气管113c连接至空压机。第三输气管113c设置
有第三阀门(图中未示出)。控制装置通过第三阀门控制开启第三输气管113c，实现从底排气孔113a向挡块120的外端面123排出气体。
80.回到图1，挡块120具体是通过第一底座124连接至车体，第一底座124上开设有用于连接车体的第一连接孔125。第一底座124位于背离限位构件110的一侧。
81.限位构件110通过第二底座114连接至转向架。第二底座114位于背离挡块120的一侧，第二底座114连接在槽底113的外侧面上。第二底座114上开设有用于连接转向架的第二连接孔115。
82.优选地，第一底座124与挡块120为一体成型。这样，挡块120与车体的连接更可靠。
83.本实用新型还提供一种气动止挡系统，包括前面的止挡设备100，还包括空压机。空压机通过输气管连通止挡设备100，并能够通过止挡设备100的限位构件110向止挡设备100的间隙200内充气。具体地，控制装置与空压机电连接，控制装置通过电信号控制空压机的开启或者关闭。
84.可以理解，当根据感测装置130所感测的间距信息判断需要向间隙200内充气时，控制装置控制空压机开启。
85.具体地，如果第一间距d1(或第二间距d2)小于预设的横向安全间隙阈值，控制装置控制空压机开启，并且控制装置控制第一阀门(或第二阀门)打开。如果第三间距d3小于预设的垂向安全间隙阈值，控制装置控制空压机开启，并且控制装置控制第三阀门打开。
86.本实用新型还提供一种车辆，包括车体、转向架和前面的止挡设备100。其中，止挡设备100的挡块120连接至车体，止挡设备100的限位构件110连接至转向架。
87.根据本实用新型的一个具体实施方式。车辆的车体与转向架之间还连接有弹簧和减振器(图中未示出)。弹簧起承载作用并吸收振动，减振器衰减车辆的振动，止挡设备100主要起到(车体与转向架之间)垂向限位和横向限位作用。
88.在车辆正常行驶时，通过挡块120上的感测装置130对限位构件110与挡块120的垂向间隙(即第三间距d3)和横向间隙(即第一间距d1、第二间距d2)进行监测。
89.限位构件110与挡块120的初始垂向间隙预设为30mm，当限位构件110与挡块120的初始垂向间隙范围为d3≥10mm时，控制装置控制空压机不对底腔室113b充气，挡块120与限位构件110垂向(即朝向限位构件110的槽底的方向)之间无相互作用力。
90.限位构件110与挡块120的初始横向间隙预设为25mm，当限位构件110与挡块120的初始横向间隙范围满足第一间距d1(或第二间距d2)≥5mm，控制装置控制空压机不对左腔室111b(或右腔室112b)充气，挡块120与限位构件110横向之间无相互作用力。
91.当车辆正常行驶当车辆发生超载或漏气时，挡块120上的端面传感器133监测到限位构件110与挡块120的垂向间隙小于10mm，控制装置接收来自挡块120上端面传感器133监测到的第三间距d3的值传输给控制装置，控制装置控制空压机对底腔室113b充气，底腔室113b内气压升高，气体从底排气孔113a排出，与挡块120产生相互作用力，抵消来自车体重力影响，阻止限位构件110与挡块120相接触，防止车辆出现因超载或者弹簧失效而发生车体与车桥接触。
92.通过本实用新型的止挡设备100在车辆超载或者车体与转向架之间的弹簧失效时候的实现车辆垂向限位，同时可减少由于车辆超载时垂向运动产生的异响，使车辆能够正常运行。限位构件110与挡块120之间的横向限位通过相似原理实现，确保在车辆的车体相
对转向架而言横向位移过大，或者车体与转向架之间的弹簧失效时能够对车辆进行横向限位。
93.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。并且，在未作相反说明的情况下，本文中出现的诸如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“垂直”、以及“水平”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，并非为对该术语的限制。
94.本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
95.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。