具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。

下面对本发明所提供的单滑板受电弓进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

如图2所示，本发明实施例提供一种单滑板高速受电弓，包括：底框架1、升弓驱动装置2、下臂3、上框架4、下拉杆5、弓头7和连接杆8；其中，

所述下臂3下端通过铰接点A铰接在所述底框架1上；

所述升弓驱动装置2设置在所述底框架1上，与所述下臂3下端连接；

所述下拉杆5下端通过铰接点B铰接在所述底框架1上；

所述下臂3上端通过铰接点C与所述上框架4后端铰接；

所述下拉杆5上端通过铰接点D与所述上框架4后端铰接；

所述上框架4前端通过铰接点E与连接杆8铰接，该上框架4前端设置所述弓头7；还包括：

应力突变缓冲式弓头平衡杆6，该应力突变缓冲式弓头平衡杆6一端通过铰接点F与所述下臂3上端铰接，该应力突变缓冲式弓头平衡杆6另一端通过铰接点G与所述连接杆8铰接；

各铰接点之间长度的比例关系为：AB段：BD段：CD段：AC段＝716：1160：288：1590，其中CD段与CE段之间的夹角处于155°～170°；这种几何运动机构的设计可以使得下臂3位于落弓位时闭口迎风角度小于等于0°，同时还能增加升弓驱动装置推力传递系数，在额定升弓气压范围内，受电弓初始升弓抬升力可以增加约40N。

所述底框架1整体呈前低后高设置，与水平面之间的夹角α为3°～4°。

如图3所示，上述受电弓中，所述应力突变缓冲式弓头平衡杆6包括：

连接杆一61、应力突变缓冲装置和连接杆二62；其中，

所述连接杆一61一端经所述应力突变缓冲装置与所述连接杆二62另一端连接，所述连接杆二62能沿所述连接杆一61的长度方向压缩所述应力突变缓冲装置。

上述受电弓中，所述应力突变缓冲装置包括：弹簧安装座一63、直线轴承64、螺旋弹簧一65、螺旋弹簧二68、弹簧推板67和弹簧安装座二66；其中，

所述弹簧安装座二66内固定设置所述直线轴承64，所述直线轴承64固定套设在所述连接杆一61上；

所述弹簧推板67固定设置在所述连接杆一61的一端，并与所述弹簧安装座二66保持间隔；

所述螺旋弹簧一65套设在所述连接杆一61的一端，处于所述弹簧安装座二66与所述弹簧推板67之间；

所述螺旋弹簧二68一端套设在所述弹簧推板67外侧的所述连接杆一61端头上；

所述弹簧安装座一63固定设置在所述连接杆二62一端，该弹簧安装座一63套设在所述螺旋弹簧一65与螺旋弹簧二68外面，能沿所述连接杆一61向所述弹簧安装座二66的方向压缩所述螺旋弹簧一65和螺旋弹簧二68；

所述螺旋弹簧一65的刚度K1大于螺旋弹簧二68的刚度K2。

这种结构的应力突变缓冲装置，使弓头平衡杆具备应力突变缓冲能力，进而能使弓头平衡杆连接的弓头的碳滑板在行车方向具备一定的柔性，避免与接触网硬点接触时造成冲击，弓网动态受流时可以进一步提升接触网结构寿命，解决了现有单滑板受电弓在行车方向无缓冲特性，碳滑板与接触网硬点发生刚性碰撞冲击，导致影响接触网结构寿命的问题。

如图4、5所示，上述受电弓中，所述底框架1包括：

日字形平面框架结构体、多个绝缘子安装座、升弓驱动装置安装座15、下臂安装座16和下拉杆安装座17；其中，

所述日字形平面框架结构体呈前低后高设置，与水平面之间的夹角α为3°～4°；

所述多个绝缘子安装座分布设置在所述日字形平面框架结构体的前端横梁和两根侧梁的后端上；

所述升弓驱动装置安装座15设置在所述日字形平面框架结构体的后端横梁上；

所述下臂安装座16设置在所述日字形平面框架结构体的两个侧梁上，所述下臂安装座16与所述升弓驱动装置安装座15中心孔距离所述后端横梁14的距离H不大于30mm，该下臂安装座16与升弓驱动装置安装座15的水平距离L为500～550mm；

所述下拉杆安装座17设置在所述日字形平面框架结构体的前端横梁12上。

上述受电弓中，所述日字形平面框架结构体是由所述两根侧梁11、所述前端横梁12、中间横梁13和所述后端横梁14连接成的日字形框架结构。

优选的，绝缘子安装座为三个，一个前绝缘子安装座18和两个后绝缘子安装座19，前绝缘子安装座18设置在前端横梁和中间横梁的底部，两个后绝缘子安装座19分设在两个测梁11后端的外侧。

上述受电弓中，所述侧梁11、前端横梁12、中间横梁13和后端横梁14均采用表面已抛光处理的不锈钢梁。底框架整体采用不锈钢焊接成型，各钢梁并进行电解抛光表面处理，解决了现有的受电弓必须通过喷涂进行防腐的要求，在动车组全寿命周期范围无需额外多次返修和喷涂，对环境友好。

如图6、7所示，上述受电弓中，所述下臂3为工字形铸铝一体式结构体，其主体为下臂管32，所述下臂管32的顶端设有与所述上框架4连接的转轴一31，底端设有与底框架1连接的转轴二33；

所述下臂管32的顶端还分别设有导电板35和弓头平衡杆铰接安装座37；

所述下臂管32的底端还分别设有凸轮板34和柔性驱动杆安装座36。

上述的工字形铸铝一体式结构下臂，相对钢材下臂，重量可以降低约20％以上，同时将下臂中的其它结构件(导电板、柔性驱动装置安装座、凸轮板、弓头平衡杆铰接安装座、转轴、下臂管等)采用一体化设计，提升了后期装配和检修效率，并充分利用铝合金耐候特性，解决了现有的受电弓必须通过喷涂进行防腐的要求，在动车组全寿命周期范围无需额外多次返修和喷涂，对环境友好。

上述受电弓中，所述升弓驱动装置2铰接设置在所述底框架1的升弓驱动装置安装座15上；

参见图1，所述弓头7包括：碳滑板、两组垂向弹性装置、两组支撑装配结构71和两根弓角；其中，所述碳滑板设置在所述垂向弹性装置上；

所述两组垂向弹性装置分别通过两组支撑装配结构71连接并固定在所述上框架4左右侧并偏离所述上框架4形成悬臂梁结构；

两根弓角分别设置在两组支撑装配结构71上。

如图8、9所示，上述受电弓中，所述支撑装配结构71包括：

支撑板一711、支撑板二712、托管713、弓角支撑714、第一隔套715、两组第二隔套716和紧固件717；其中，

所述弓角支撑714呈L型结构，其垂直侧板中心部位设有托管安装通孔，所述托管安装通孔两侧各设有一个侧通孔；

所述支撑板一711和支撑板二712均设有与所述弓角支撑714的托管安装通孔、侧通孔相对应的中心通孔和两个侧边通孔；

所述托管713的一端依次穿过所述弓角支撑714、支撑板一711、第一隔套715和支撑板二712并经所述紧固件717紧固连接；

所述支撑板一711与支撑板二712上相对的侧边通孔之间各设置一个第二隔套。

上述支撑装配结构中，所述支撑板一711的板厚为S1；

所述支撑板二712的板厚为S2；

所述第一隔套与第二隔套的长度均为S3；

所述弓角支撑714距离所述托管713端部的距离S≥S1+S2+S3。

综上可见，本发明实施例的单滑板受电弓，通过合理设计受电弓铰接机构参数，使得受电弓在落弓位闭口运行时下臂的迎风仰角处于0°～-2°，降低受电弓在落弓位时的气动抬升力，防止受电弓在过隧道时自行升起现象；另外由于铰接结构杆件组合参数的合理设计，改变了受电弓升弓推力传递系数，在限定的升弓推力范围内，能增加初始升弓抬升力，降低因弓体发生粘接无法正常升弓的故障率。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的单滑板受电弓进行详细描述。

实施例

如图2～9所示，本发明实施例提供一种单滑板受电弓，包括：底框架1、升弓驱动装置2、下臂3、上框架4、下拉杆5、应力突变缓冲式弓头平衡杆6、弓头7和连接杆8；其中，

所述底框架1与下臂3、下拉杆5铰接，形成铰接点A、B；

所述上框架4与下臂3、下拉杆5、连接杆8铰接，形成铰接点C、D、E；

所述弓头平衡杆6与下臂3、连接杆8铰接，形成铰接点F、G；

优选的，各铰接点之间的长度比例关系为：AB:BD:CD:AC＝716:1160:288:1590，其中CD与CE的夹角为155°～170°。

参见图5、6，所述底框架1包括：侧梁11、横梁一12、横梁二13、横梁三14，气管、前绝缘子安装座、两组后绝缘子安装座，升弓驱动装置安装座15，下臂安装座16，下拉杆安装座17；

优选的，侧梁一11、横梁一12、横梁二13、横梁三14组成的一个“日”字形平面框架结构，与水平面夹角α在3°～4°。

具体的，在实际应用中，侧梁一、侧梁二、横梁一、横梁二可以采用60mm×40mm×3mm规格的矩形钢管，横梁三可以采用60mm×60mm×3mm规格的矩形钢管。

进一步的，根据相关计算，采取这种结构的底框架，侧梁一和横梁三的焊缝应力水平可降低40％。

具体的，所述横梁一12前端设有两组下拉杆安装座17。

具体的，所述横梁三14上设有升弓驱动装置安装座15。

具体的，所述侧梁11的中间部位设有下臂安装座16。

优选的，所述下臂安装座16与升弓驱动装置安装座15中心孔距离横梁三14的距离H不大于30mm。

优选的，所述下臂安装座16与升弓驱动装置安装座15水平距离L在500～550mm。

优选的，所述底框架1是通过不锈钢材料焊接成型，焊后表面进行电解抛光处理，这样的好处在于无需增加喷漆从而达到耐候防腐目的，在后期检修维护的时候，也避免了反复进行脱漆、再喷漆的工作，解决了受电弓运行过程中因油漆不良出现底框架1腐蚀的问题，具备环境友好特性。

在一种具体配合方案中，所述底框架1的下臂安装座16与底框架1的升弓驱动装置安装座15水平距离为500～550mm，下臂安装座16的中心低于升弓驱动装置2的30mm处，确保升弓驱动装置2推力位于最佳施力状态。

所述升弓驱动装置2与底框架1铰接，具体的，可以通过柔性传动机构(如钢丝绳、链条等)驱动下臂3的凸轮板旋转实现升弓动作，随着升弓高度改变，自适应调整驱动角度。

参见图6、7，所述下臂3包括：与上框架4铰接的转轴一、下臂管、与底框架1所铰接的转轴二、凸轮板、导电板、柔性传动机构安装座、与弓头平衡杆6铰接安装座。

优选的，下臂3采用铸铝方式将上述零部件进行一体化成型，整体呈对称式“工”字形结构，能简化后期装配，同时铸铝下臂3具备质量轻，耐候性强，终身免喷涂。

优选的，为降低风阻，下臂3的管体为圆形变截面且由上而下逐渐加粗。

参见图3，所述应力突变缓冲式弓头平衡杆6包括：连接杆一61、连接杆二62和应力突变缓冲装置；连接杆一61经应力突变缓冲装置与连接杆二62的一端连接，连接杆二62能通过应力突变缓冲装置向连接杆一61方向相对伸缩。

具体的，应力突变缓冲装置包括：弹簧安装座一66、直线轴承64、螺旋弹簧一65、螺旋弹簧二68、弹簧安装座二63和弹簧推板67；

具体的，所述螺旋弹簧一65的刚度K1大于螺旋弹簧二68的刚度K2；

进一步的，所述螺旋弹簧一65位于下臂3一侧，螺旋弹簧二68位于弓头侧；

所述弹簧安装座一63与连接杆二62连接形成活动端；

所述弹簧安装座一63一端设有弹簧安装座二66；

所述直线轴承64安装在弹簧安装座二66，优选的，可以通过弹簧卡子将直线轴承64固定在弹簧安装座二66内部；

所述螺旋弹簧一65、螺旋弹簧二68安装在弹簧安装座一63内；所述连接杆一61端部还设有弹簧推板67；所述螺旋弹簧一65、螺旋弹簧二68位于弹簧推板67两侧。

具体的，当受电弓闭口方向运行时，若弓头与接触网硬点发生碰撞，连接杆二62被动推动螺旋弹簧二68发生大位移形变缓解吸收这种弓网冲击；反之，当受电弓开口运行时，连接杆二62被动推动螺旋弹簧一65发生大位移形变缓解吸收这种弓网冲击。

参见图1，所述弓头7，包括碳滑板、两组垂向弹性装置、两组支撑装配71、两根弓角；其中，所述两组垂向弹性装置分别通过两组支撑装配结构71连接并固定在弓头7左右侧并偏离上框架4形成悬臂梁结构；

参见图8、9，两组支撑装配结构71的构成相同，均包括支撑板一711、支撑板二712、一根托管713、弓角支撑714、一组第一隔套715(为大隔套)、两组第二隔套716(为小隔套)和紧固件716；其中，

所述弓角支撑714呈“L”型结构，垂直侧板中心部位设有托管安装孔，托管安装孔两侧对称设有一个小通孔作为侧通孔；

所述支撑板一711和支撑板二712的板厚为S1和S2，均设有与弓角支撑714相对应的中心通孔和侧边通孔，支撑板一711和支撑板二712形位尺寸一致；

优选的，所述第一隔套715和第二隔套716为空心圆柱体，二者长度均为S3；

具体的，所述弓角支撑714的垂直侧板中心部位的托管安装孔穿过托管714端部一定距离S后可以通过焊接实现固定，S≥S1+S2+S3；

所述支撑板一711的中心通孔穿过托管713后贴靠弓角支撑714；

所述第一隔套715穿过托管713端部与支撑板一、二711贴靠；

进一步的，所述支撑板二712的中心通孔穿过托管端部后，利用两组紧固件穿过支撑板二712的侧边通孔及两组第二隔套716、支撑板一711的侧边通孔、弓角支撑714的垂直侧板的侧通孔后与弓角支撑714紧固连接。

综上可见，本发明实施例的单滑板高速受电弓，阻力更低，性能优良，有效降低了弓头纵向自由度对弓网(接触网-受电弓)系统的冲击影响，降低了后期的弓网系统检修维护成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。