一种轨道车辆压溃式全向防爬器.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CN113734224A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202111081304.1(22)申请日2021.09.15(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区上园村3号(72)发明人窦伟元朱宇张乐乐(74)专利代理机构北京王景林知识产权代理事务所(普通合伙)11320代理人王景林任秀英(51)Int.Cl.B61F19/04(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图14页(54)发明名称一种轨道车辆压溃式全向防爬器(57)摘要一种全向防爬器，该防爬器具有防爬齿板，该防爬齿板上设有棋盘式规则排布的防爬齿阵列；每个防爬齿设有顶部引导段和底部啮合段，顶部引导段具有锥形式变截面结构，而底部啮合段具有柱状等截面结构；在每个防爬齿的左右两侧和上下两侧，设有用于容纳相撞防爬器的防爬齿的凹部。防爬器的吸能管由传统的简单截面实心管壁的圆管改为截面具有多孔特征的二维横截面管壁；和/或，防爬器装配体以完全可拆卸的螺纹连接替换传统的焊接。根据本发明的全向防爬器，总能够实现自动对中，吸能效果得以大幅升级，全向防爬器的紧凑性、易用性、可替换性、可维修性均得以增强。CN113734224ACN113734224A权利要求书1/2页1.一种全向防爬器，该防爬器具有防爬齿板，其特征在于，该防爬齿板上设有棋盘式规则排布的防爬齿阵列；每个防爬齿设有顶部引导段和底部啮合段，顶部引导段具有锥形式变截面结构(优选棱锥、圆锥)，而底部啮合段具有柱状等截面结构(优选棱柱、圆柱)；在每个防爬齿的左右两侧和上下两侧，设有用于容纳相撞防爬器的防爬齿的凹部。2.一种全向防爬方法，其特征在于，在防爬齿板上设置阵列式的一系列可以实现“引导‑啮合”的全向防爬齿，每个防爬齿为“锥形头部+棱柱齿”的组合齿型的防爬结构，防爬齿的前端锥型齿部分起引导对中作用，棱柱部分起紧固啮合、传递撞击载荷作用，这样，即使两车在偏置工况下相撞，各防爬齿也能实现自动引导对中，啮合稳固，从而实现有效的防爬能力；该全向防爬齿板会在偏置方向产生一较大初始冲击力，该力在实际碰撞中可摆正车体并随着引导偏置量(即相撞时将防爬凸齿引导至另一防爬齿板凹槽的距离)的增大而增大。3.一种全向防爬器，该防爬器具有吸能管，其特征在于，该吸能管的管壁不再是实心管壁，而是截面具有不规则多孔特征(大小、形状、密度都随机的一系列不规则孔)的管壁，其吸能效果高于传统简单截面圆管；优选地，用于拉伸成立体吸能结构的所述横截面可由随机的、不同形状、不同大小、不同密度的胞元组成，且胞元的大小、数目、各胞元规则程度均通过参数调整进行结构刚度、耐撞性控制，以匹配不同车型、不同速度区间等的吸能需求；由于胞元壁均平行于撞击方向，相比于三维泡沫铝结构，其变形更加充分，材料利用率也更高。4.一种全向防爬方法，其特征在于，将该防爬器的吸能管由传统的简单截面实心管壁的圆管改为截面具有多孔特征(大小、形状、密度都随机的一系列不规则孔)的二维横截面管壁，该管壁通过类似三维建模“拉伸”方法的轴向拉伸，形成三维薄壁吸能结构；优选地，该一系列不规则孔是Voronoi结构，通过2D‑Voronoi平面拉伸成吸能结构，Voronoi拉伸胞元分布的随机性和密度可分别由参数进行控制，进而实现根据不同速度等级车辆(如地铁、城轨、高速列车等)发生碰撞时对结构耐撞性的防爬器吸能要求。5.一种全向防爬器，该防爬器具有防爬器装配体，其特征在于，以完全可拆卸的螺纹连接替换传统的焊接，消除了焊接残余应力、焊接变形对防爬器可靠性的影响，提高了整体装配结构的紧凑性、易用性、可维修性等(现有技术没有预料到焊接结构带给防爬器的负面影响，没有动机改为螺栓连接结构)。6.一种全向防爬方法，其特征在于，关于按照防爬器的装配体，以完全可拆卸的螺纹连接替换传统的焊接，消除了焊接残余应力、焊接变形对防爬器可靠性的影响，提高了整体装配结构的紧凑性、易用性、可替换性、可维修性等(现有技术没有预料到焊接结构带给防爬器的负面影响，没有被预料到这是需要解决的技术问题，没有动机改为螺栓连接结构)。7.如权利要求1、3或5所述的全向防爬器或如权利要求2、4或6所述的全向防爬方法，其特征在于，所述全向防爬结构采用四棱锥‑方柱型齿，防爬齿‑凹槽交替地棋盘式布局的结构。8.如权利要求1、3或5所述的全向防爬器，其特征在于，在防爬齿板上设置阵列式的一系列可以实现“引导‑啮合”的全向防爬齿；防爬器的吸能管由传统的简单截面实心管壁的圆管改为截面具有多孔特征的二维横截面管壁；和/或，防爬器装配体以完全可拆卸的螺纹连接替换传统的焊接。2CN113734224A权利要求书2/2页9.如权利要求1、3或5所述的全向防爬器，其特征在于，四棱锥型