一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置

文档序号:1839976 发布日期:2021-11-16 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置 (Self-adaptive stable contact power taking device of hybrid power dump truck ) 是由 刘景霞 张富全 赵瑛 王青春 李成成 李成员 王国伟 崔涛 张腾 于 2021-08-18 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置,包括底架,升降装置,下臂,下导杆,上臂,上导杆,自适应弓头;其中在底架上铰接有下臂,下臂的一端连接有升降装置,升降装置驱动下臂以铰接点旋转,在下臂的另一端与上臂的一端铰接;自适应弓头包括与上臂连接的横板,在横板的两侧设有滑轨,在滑轨上方设有顶梁,顶梁通过铰接杆与滑轨铰接,顶梁、铰接杆与滑轨共同组成一个等腰梯形结构;在顶梁和滑轨之间设有弹性部件,顶梁下移使弹性部件产生弹性形变;在顶梁上向下延伸的设有限位杆;其对取电弓进行了结构升级,使其具有一定的缓冲能力,通过缓冲来提升取电弓与电网稳定接触,从而解决上述问题。(The invention discloses a self-adaptive stable contact electricity taking device of a hybrid power dump truck, which comprises a chassis, a lifting device, a lower arm, a lower guide rod, an upper arm, an upper guide rod and a self-adaptive bow head, wherein the chassis is provided with a lifting device; wherein, a lower arm is hinged on the underframe, one end of the lower arm is connected with a lifting device, the lifting device drives the lower arm to rotate by a hinged point, and the other end of the lower arm is hinged with one end of the upper arm; the self-adaptive bow comprises a transverse plate connected with an upper arm, slide rails are arranged on two sides of the transverse plate, a top beam is arranged above the slide rails and is hinged with the slide rails through a hinge rod, and the top beam, the hinge rod and the slide rails form an isosceles trapezoid structure; an elastic component is arranged between the top beam and the slide rail, and the top beam moves downwards to enable the elastic component to generate elastic deformation; a limiting rod is arranged on the top beam in a downward extending manner; the structure of the power-taking bow is upgraded, so that the power-taking bow has certain buffering capacity, and the stable contact between the power-taking bow and a power grid is improved through buffering, so that the problems are solved.)

一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置

技术领域

本申请涉及一种取电弓结构,更具体的说,是涉及一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置。

背景技术

自卸车是指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆;又称翻斗车。由汽车底盘、液压举升机构、货厢和取力装置等部件组成。自卸车在实际生产中具有十分广泛、成熟的应用体系,如在建筑和矿场方面使用较为广泛。

在矿用自卸车领域,目前的动力系统主要是通过内燃机驱动、电驱动、混合动力这三种方式为主,由于近几年我国提倡减少碳排放,而矿用自卸车由于功率非常的大,其排放量也是十分可观的,因此近些年在逐渐研发电驱动、油电混动的驱动方式,而不管是混合动力还是纯电驱动,在对矿用自卸车进行受电时,需要用搭载在其车顶的取电弓对自卸车进行受电,具体的实施方案是在矿厂道路两侧架设电网,取电弓搭载在自卸车的车顶上,通过升降取电弓来对自卸车进行受电。

然而,在实际实施时,矿厂道路并非像有轨列车一样平坦,路面有颠簸,而在取电过程中,遇到颠簸路段时(事实上经常遇到),会导致取电弓与电网之间的接触力瞬间增大或分离,而这种不稳定接触就产生两个问题,第一是接触力增大时,取电弓与电网之间的摩擦力会增大,摩擦力的增大,会倒是电网磨损消耗非常的严重,一旦线路出现“毛茬”将会发生严重的安全隐患。而若两则分离,则会导致连接不稳定就会产生虚接的问题,使自卸车的动力系统不足甚至烧毁的问题,这一问题导致目前的取电弓及其的不稳定。而若采取在矿场修建沥青公路的方式来解决这一问题,其又面临巨大的成本,由于矿用自卸车的吨位十分的大,对于沥青马路的铺设成本是非常昂贵的,而且使用寿命短,实际耗费过于庞大。

发明内容

有鉴于此,本发明目的在于提供一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置,其对取电弓进行了结构升级,使其具有一定的缓冲能力,通过缓冲来提升取电弓与电网稳定接触,从而解决上述问题。

第一方面,本申请提供的一种混合动力自卸车的自适应稳定接触取电装置,包括底架,升降装置,下臂,下导杆,上臂,上导杆,自适应弓头;其中在底架上铰接有下臂,下臂的一端连接有升降装置,升降装置驱动下臂以铰接点旋转,在下臂的另一端与上臂的一端铰接;且在下臂与底座之间连接有下导杆,在上臂两端连接有上导杆,构成取电升降架,通过升降装置使得取电升降架实现上下升降取断电;本申请在此基础上,在上臂的另一端设置有自适应弓头;

自适应弓头包括与上臂连接的横板,在横板的两侧设有滑轨,在滑轨上方设有顶梁,顶梁通过铰接杆与滑轨铰接,顶梁、铰接杆与滑轨共同组成一个等腰梯形结构;在顶梁和滑轨之间设有弹性部件,顶梁下移使弹性部件产生弹性形变;在顶梁上向下延伸的设有限位杆,限位杆可滑动的穿过与横板连接的约束块;在顶梁上设有取电弓。

在具体设置上述滑轨时,滑轨的截面为T型结构,在滑轨的外端凸起上设有限位片,限位片横向设置在滑轨的凸起上,且上表面与滑轨的凸起齐平,下表面与滑轨的贵底之间为镂空状态用以排尘;滑轨的另一端在轨底加工有用以排尘的豁口。

在上述基础上,进一步设置滑轨时,滑轨分为两组,中部由用以安装弹性部件的约束台隔开。约束台的目的是为承载限位杆。

在具体将上述铰接杆时,铰接杆的一端与顶梁的下表面铰接,铰接杆的另一端铰接有滑块,在滑块的下表面设有与滑轨相适配的凹口,滑轨安装在滑轨上,并沿滑轨滑动。

在具体设置上述弹性部件时,弹性部件为弹簧,弹簧上端顶置在顶杆上,弹簧的下端顶置在约束块上。

在具体设置上述限位杆时,在限位杆的下端可调位的设有挡片,通过挡片调节顶梁的弹性硬度。

在具体设置上述约束块时,约束块分为上层和下层,在上层设有用于限位杆穿过的第一通孔,在下层设有第二通孔,第一通孔的孔径大于限位杆的直径4-8mm;第二通孔与限位杆间隙配合装配;在上层和下层之间的取电弓的前行方向设置为敞口结构,且在于敞口的相对端设置为斜收口结构。上层是为作为弹簧顶置的基础面,下层是为用于滤掉限位杆上粘连的尘土,尘土会导致限位杆滑动时产生较大阻力;而下层作用既可以约束限位杆的位置,又以间隙配合的装配方式是的限位杆上的尘土可以被刮到上层与下层的间隙位置处,而该处被刮下来的尘土也需要清理,本申请通过特别设置约束块的结构,使其的刮下来的尘土能够及时的利用前进时产生的风量将其吹掉,解决了尘土导致的限位杆滑动受阻的问题。

本发明的有益效果在于以下几点:

第一、本申请特别设计的自适应弓头,可以做到矿用自卸车在行进路上遭遇颠簸时,能够确保取电弓与电网进行稳定的连接,这里所指的稳定连接指矿用自卸车在遭遇颠簸路段时,利用缓冲机构的设置既不会让取电弓与电网之间产生严重的挤压,也不会让其产生分离,将两者的接触范围的阈值进行了技术放大,在遇到颠簸路段时能够及时的进行自适应调整;众所周知,自卸车遭遇坑洼或者凸起路段时会产生上下方向的颠簸,而当自卸车向上颠簸时,会致使取电弓与电网之发生强行挤压,强行挤压的结果就是导致摩擦力增大,增大的摩擦力使取电弓和电网的磨损就会增加,从而降低了其使用寿命;而当自卸车向下颠簸时,会发生取电弓与电网发生分离的问题,而分离会严重影响供电的稳定性,后果是或动力锐减或烧毁自卸车的电路系统,这些结果都是无法接受的。而稳定连接,这也是电网对取电弓受电时最为重要的问题,也是基础问题。

第二、维持本申请技术有效的前提是:取电弓的上下弹性浮动的顺畅性是基础保障,若取电弓在上下浮动时,若产生卡顿或不顺畅,则会严重衰减本申请的技术效果。在矿场上,尘土飞扬,工况十分的恶劣,因此机械结构的顺畅运转不得不考虑尘土对于其顺畅性的影响;在实际工作过程中发现,在滑轨和限位杆上极易积累尘土,而这两机构均为滑动机构,尘土的积累严重影响其动作的顺畅性,其上下浮动的动作减缓,又会直接拉低其浮动所产生的效果;因此,排尘问题需要进行解决;在对于滑轨的排尘问题上,本申请在滑轨的外端采用特别设置的限位片,解决了排尘问题,在实际实施时发现,滑块的滑动主要会使尘土积聚在滑轨的轨顶和轨底,对于轨顶,本申请限位块的上表面是与轨顶齐平,这样积聚的尘土可以顺利被滑轨“推走”,对于轨底,也是同样的道理可以避免尘土在轨底的堆积,这是其一。其二,由于需要由约束块对限位杆进行位置约束,从而限制顶梁在水平方向上的自由度,然而,限位杆与约束块之间的配合运动,也极易积聚造成取电弓上浮或下浮不顺畅;因此对于该处进行排尘设计,本申请中,将约束块设计为上下两层,上层专为顶置弹簧使用,上层与下层的间隙专为及时清理围绕在限位杆上的尘土所用,既将该处间隙的前进方向端(相当于是间隙的进风口)加工为敞口结构,而间隙的尾端(相当于间隙的排风口)加工为斜收口结构;敞口式的进风口,使得车辆行进时,能够进入更多的风量,而排风口为斜收口结构,那么就会使进入到间隙内的气流在间隙内压力、速度提升,从而实现将限位杆上的尘土“吹走”;斜收口结构确保其吹的远离本申请装置;第二就是由于间隙内的气流流速快,那么气流还会从上层上的第一通孔进入到间隙内,进一步增强间隙内的气流压力,实现及时、有效的将尘土吹走,这是本申请对于限位杆的排尘手段;而若不及时排尘,在限位杆上浮或下浮时,会产生卡顿,导致滑动动作变慢,这是非常影响实际效果的。

附图说明

图1为本发明的自适应弓头搭载在取电架上的示意图。

图2为本发明的自适应弓头结构示意图。

图3为本发明的自适应弓头下浮示意图。

图4为本发明的约束块气流流向原理示意图(剖面图,正面为剖切面)。

图5为本发明的约束块结构立体结构示意图(剖面图,正面为剖切面)。

图中,底架1,升降装置2,下臂3,下导杆4,上臂5,上导杆6,横板8,滑轨9,限位片9.1,豁口9.2,铰接杆10,滑块10.1,顶梁11,弹性部件12,约束块13,上层13.1,下层13.2,间隙13.3,挡片14,限位杆15,取电弓16。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

为了方便理解本申请实施例提供的自适应稳定接触取电装置,下面首先介绍一下其应用场景。

本申请提供的自适应稳定接触取电装置,其主要是应用在无轨的矿用自卸车上;而有轨的电车由于轨道面平整,列车在轨道上不会产生较大幅度的颠簸状态,因此不存在这一问题;而矿用自卸车是无轨的,其所走的路面也是矿场的路面,矿场是不具备铺设柏油马路的,因此路面颠簸是必然的结果,而若要使矿用自卸车能够稳定的从电网上取电,这需要确保取电弓16与电网能够形成稳定的接触,既取电弓16与电网既不能够接触压力过大,也不能虚接;而颠簸路面又会直接产生这两个问题,导致取电弓16与电网接触不稳定,基于这个问题,本申请开发了自适应稳定接触取电装置。

为了清楚的理解本申请技术方案,下面将结合具体实施例和附图对本申请提供的机箱进行详细说明。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解,在本申请以下各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“一个实施例”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。

如图1所示,本申请展示的是自适应弓头搭载在取电架上的示意图,主要包括底架1,升降装置2,下臂3,下导杆4,上臂5,上导杆6,自适应弓头;其中在底架1上铰接有下臂3,下臂3的一端连接有升降装置2,升降装置2驱动下臂3以铰接点旋转,在下臂3的另一端与上臂5的一端铰接;且在下臂3与底座之间连接有下导杆4,在上臂5两端连接有上导杆6,构成取电升降架,通过升降装置2使得取电升降架实现上下升降取断电,构成升降式取电架。目前该升降式取电架结构技术成熟主要是应用在有轨列车上。本申请在此基础上,在上臂5的自由端加装了本身发明的自适应性弓头,就能够使其应用到无轨的电车或混动车辆上,例如矿用自卸车。

如图2、3所示,本申请的自适应弓头包括与上臂5连接的横板8,在横板8的两侧设有T型滑轨9,T型滑轨9对于滑块10.1的约束是最小的,而且可以做到无死角,因此该滑轨9的滑动顺畅性在其他形式中是非常优秀的;在滑轨9上方与滑轨9平行的设有顶梁11,顶梁11通过两组铰接杆10与滑轨9铰接;顶梁11、铰接杆10与滑轨9共同组成一个等腰梯形结构,之所以设置为等腰梯形结构,是为了确保在下压顶梁11时,保持受力相同,受力相同就能确保顶梁11在下移时始终是处于水平状态,保证取电弓16的稳定接触;在顶梁11和滑轨9之间设有弹性部件12,顶梁11下移使弹性部件12产生弹性形变,弹性部件12能够确保顶梁11在不受力时,能够自动向上弹起,而且弹起速度快,延迟小;同时能够使其在受力时,起到缓冲作用;在顶梁11上向下延伸的设有限位杆15,限位杆15可滑动的穿过与横板8连接的约束块13,本申请的限位杆15是为了进一步确保顶梁11在受力或不受力时,能够持续的保持水平上升或下降;在顶梁11上设有取电弓16。在上述基础结构上进行取电时,上升取电弓16与电网接触至弹性部件12被压缩一半的压缩量,在该结构加持下,若自卸车遭遇凸起路段时,能够进一步压缩弹簧来减少取电弓16对电网的冲击,减少两者之间的挤压力,从而降低双向的磨损;而遭遇坑洼路段时,取电弓16会下移,而此时由于弹性部件12的回弹,会确保取电弓16与电网之间始终存在接触,而不会突然中断连接,极大的增强了其连接的稳定性。

在具体将上述铰接杆10时,铰接杆10的一端与顶梁11的下表面铰接,铰接杆10的另一端铰接有滑块10.1,在滑块10.1的下表面设有与滑轨9相适配的凹口,滑轨9安装在滑轨9上,并沿滑轨9滑动。

如图3所示,作为一个实例,本申请产生技术效果的前提时整个机构能够顺畅的运行,而尘土是影响机构顺畅运行的最大问题,尤其是矿区,现场环境极度恶劣,尘土问题是必须要解决的问题,在具体设置上述滑轨9时,在T滑轨9的外端凸起上设有限位片9.1,限位片9.1横向设置在滑轨9的凸起上,且上表面与滑轨9的凸起齐平,下表面与滑轨9的贵底之间为镂空状态用以排尘,限位片9.1既达到了限位作用,又起到了“不阻碍”排尘的效果,既在滑轨9上尘土易与积聚的是在轨顶和轨底,在轨顶积聚的尘土,是因为设置限位片9.1的上表面与轨顶齐平而不会积尘并顺畅排尘,而对于轨底的灰尘,是因为镂空状态能够而能够实现顺畅的排尘;滑轨9的另一端在轨底加工有用以排尘的豁口9.2;而滑块10.1在滑轨9上是前后滑动的,在滑块10.1的两侧的滑轨9上会同样产生灰尘,因此在滑块10.1的两端是面临的同样问题的,因此需要在滑轨9的另一端设置排尘口,本申请排尘是通过豁口9.2将被滑块10.1推到豁口9.2处的尘土漏掉,就解决了积尘问题,确保滑轨9与滑块10.1之间的滑动是顺畅的,不会由于积聚了大量尘土而发生卡顿问题。

如图2、3所示,此外,本申请中考虑到限位杆15的安装,限位杆15安装在顶梁11的中心处时,其在滑动过程中受到约束块13的剪切力是最小的,因此,在上述基础上,进一步设置滑轨9时,滑轨9分为两组,中部由用以安装弹性部件12的约束台隔开。约束台与横板8连接,其对限位杆15会产生水平方向的约束,使其只能够进行上下滑动,而限位杆15的上下滑动,反过来就能够保证顶梁11可以水平的上下滑动。

如图2所示,作为其中一个实施例,在具体设置上述弹性部件12时,弹性部件12为弹簧,弹簧上端顶置在顶杆上,弹簧的下端顶置在约束块13上。

如图2、3所示,作为其中一个实施例,在具体设置上述限位杆15时,在限位杆15的下端可调位的设有挡片14,通过挡片14调节顶梁11的弹性硬度;这是挡片14的其中一个作用,另一个作用就是由于本申请采用的滑轨9是T型滑轨9,因此其与滑块10.1之间是没有互锁的,既两者是可以分离的,而这样设计的目的是为了减少滑轨9对滑块10.1的限制,尽可能的减少两者摩擦面,提升两者的滑动时的顺畅程度,因此,连接顶梁11与横板8的作用就通过挡片14实现的,其能够确保自适应弓头是一个整体。

如图3、4、5所示,作为在一个实施例,不仅要对滑轨9进行排尘,还需要对限位杆15进行排尘,在实际执行时,尘土的积聚会导致限位杆15在约束块13上滑动时,速度变慢,这就导致顶梁11上下滑动时,动作变慢甚至卡在某一状态下无法移动,需要进行人工清理,而由于矿区尘土多,人工清理根本不现实;基于此,本申请的解决本法就是实时、持续的清理,使其不会过量积累,也就不易出现卡顿了;因此在具体设置上述约束块13时,约束块13分为上层13.1和下层13.2,在上层13.1设有用于限位杆15穿过的第一通孔,在下层13.2设有第二通孔,第一通孔的孔径大于限位杆15的直径4-8mm;第二通孔与限位杆15间隙13.3配合装配;在上层13.1和下层13.2之间的取电弓16的前行方向设置为敞口结构,且在于敞口的相对端设置为斜收口结构。上层13.1是为作为弹簧顶置的基础面,下层13.2是为用于滤掉限位杆15上粘连的尘土,尘土会导致限位杆15滑动时产生较大阻力;而下层13.2作用既可以约束限位杆15的位置,又以间隙13.3配合的装配方式是的限位杆15上的尘土可以被刮到上层13.1与下层13.2的间隙13.3位置处,而该处被刮下来的尘土也需要清理,本申请通过特别设置约束块13的结构,使其刮下来的尘土能够及时的利用前进时产生的风量将其吹掉,同时也能吹掉积落在限位杆15上的尘土;解决了尘土导致的限位杆15滑动受阻的问题。具体原理是:上层13.1与下层13.2形成的间隙13.3前进方向端(相当于是间隙13.3的进风口)加工为敞口结构,而间隙13.3的尾端(相当于间隙13.3的排风口)加工为斜收口结构;敞口式的进风口,使得车辆行进时,能够进入更多的风量,而排风口为斜收口结构,那么就会使进入到间隙13.3内的气流在间隙13.3内增压、提速,相当于是产生了压缩空气,从而实现将限位杆15上的尘土“吹走”;斜收口结构确保其吹的远离本申请装置;其巧妙的利用了自卸车前进时产生的风力,并将其增压提速,使灰尘尽可能的别吹走;其次,由于间隙13.3内的气流流速快(相对于外部来说),间隙13.3内的压强就小,那么气流还会从上层13.1上的第一通孔进入(或称为被抽入)到间隙13.3内,进一步增强间隙13.3内的气流压力,实现及时、有效的将尘土吹走,这是本申请对于限位杆15的排尘手段原理。

而本申请在实施时,通过取电架上抬取电弓16时,应当确保弹簧是被压缩一半的压缩量,这样才能够确保在行进时,遭遇颠簸路段时,既达到了缓冲目的,也实现了稳定连接的技术效果。

以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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