阅读说明：本技术 一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置 (Emergency positioning and stopping device for subway shield transport electric locomotive ) 是由 文静 陈献忠 蔡尚松 于 2019-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置。电机车设置在地铁隧道内的轨道上,该电机车的停车装置包括对称设置在电机车尾部两侧触发机构和两轨道外侧设置的触发式的铁鞋翻转机构,触发机构在电机车后溜时同时触发两侧铁鞋翻转机构并使铁鞋翻转机构上设置的防溜铁鞋翻转至与对应轨道顶面接触,防溜铁鞋与电机车轮接触后可脱离铁鞋翻转机构并滑动设置在轨道上；通过在溜车前方位置的两侧轨道上通过触发机构触发铁鞋翻转机构及时将防溜铁鞋翻转至轨道顶面上,电机车轮推动防溜铁鞋一起在导轨上滑动,由于防溜铁鞋与轨道摩擦力面大,大大减缓电机车向后溜车速度直至停车。本发明结构简单,且属于非破坏性制动。(The invention discloses an emergency positioning and stopping device for a subway shield transport electric locomotive. The electric locomotive is arranged on a track in a subway tunnel, the parking device of the electric locomotive comprises trigger mechanisms symmetrically arranged at two sides of the tail of the electric locomotive and trigger type skate overturning mechanisms arranged outside the two tracks, when the electric locomotive slides backwards, the trigger mechanisms simultaneously trigger the skate overturning mechanisms at two sides and enable anti-sliding skates arranged on the skate overturning mechanisms to overturn to be in contact with the top surfaces of the corresponding tracks, and the anti-sliding skates can be separated from the skate overturning mechanisms and arranged on the tracks in a sliding manner after being in contact with wheels of the electric locomotive; triggering the iron shoe turnover mechanism through the triggering mechanism on the rails on the two sides of the position in front of the electric locomotive to timely overturn the anti-slip iron shoes to the top surface of the rails, pushing the anti-slip iron shoes by the electric locomotive wheels to slide on the guide rails together, and greatly reducing the backward speed of the electric locomotive until the electric locomotive is stopped due to the large friction surface between the anti-slip iron shoes and the rails. The invention has simple structure and belongs to non-destructive braking.)

一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置

技术领域

本发明涉及一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置。

背景技术

通盾构机作为当今先进的施工设备，已广泛应用于城市地铁轨道交通的隧道掘进等工程。蓄电池式、新能源锂电车、超级电容式等交流传动工矿电机车是与盾构机配套使用的轨道运输设备，在盾构机掘进的过程中，主要用于运输管片、砂浆、豆砾石等施工材料以及将掘进过程中的渣土运输至隧道口。地铁隧道盾构施工作业时，电机车运行具有轨道坡度大（线路坡度达到40‰），坡道上列车重载频繁起停，要求的刹车距离短等特点，发生溜车的概率非常大，造成现场施工人员受伤或撞击损坏盾构机。

目前，国内许多厂家生产的电机车基本未安装防溜车装置，即使个别电机车安装有防溜车装置，也因为其设计结构不合理等原因在实际使用中起不到防止溜车的作用。

现有紧急防溜车装置常见的三种方式为：一、在电机车1的前端安装有钢板切割成型的防溜车挂钩4，通过车体连接装置3与车体相连接，当出现溜车时，司机通过操作手柄2操作使防溜车挂钩4钩头钩住轨道6中间的轨枕5，达到防止溜车的目的，如附图1所示；二、在电机车1的前端安装有圆柱形状的防溜车插销7，通过第二车体连接装置8与车体相连接，当出现溜车时，司机通过操作手柄2使圆柱形的防溜车插销7***轨道6和轨枕5的中间，达到防止溜车的目的，如附图2所示；三、通过在电机车1两侧中部前方上设置夹紧装置10，在机车溜车的时候，通过控制气缸9带动夹紧装置10夹紧两侧轨道5，达到防止溜车的目的。上述第一和第二种结构的防溜车装置都存在缺陷或者不完善之处，其一、地铁盾构施工铺设的运输钢轨属于临时性质轨道，施工铺轨时往往不使用轨枕而将钢轨直接铺设在轨卡上，挂钩或插销无轨枕可以借力；其二、即使使用轨枕铺设轨道，上述方式也属于破坏性防溜车形式，损坏轨道和电机车设备，甚至出现电机车掉道等更为严重的安全事件；其三、上述装置重复使用非常麻烦，需要重新修复损坏的轨道或电机车设备，以及防溜车装置本身。第三种防溜车结构基本完善，且效果也非常明显，但制造成本高，加工工艺复杂，安装强度要求高，维护检修麻烦。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置。

本发明采用的技术方案是：一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置，包括电机车，电机车设置在地铁隧道内的轨道上，在电机车尾部两侧对称设置触发机构和两轨道外侧设置的触发式的铁鞋翻转机构，所述触发机构在电机车后溜时同时触发两侧铁鞋翻转机构并使铁鞋翻转机构上设置的防溜铁鞋翻转至与对应轨道顶面接触，所述防溜铁鞋与电机车轮接触后可脱离铁鞋翻转机构并滑动设置在轨道上。

优选的，所述触发机构为由伸缩缸推拉触发推杆绕固定铰接点转动的连杆机构。

优选的，所述伸缩缸设置在触控安装架上，所述伸缩缸的伸缩杆端部设置有铰接头，所述铰接头端部与触发推杆一端铰接，所述触发推杆的中部铰接设置在触控安装架上，所述触发推杆的另一端设置为可绕铰接点转动的自由端，由所述触发推杆的自由端触发铁鞋翻转机构实现翻转。

优选的，所述触发推杆包括中间本体和从中间本体向外延伸的铰接杆部，触杆部和挡板部，所述铰接杆部与触杆部平行设置，所述铰接杆部端部与铰接头一端铰接，所述中间本体与触控安装架铰接，所述挡板部垂直铰接杆部和触杆部设置，所述挡板部在伸缩缸拉动触发推杆使触杆部转动到竖直位置时与设置在触控安装架上的限位板接触，所述触杆部的端部设置滚轮，通过滚轮触发铁鞋翻转机构翻转。

优选的，所述铁鞋翻转机构包括可与触发推杆的自由端接触的触发扳机杆， 所述触发扳机杆中下部铰接在主座板上设置的铰接座上，所述触发扳机杆与触发推杆接触端设置为自由端，其另一端与连动杆一端铰接，所述连动杆另一端连接触发杆，所述触发杆通过设置在主座板上的导向座导向，所述触发杆触发扭转装置转动并带动防溜铁鞋翻转。

优选的，所述扭转装置包括均套设在扭转轴上的扭转弹簧、分度轮、摆臂装置；所述摆臂装置套设在扭转轴的一端，所述扭转弹簧设置在分度轮与摆臂装置之间，所述扭转轴的前端和摆臂装置的后端设置在主座板上的安装座上；所述扭转弹簧一端固定在摆臂装置上设置的端面板上可随摆臂装置一起转动，另一端固定在主座板上设置的固定板上，扭转弹簧中间引出部固定在主座板上设置安装板上；所述扭转轴同步带动分度轮和摆臂装置转动，摆臂装置转动时对扭转弹簧扭转的角度通过所述触发杆限定，触发杆对扭转弹簧解除位置限定后由所述摆臂装置同步带动防溜铁鞋翻转。

优选的，所述分度轮包括圆柱小端和圆柱大端，所述圆柱小端的外侧端面绕圆周方向贯穿设置有多个限位孔，所述触发杆***对应限位孔内限定扭转弹簧的扭转位置，所述触发机构带动触发杆从该限位孔内抽出后实现防溜铁鞋翻转。

优选的，所述摆臂装置包括柱体，该柱体外壁上通过连接板连接有套筒，所述套筒与防溜铁鞋上设置的套杆套合，所述套杆可滑动设置在套筒内。

优选的，所述套筒内孔设置为方孔，对应的所述套杆设置为与方孔相适配的方形杆，所述套杆滑动设置在方孔内。

优选的，所述防溜铁鞋包括空心的鞋面壳体，所述鞋面壳体设置在长接触板上，该长接触板与轨道的顶部接触，在长接触板尾部设置有向内折弯的边沿，靠近摆臂装置侧的边沿上设置有套滑动杆，所述滑动杆包括底柱，底柱端部中央设置有所述套杆。

本发明的目的是在电机车溜车时，通过在溜车前方位置的两侧轨道上通过触发机构触发铁鞋翻转机构及时将防溜铁鞋翻转至轨道顶面上，在电机车轮与防溜铁鞋接触时，电机车轮推动防溜铁鞋一起在导轨上滑动，由于防溜铁鞋与轨道摩擦力面大，大大减缓电机车向后溜车速度直至停车。

本发明的有益效果：

1、本发明结构相对简单，成本低；

2、本发明装置控制外部伸缩缸伸缩，由伸缩缸带动触发推杆转动，触发推杆推动触发扳机杆，触发扳机杆使得触发杆从分度轮内抽出，并由扭转弹簧预先的扭转力带动摆臂装置准确翻转至轨道上，没有轴承等润滑装置，不用给油，可以减少维护。

3、本发明装置在电机车后溜时，通过触发防溜铁鞋至轨道上，由防溜铁鞋产生较大的摩擦力来减缓车轮的移动速度直到停止，全过程为非破坏性制动，装置可循环使用。

4、本发明的磨损部件，如弹簧、滚轮等、易于更换，制造成本低。

5、本发明装置具有气控触发装置可自动复位和铁鞋翻转机构灵活定位，适应施工现场；

6、本发明整套装置安装方便，适用于新制电机车及电机车的改造加装。

7、本发明采用触发式控制，响应快速，在轨道上设置有多个铁鞋翻转装置，操作者有足够的反应时间，可避免后溜事故的发生。

附图说明

图1为本发明现有技术中挂钩式防溜装置结构示意图。

图2为本发明现有技术插销式防溜装置结构示图。

图3为本发明现有技术夹紧轨道式防溜装置结构示图。

图4为本发明触发机构与铁鞋翻转机构位置关系示图。

图5为本发明图4的侧视图。

图6为本发明触发机构示图。

图7为本发明图6中A向视图。

图8为本发明铁鞋翻转机构结构示图。

图9为本发明图8侧视图。

图10为本发明摆臂装置结构示图。

图11为本发明图10中B-B剖视图。

图12为本发明触发推杆结构视图。

图13为本发明防溜铁鞋结构视图。

图14为本发明图13侧视图。

图15为本发明分度轮主视图与侧视图。

图中：1、电机车；2、操作手柄；3、车体连接装置；4、防溜车挂钩；5、轨枕；6、轨道；7、防溜车插销；8、第二车体连接装置；9、控制气缸；10、夹紧装置；11、触发机构；12、铁鞋翻转机构；111、伸缩缸；112、触控安装架；113、铰接头；114、触发推杆；115、滚轮；116、铰接点；117、限位板；121、主座板；122、触发扳机杆；123、连动杆；124、导向座；125、触发杆；126、扭转轴；127、分度轮；129、扭转弹簧；130、摆臂装置；131、滑动杆；132、防溜铁鞋；1141、铰接杆部；1142、挡板部；1143、触杆部；1144、中间本体；1211、安装座；1212、铰接座；1213、固定板；1214、固定座；1271、圆柱小端；1272、圆柱大端；1273、限位孔；1301、柱体；1302、套筒；1303、连接板；1304、方孔；1305、端面板；1321、鞋面壳体；1322、长接触板；1323、底柱；1324、套杆；1325、边沿。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参考4-图15所示，本发明的具体结构为，一种用于地铁盾构运输电机车的紧急定位停车装置，包括触发机构11和依靠触发机构11触发的铁鞋翻转机构12，两触发机构11设置在电机车1的尾部两侧，两铁鞋翻转机构12设置在两轨道6外侧，铁鞋翻转机构12主要安装在大坡道位置，在距离坡道顶部往下一定距离和距离坡道底部往上一定距离各布置一个，在两铁鞋翻转机构12安装位置之间设置安全距离，该安全距离不小于30m。其中触发机构11在电机车1发生后溜时，同时触发两侧铁鞋翻转机构12并使铁鞋翻转机构12上设置的防溜铁鞋132翻转至与对应轨道6顶面接触，防溜铁鞋132与车轮接触后可滑动设置在轨道6上随车轮一起滑动，由于防溜铁鞋132与轨道6的接触面积大，依靠其与轨道6之间的摩擦力可大大减缓电机车1向后溜车速度直至停车。

进一步的，如图6所示，触发机构11采用由伸缩缸111推拉触发推杆114绕固定铰接点116转动的连杆机构，通过触发推杆114的转动从而给铁鞋翻转机构12施加触发力。

作为触发机构11的优选方案，该触发机构11包括伸缩缸111，伸缩缸111可采用气缸或者液压缸；该伸缩缸111设置在触控安装架112上，所述的触控安装架112设置在电机车1尾部两侧；伸缩缸111伸缩杆端部与铰接头113一端连接，所述铰接头113另一端与触发推杆114一端铰接，该触发推杆114中部的铰接点116固定在触控安装架112上，所述触发推杆114的另一端在伸缩缸111的推拉过程中绕铰接点116转动。

进一步的，如图12所示，所述触发推杆114包括中间本体1144和从本体向外延伸的铰接杆部1141，触杆部1143，所述铰接杆部1141与触杆部1143平行设置，所述铰接杆部1141端部与铰接头113铰接，所述中间本体1144与触控安装架112铰接，形成一个中部铰接的翘板结构，通过触杆部1143触发铁鞋翻转机构12翻转。

优选的，在中间本体1144上还设置有垂直铰接杆部1141和触杆部1143的挡板部1142，所述挡板部1142在伸缩缸111拉动触发推杆114使触杆部1143转动到竖直位置时与设置在触控安装架112上的限位板117接触，限定触发推杆114的移动位置确保安全。

优选的，如图7所示，在触杆部1143端部设置滚轮115，通过滚轮115滚动触发铁鞋翻转机构12翻转，在触杆部1143端部设置有滚轮座，滚轮115的设置可减少触发时的摩擦力，提高触发效果。

需要说明的是，结合图4与图6，通过触发机构11触发的铁鞋翻转机构12包括可与触杆部1143上设置的滚轮115或者其他触发形式相接触的触发扳机杆122，电机车1在正常行驶过程中伸缩缸111处于收缩状态，即触杆部1143为绕铰接点116转动后的抬起状态，而且触发扳机杆122在正常情况下为向电机车1后溜方向倾斜设置，此时触发扳机杆122与触杆部1143不接触；当遇到紧急情况时，司机通过操作手柄2紧急刹车，伸缩缸111伸出并带动触杆部1143顺时针转动，当挡板部1142与限位板117接触时停止转动，此时，触杆部1143为竖直设置并与触发扳机杆122接触。

进一步的，如图8所示，所述触发扳机杆122中下部铰接在主座板121上设置的铰接座1212上，所述触发扳机杆122与触杆部1143接触端设置为自由端，其另一端与连动杆123一端铰接，所述连动杆123另一端连接触发杆125，所述触发杆125触发扭转装置转动带动防溜铁鞋132翻转；触发扳机杆122可绕铰接座1212上的铰接位置转动，从而牵引连动杆123移动，由连动杆123可带动触发杆125的移动，通过触发杆125的移动触发扭转装置实现铁鞋翻转机构12翻转；所述触发杆125通过设置在主座板121上的导向座124进行导向。

本实施例依靠扭转弹簧129作为扭转部件的扭转装置，除了扭转弹簧129也可通过其他实现相同功能的扭转部件来实现防溜铁鞋132的翻转。

进一步的，所述扭转装置包括套设在扭转轴126上的扭转弹簧129、分度轮127、摆臂装置130以及扭转轴126；所述摆臂装置130套设在扭转轴126的一端，所述扭转弹簧129设置在分度轮127与摆臂装置130之间，所述扭转弹簧129一端固定在摆臂装置130端面板1305上，另一端固定在主座板121上设置的固定板1213上，所述扭转弹簧129中间引出部固定在主座板121上设置的固定座1214上，扭转轴126的一端和摆臂装置130的一端设置在主座板121上的安装座1211上；所述扭转弹簧129通过扭转轴126同步带动分度轮127转动实现扭转，该扭转的角度通过所述触发杆125限定，触发杆125对扭转弹簧129解除位置限定后由所述扭转轴126同步带动摆臂装置130转动从而带动防溜铁鞋132翻转。

优选的，所述分度轮127和摆臂装置130与扭转轴126内孔接触处设置有键，对应分度轮127和摆臂装置130与扭转轴126上均设置有键槽，使得安装方便，同时扭转轴126可同步驱动分度轮127和摆臂装置130。

优选的，如图15所示，所述分度轮127包括圆柱大端1272和圆柱小端1271，所述圆柱大端1272的外侧端面绕圆周方向贯穿设置有多个限位孔1273，所述触发杆125***对应限位孔1273内限定扭转弹簧129的扭转位置，所述触发机构11触发使得触发杆125从限位孔1273内抽出后实现防溜铁鞋132的翻转。

需要说明的是铁鞋翻转机构12未工作状态下，防溜铁鞋132以扭转轴126为轴心旋转，由于扭转弹簧129一端设置在摆臂装置130端面上，另一端固定在主座板121上设置的固定板1213上，故通过旋转防溜铁鞋132转动到适当位置时，扭转弹簧129也随之一起转动发生扭转，而防溜铁鞋132转动时与其连接的摆臂装置130也一起转动，摆臂装置130转动从而带动另一端处设置的分度轮127转动，通过触发杆125***分度轮127上设置的限位孔1273内，限定扭转弹簧129的扭转位置，扭转弹簧129铁鞋翻转机构12未工作状态下产生扭转力；当铁鞋翻转机构12工作时，滚轮115推动触发扳机杆122，触发扳机杆122利用杠杆原理将触发杆125从分度轮127限位孔1273内抽出，扭转弹簧129输出扭转弹簧力0.5秒使防溜铁鞋132翻转准确落位到轨道6的顶部。

优选的，如图10和图11所示，所述摆臂装置130包括柱体1301，所述柱体1301与扭转轴126套合，该柱体1301外壁上通过连接板1303连接有套筒1302，所述套筒1302与防溜铁鞋132下端设置的套杆1324套合，所述套杆1324可滑动设置在套筒1302内。

优选的，如图13与图14所示，所述防溜铁鞋132包括空心的鞋面壳体1321，所述鞋面壳体1321设置在长接触板1322上，该长接触板1322的长度大于鞋面壳体1321的长度，该长接触板1322与轨道6的顶部接触，在长接触板1322尾部设置有向内折弯的边沿1325，用于使长接触板1322在限制在单轨道6上防止朝两侧滑落，靠近摆臂装置130侧的边沿1325上设置有滑动杆131，所述滑动杆131包括底柱1323和底柱1323端部中心设置有套杆1324。

优选的，所述鞋面壳体1321与车轮接触面设置为弧形面，便于车轮与该面接触一起滑动。

优选的，所述套筒1302内孔设置为方孔1304，对应的所述套杆1324设置为与方孔1304相适配套杆1324设置为方杆，所述套杆1324滑动设置在方孔1304内。

需要说明的是，防溜铁鞋132的长接触板1322底面与轨道6顶部接触，由于长接触板1322设置一定长度，可增大与轨道6顶部的接触面积，当车轮与鞋面壳体1302的弧形面接触后，防溜铁鞋132上的套杆1324慢慢从套筒1302内滑出，使得车轮与鞋面壳体1302可一起在轨道6上滑行，由于防溜铁鞋132与轨道6产生较大摩擦可阻挡车轮向前滑动，故大大减缓电机车1向后溜车速度直至停车，属于非破坏式制动。

具体使用时，伸缩缸111以气缸为例，司机操作刹车控制装置操作手柄2或紧急制动按钮，触发机构11的伸缩缸111的上端进入电机车1提供的压缩空气，伸缩杆伸出，推动与之连接的触发推杆114旋转角度降落，在此状态下随电机车1向后溜车移动，当到达铁鞋翻转机构12安装位置时，触发机构11的滚轮115拨动压下铁鞋翻转机构12中的触发扳机杆122，拉动与之连接的连动杆123和触发杆125，触发杆125从分度轮127中抽出，扭转弹簧129输出扭转弹簧力0.5秒使防溜铁鞋132翻转准确落位到轨道6上；电机车1继续向后溜车，当车轮进入防溜铁鞋132，车轮踏面将与轨道6不再接触，防溜铁鞋132托住车轮向后摩擦柔性制动，防溜铁鞋132与钢轨摩擦面大，大大减缓电机车1向后溜车速度直至停车。