列车脱轨旋转防撞桶、脱轨碰撞吸能防护装置及碰撞吸能方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113106794A(43)申请公布日2021.07.13(21)申请号202110577815.6(22)申请日2021.05.26(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市麓山南路932号(72)发明人彭勇邓功勋邓敏许平姚松汪馗(74)专利代理机构长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)43213代理人周孝湖(51)Int.Cl.E01B26/00(2006.01)E01F15/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称列车脱轨旋转防撞桶、脱轨碰撞吸能防护装置及碰撞吸能方法(57)摘要本发明公开了一种列车脱轨旋转防撞桶、脱轨碰撞吸能防护装置及碰撞吸能方法，其中列车脱轨旋转防撞桶包括防撞桶本体和支撑杆，防撞桶本体包括由内向外依次围绕复合的阻尼缓冲层、主吸能层、失稳抑制吸能层和高分子缓冲层，阻尼缓冲层和高分子缓冲层之间安装有阻尼吸能杆，阻尼吸能杆贯穿通过主吸能层和失稳抑制吸能层，支撑杆穿设于阻尼缓冲层内，支撑杆的两端从防撞桶本体的两端伸出。该列车脱轨旋转防撞桶及脱轨碰撞吸能防护装置具有多级吸能结构，能够显著吸收列车脱轨后的碰撞动能，减小传递到乘员上的载荷，实现乘员的二次碰撞保护，并可对脱轨列车进行导向，防止列车冲出线路。CN113106794ACN113106794A权利要求书1/2页1.一种列车脱轨旋转防撞桶，其特征在于，包括防撞桶本体(1)和支撑杆(2)，所述防撞桶本体(1)包括由内向外依次围绕复合的阻尼缓冲层(11)、主吸能层(12)、失稳抑制吸能层(13)和高分子缓冲层(14)，所述阻尼缓冲层(11)和所述高分子缓冲层(14)之间安装有阻尼吸能杆(15)，所述阻尼吸能杆(15)贯穿通过所述主吸能层(12)和所述失稳抑制吸能层(13)，所述支撑杆(2)穿设于所述阻尼缓冲层(11)内，所述支撑杆(2)的两端从所述防撞桶本体(1)的两端伸出。2.根据权利要求1所述的列车脱轨旋转防撞桶，其特征在于，所述主吸能层(12)为蜂窝铝，所述失稳抑制吸能层(13)为点阵夹层吸能结构，所述高分子缓冲层(14)为乙烯‑醋酸乙烯共聚物和聚乙烯共混物弹性复合材料。3.根据权利要求1所述的列车脱轨旋转防撞桶，其特征在于，所述防撞桶本体(1)内沿所述阻尼缓冲层(11)的长度方向间隔设置有多组所述阻尼吸能杆(15)，每一组所述阻尼吸能杆(15)均包括沿所述阻尼缓冲层(11)周向均布设置的多根所述阻尼吸能杆(15)。4.一种列车脱轨碰撞吸能防护装置，包括防护栏(3)，其特征在于，所述防护栏(3)上并排安装有多个如权利要求1～3中任意一项所述的列车脱轨旋转防撞桶，所述列车脱轨旋转防撞桶中的所述支撑杆(2)的两端通过轴承可转动地安装在所述防护栏(3)上。5.根据权利要求4所述的列车脱轨碰撞吸能防护装置，其特征在于，多个所述列车脱轨旋转防撞桶分为前防撞桶组(4)和后防撞桶组(5)，所述前防撞桶组(4)的所述列车脱轨旋转防撞桶中的所述支撑杆(2)通过第一传动齿轮(6)与一旋转发电机(7)相连接，所述旋转发电机(7)与一储电模块(8)相连接，所述后防撞桶组(5)的所述列车脱轨旋转防撞桶中的所述支撑杆(2)通过第二传动齿轮(9)与一电动机(10)相连接，所述电动机(10)与所述储电模块(8)相连接。6.根据权利要求5所述的列车脱轨碰撞吸能防护装置，其特征在于，所述列车脱轨碰撞吸能防护装置还包括一控制模块，所述前防撞桶组(4)的所述列车脱轨旋转防撞桶中的所述高分子缓冲层(14)内安装有压力传感器，所述压力传感器和所述储电模块(8)均与所述控制模块相连接。7.根据权利要求5所述的列车脱轨碰撞吸能防护装置，其特征在于，所述防护栏(3)包括上波纹吸能板(31)和下波纹吸能板(32)，所述支撑杆(2)的上下两端通过轴承和轴承座分别安装在所述上波纹吸能板(31)和所述下波纹吸能板(32)的背面，所述防撞桶本体(1)位于所述上波纹吸能板(31)和所述下波纹吸能板(32)之间。8.根据权利要求5所述的列车脱轨碰撞吸能防护装置，其特征在于，所述支撑杆(2)下方的路基中埋设有轴承，所述支撑杆(2)的下端伸入所述路基中，并且可转动地安装在所述路基的轴承内。9.根据权利要求5所述的列车脱轨碰撞吸能防护装置，其特征在于，所述支撑杆(2)的顶部安装有太阳能板，所述太阳能板与所述储电模块(8)相连接。10.如权利要求5～9中任意一项所述的列车脱轨碰撞吸能防护装置的碰撞吸能方法，其特征在于，所述碰撞吸能方法包括：列车脱轨后与前防撞桶组(4)发生碰撞，前防撞桶组(4)中的列车脱轨旋转防撞桶在碰撞力的作用下正向转动，通过列车脱轨旋转防撞桶吸收碰撞动能并对脱轨列车的行驶方向进行导向；在列车脱