轨道交通制动装置.pdf

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1、(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 (43)申请公布日 (21)申请号 202010289268.7 (22)申请日 2020.04.14 (71)申请人 南京中车浦镇海泰制动设备有限公 司 地址 211800 江苏省南京市浦口经济开发 区兴隆路10号 (72)发明人 张东升刘寅虎牛瑞朱新宇 刘赛赛余毅权臧传相鲁进军 冯云明 (74)专利代理机构 南京同泽专利事务所(特殊 普通合伙) 32245 代理人 蔡晶晶 (51)Int.Cl. B60T 13/74(2006.01) (54)发明名称 一种轨道交通制动装置 (57)摘要 本发明涉及一种轨道交通。

2、制动装置， 包括制 动机构和驻车机构； 制动机构包括： 制动电机、 由 制动电机驱动的蜗杆、 与蜗杆正交啮合的蜗轮、 由蜗轮驱动的制动丝杆、 螺旋设置于该制动丝杆 且可沿该制动丝杆轴向直线运动的用于对闸瓦 组件输出制动力的制动螺母； 驻车机构包括： 驻 车电机、 由驻车电机驱动的驻车丝杆、 螺旋设置 于该驻车丝杆且可沿该驻车丝杆轴向直线运动 的制动块， 所述制动块用于在径向方向上夹持蜗 杆， 使蜗杆静止， 保持制动力矩， 实现列车的驻车 制动。 本制动装置驻车机构部分由独立的电机提 供动力， 经过锥齿轮副实现动力变向传递给驻车 丝杆， 带动制动块执行抱刹驻车操作。 权利要求书1页 说明书4页 。

3、附图3页 CN 111409614 A 2020.07.14 CN 111409614 A 1.一种轨道交通制动装置， 其特征在于包括制动机构和驻车机构； 所述制动机构包括： 制动电机 （4） 、 由制动电机 （4） 驱动的蜗杆 （8） 、 与蜗杆 （8） 正交啮合 的蜗轮 （9） 、 由蜗轮 （9） 驱动的制动丝杆 （12） 、 螺旋设置于该制动丝杆 （12） 且可沿该制动丝 杆 （12） 轴向直线运动的用于对闸瓦组件 （3） 输出制动力的制动螺母 （13） ； 所述驻车机构包括： 驻车电机 （27） 、 由驻车电机 （27） 驱动的驻车丝杆 （33） 、 螺旋设置于 该驻车丝杆 （33） 。

4、且可沿该驻车丝杆 （33） 轴向直线运动的制动块 （30、 31） ， 所述制动块 （30、 31） 适合于在径向方向上夹持蜗杆 （8） ， 使蜗杆 （8） 静止， 保持制动力矩， 实现列车的驻车制 动。 2.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 制动电机 （4） 的电机轴 （5） 通过第一齿轮换向机构 （6、 7） 驱动所述蜗杆 （8） 。 3.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 所述驻车电机 （27） 通过 第二齿轮换向机构 （28、 29） 驱动所述驻车丝杆 （33） 。 4.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 转换关节 （。

5、20） 与闸瓦组 件 （3） 通过螺栓轴孔配合形成转动副， 所述制动螺母 （13） 的前端设置有滑块 （19） ， 所述滑块 （19） 与转换关节 （20） 之间通过竖向燕尾槽滑动连接。 5.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 所述驻车丝杆 （33） 为双 向丝杆， 第一制动块 （30） 和第二制动块 （31） 分设于驻车丝杆 （33） 的两个螺旋部。 6.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 所述驻车丝杆 （33） 为单 向丝杆， 所述蜗杆 （8） 的一侧设置有与驻车丝杆 （33） 螺旋连接的第一制动块 （30） ， 所述蜗杆 （8） 的另一侧设置有。

6、静止的第二制动块 （31） ， 驱动驻车丝杆 （33） 旋转使第一制动块 （30） 沿 驻车丝杆 （33） 轴向滑动， 蜗杆 （8） 被第一制动块 （30） 和第二制动块 （31） 夹持， 实现制动力矩 的保持。 7.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 还包括机壳 （1） ， 所述制 动电机 （4） 和驻车电机 （27） 固定于机壳 （1） ， 所述蜗杆 （8） 、 制动丝杆 （12） 和驻车丝杆 （33） 分 别通过轴承转动设置于机壳 （1） ， 闸瓦组件 （3） 吊杆吊装于机壳 （1） 。 8.根据权利要求7所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 所述蜗杆 （8）。

7、 通过第一 滚动轴承 （10） 和第一滚动轴承座 （11） 转动设置于机壳 （1） ； 所述制动丝杆 （12） 的后端通过 第二滚动轴承 （14） 、 推力轴承 （15） 和第二轴承座 （16） 支撑于机壳 （1） ； 所述驻车丝杆 （33） 通 过第三滚动轴承(34)和第三轴承座(35)转动设置于机壳 （1） 。 9.根据权利要求1所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 所述涡轮 （9） 与制动丝 杆 （12） 固定为一体， 或者所述涡轮 （9） 与制动丝杆 （12） 通过键连接， 以传递制动扭力。 10.根据权利要求9所述的一种轨道交通制动装置， 其特征在于： 所述制动丝杆 （12） 。

8、上 设置有位于涡轮 （9） 前方的支承圆环 （17） 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111409614 A 2 一种轨道交通制动装置 技术领域 0001 本发明涉及铁路站线对交通的制动调速技术领域， 特别是涉及铁路站线交通制 动， 体现为一种轨道交通制动装置。 背景技术 0002 随着社会与经济的迅速发展， 如今对列车速度的要求越来越高， 与此同时， 列车在 过高速行驶中对整个列车的安全性能存在着隐患。 针对制动器而言： 制动力矩无法控制； 主 要因为对于高速、 高惯性的列车紧急刹车的情况， 整个制动过程过于刚性， 很难控制。 制动 效果的预测与实际制动效果不符， 这样会严重缩短待制动。

9、机器和制动装置的寿命， 甚至还 会发生机构强度及刚度等的破坏。 另一方面， 由于制动装置的传动链过长， 导致整个机构本 身惯性矩较大， 这样会产生一定的附加惯性载荷， 最终造成制动时间的不确定性以及无法 实现预期的制定效果。 0003 因此， 为了实现高效的制动效果， 必须满足一定的制动工况要求。 比如： 要实现匀 变速制动、 制动时间可控以及制动力矩可控等等。 这就要求制动装置具有一定的适用性， 能 够适用于不同的工况要求， 同时也对制动的可控性和制动机构的寿命提出了更高的要求， 以确保实现预定的制动效果。 0004 电子机械制动具有结构小巧， 输出力矩精准的优点， 多应用于汽车车辆， 近年。

10、来也 逐渐在轨道车辆上开始使用。 经检索发现， 中国发明专利申请CN 110696797 A， 公开了一种 用于车辆的制动系统的压力产生设备， 其通过电机驱动蜗杆-蜗轮带动丝杆运转， 进而推动 活塞施加制动力， 实现了电机械制动中的常用制动功能。 若将该方案直接应用至带弹簧制 动缸的轨道车辆制动装置时， 可实现轨道车辆的常用制动， 驻车制动功能则由原有弹簧制 动缸来实现。 这样的直接应用虽然提高了制动精度问题， 但是由于保留了弹簧制动缸， 使得 整个制动装置结构庞大， 若取消弹簧制动缸， 通过丝杆直接驱动制动片， 则无法实现驻车制 动的功能。 发明内容 0005 本发明主要是为了弥补现有制动技。

11、术的不足， 因此提出了一种制动力矩可控的制 动装置， 并且实现了驻车制动。 0006 为了解决上述问题， 本发明提出的一种轨道交通制动装置， 包括制动机构和驻车 机构； 所述制动机构包括： 制动电机、 由制动电机驱动的蜗杆、 与蜗杆正交啮合的蜗轮、 由蜗 轮驱动的制动丝杆、 螺旋设置于该制动丝杆且可沿该制动丝杆轴向直线运动的用于对闸瓦 组件输出制动力的制动螺母； 所述驻车机构包括： 驻车电机、 由驻车电机驱动的驻车丝杆、 螺旋设置于该驻车丝杆且 可沿该驻车丝杆轴向直线运动的制动块， 所述制动块用于在径向方向上夹持蜗杆， 使蜗杆 静止， 保持制动力矩， 实现列车的驻车制动。 说明书 1/4 页 。

12、3 CN 111409614 A 3 0007 制动机构中， 由扭矩电机通过传动装置的变向把扭矩可控的动力传递到制动机 构。 采用四杆机构的演变机构正弦机构， 由直线机构中的丝杆螺母副实现动力驱动， 驱动 连杆上的执行器闸瓦实现其位姿的变化， 并抱紧待制动构件， 实现列车的高速制动。 0008 驻车机构中， 采用旋向相反的双向丝杆带动各自的制动块， 夹紧传动轴， 从而实现 列车的制动保持和停车两种状态。 0009 作为本发明的优选技术方案， 所述传动机构零部件的制造与安装精度要合适， 总 体零件布局合理， 来确保其基本的强度与寿命。 扭矩电机通过一对锥齿轮副实现变向并且 把动力传递给动力主轴。。

13、 动力主轴通过蜗轮蜗杆副把动力输送到制动机构。 0010 作为本发明的优选技术方案， 所述制动机构部分， 四杆机构安装与加工精度必须 控制在合理的范围之内， 以保障连杆的位姿合理。 同时要保障两个直线副紧密配合， 必要 时， 采用高精度的机床加工。 螺母副由丝杆的旋转提供动力输入， 通过燕尾槽实现滑块对运 动副， 把动力传递给连杆。 闸瓦固定在连杆上， 连杆带动闸瓦实现其位姿调整， 执行高速制 动、 减速两个过程。 0011 作为本发明的优选技术方案， 所述驻车机构部分， 要求制动力合适， 以保障制动的 效果。 同时也确保其轴线的水平精度， 以实现制动块的孔与轴的紧密配合， 确保更多的点、 面。

14、接触， 达到紧密配合的效果， 以此保障制动效果、 减轻配合面的过度磨损， 延长寿命。 独立 的电机通过一对锥齿轮调整动力传输， 实现扭矩的水平传动， 带动丝杆， 实现制动块的直线 运动， 从而执行驻车制动的动作。 0012 本发明与现有技术相比， 其有益效果如下： 通过设计扭矩电机， 实现机器的制动过程可控制性。 内部设置驻车机构部分， 可以保障 可靠的停车并且保持， 实现高速制动与驻车二者的结合。 制动机构部分， 利用四杆机构的连 杆曲线实现制动执行器闸瓦的位姿调整。 采用丝杆的驱动， 可以实现机构的自锁， 保障制 动力的平稳。 制动装置的制动过程主要是： 通过制动机构实现轨道交通的减速或者。

15、制动， 直 到停车， 由驻车机构部分实现制动力矩的保持， 以保持列车的停车状态。 附图说明 0013 下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。 0014 图1为本发明的制动装置的外观图。 0015 图2为制动机构爆炸示意图。 0016 图3为驻车机构爆炸示意图。 0017 图中： 1-机壳； 2-端盖； 3-闸瓦组件； 4-制动电机； 5-电机轴； 6-第一锥齿轮； 7-第二 锥齿轮； 8-蜗杆； 9-蜗轮； 10-第一滚动轴承； 11-第一滚动轴承座； 12-制动丝杆； 13-制动螺 母； 14-第二滚动轴承； 15-推力轴承； 16-第二轴承座； 17-支承圆环； 18-。

16、驻车电机底座； 19- 滑块； 20-转换关节； 21-第一螺栓； 22-第一六角螺母； 23-第二螺栓； 24-第二六角螺母； 25- 第三螺栓； 26-第三六角螺母； 27-驻车电机； 28-第三锥齿轮； 29-第四锥齿轮； 30-第一制动 块； 31-第二制动块； 32-制动导轨； 33-驻车丝杆； 34-第三滚动轴承； 35-第三轴承座； 36-第 四螺栓； 37-第四六角螺母； 43-制动电机底座。 说明书 2/4 页 4 CN 111409614 A 4 具体实施方式 0018 为了使本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施方法， 对本发明进一步说明。 应当理解。

17、， 此处所描述的具体实施方法仅仅用以解释本发明， 并不限 定本发明。 0019 本实施例制动装置如图1、 图2、 图3所示。 其包括制动机构和驻车机构两部分。 0020 制动机构部分包括机壳1、 端盖2、 闸瓦组件3、 制动电机4、 制动电机底座43、 电机轴 5、 第一锥齿轮6、 第二锥齿轮7、 蜗杆8、 蜗轮9、 制动丝杆12、 螺母13、 滑块19、 转换关节20等部 件。 制动电机4由制动电机座43及第一螺栓21和第一六角螺母22固定于机壳1。 制动电机4的 电机轴5通过第一锥齿轮6、 第二锥齿轮7实现输出换向， 第二锥齿轮7与蜗杆8固定， 从而实 现制动电机4驱动蜗杆8转动。 蜗杆8。

18、由第一滚动轴承10和第一滚动轴承座11支撑于机壳1 内。 第一滚动轴承座11通过第二螺栓23和第二六角螺母24固定于机壳1内。 蜗杆8与蜗轮9咬 合， 形成正交齿轮副。 蜗轮9与制动丝杆12通过键固定， 以传递制动力矩。 本例中， 制动丝杆 12上设置有位于蜗轮9前方的支承圆环17。 为了简化， 可以省去支承圆环17， 将蜗轮9直接固 定在制动丝杆12上， 或者一次成型加工而成。 制动丝杆12的后端通过第二滚动轴承14、 推力 轴承15和第二轴承座16支撑于机壳1。 如图所示， 第二轴承座16通过第三螺栓25和第三六角 螺母26固定于机壳1。 0021 闸瓦组件3吊杆吊装于机壳1， 转换关节2。

19、0与闸瓦组件3通过螺栓轴孔配合形成转 动副， 滑块19与转换关节20由燕尾槽实现直线运动副， 滑块19与制动螺母13通过螺纹连接， 制动螺母13旋设于制动丝杆12， 组成直线运动副。 转换关节20、 滑块19、 制动螺母13、 制动丝 杆12和机壳1构成了四杆机构。 闸瓦组件3固定在四杆机构的连杆上， 两端分别与机壳及转 换关节通过轴孔配合螺栓连接， 形成转动副， 来传递动力， 实现轨道交通的制动。 0022 驻车机构部分， 包括驻车电机27、 驻车电机底座18、 第三锥齿轮28、 第四锥齿轮29、 第一制动块30、 第二制动块31、 制动导轨32、 驻车丝杆33等部件。 驻车电机27的输出头。

20、经过 第三锥齿轮28和第四锥齿轮29实现输出换向， 第四锥齿轮29与驻车丝杆33固定， 从而实现 驻车电机27驱动驻车丝杆33转动。 驻车丝杆33为双向丝杆， 第一制动块30和第二制动块31 分设于驻车丝杆33的两个螺旋部， 第一制动块30和第二制动块31滑动设置于制动导轨32。 从而使第一制动块30和第二制动块31通过螺旋副配合实现直线运动副， 制动导轨32与制动 块通过燕尾槽防止制动块的翻转。 驻车丝杆33由第三滚动轴承34和第三轴承座35支撑， 第 三轴承座35通过第四螺栓36和第四六角螺母37固定于机壳1。 驻车电机27驱动驻车丝杆33 转动， 使第一制动块30和第二制动块31相向运动。

21、夹持住蜗杆8并阻止其转动， 保持制动力 矩， 实现列车的驻车制动。 0023 作为一种替换的方案， 驻车丝杆33为单向丝杆， 蜗杆8的一侧设置有与驻车丝杆33 螺旋连接的第一制动块30， 所述蜗杆8的另一侧设置有静止的第二制动块31， 驱动驻车丝杆 33旋转使第一制动块30沿驻车丝杆33轴向滑动， 蜗杆8被第一制动块30和第二制动块31夹 持， 实现制动力矩的保持。 0024 本制动装置， 由于连杆的工作空间具有一定的局限性， 因此， 为保障制动效果， 应 该保障本装置与待制动部件的间距合适。 0025 最后要说明的是， 以上具体实施方式仅用以说明本发明技术方案而非限制本发 明， 并且参照较佳。

22、实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应该可以理解， 说明书 3/4 页 5 CN 111409614 A 5 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的精神和范 围， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。 0026 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当组合， 形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。 说明书 4/4 页 6 CN 111409614 A 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 111409614 A 7 图2 说明书附图 2/3 页 8 CN 111409614 A 8 图3 说明书附图 3/3 页 9 CN 111409614 A 9 。