一种直线电机塞拉门及轨道车辆的制作方法

1.本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及轨道车辆的直线电机塞拉门。本发明还涉及设有所述塞拉门的轨道车辆。


背景技术：

2.长期以来，我国铁路客运列车的侧门一直采用钢制折页门，随着列车运行速度的提高，这种结构已经不能满足运用的要求。
3.动车组和高铁列车均已使用塞拉门代替传统的折页门，塞拉门是指门在整个开关的过程中有塞拉的动作，并且关门时门板与车体外表面相平，门打开时与车体重叠，大部分高速列车使用的是一种电控气动塞拉门，只有少部分快速旅客列车使用的是手动塞拉门。
4.目前，动车组塞拉门驱动系统依靠三相直流电机产生动力，通过传动轮与皮带带动丝杠转动，丝杠通过转动带动门携架运动从而使门板运动，此传动机构部件繁多，传动效率差，并且零部件数量过多也使机构的故障率增多，使用维护成本高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种直线电机塞拉门。该塞拉门采用直线电机替代原驱动系统实现塞拉门的关门运动，以解决上述技术问题。
6.本发明的另一目的在于提供一种设有所述直线电机塞拉门的轨道车辆。
7.为实现上述目的，本发明提供一种直线电机塞拉门，包括塞拉门门体、第一滑轨、第二滑轨以及直线电机；所述塞拉门门体通过携门架安装于所述第一滑轨，所述直线电机包括直线电机定子和直线电机动子；所述携门架包括摆动臂和外延臂，所述摆动臂与外延臂之间形成夹角，所述摆动臂与所述第一滑轨滑动连接，所述外延臂的外端与所述塞拉门门体相连接；所述摆动臂与所述直线电机动子通过传动连接件相连接，所述传动连接件的一端与所述摆动臂形成第一转动副，所述传动连接件的另一端与所述直线电机动子形成第二转动副，所述第一转动副和第二转动副的转轴平行于所述第一滑轨；所述外延臂与第二滑轨滑动配合，所述第二滑轨包括直线轨道和弯曲的弧形轨道。
8.可选地，所述第一滑轨为表面光滑的滑动杆，所述摆动臂的上端与所述滑动杆沿长度方向滑动配合，所述摆动臂的下端与所述外延臂的内端相铰接。
9.可选地，所述传动连接件为传动连接杆，其一端与所述摆动臂上端向内延伸的第一支臂相铰接，形成所述第一转动副。
10.可选地，所述传动连接杆的另一端与所述直线电机动子顶部向上延伸的第二支臂相铰接，形成所述第二转动副。
11.可选地，所述外延臂设有向上延伸的第三支臂并通过所述第三支臂与所述第二滑轨滑动连接。
12.可选地，所述直线电机位于所述摆动臂的内侧，所述第二滑轨位于所述摆动臂的外侧并处于所述外延臂的上方。
13.可选地，从开门状态到关门状态的转变过程中，所述外延臂与所述摆动臂之间的夹角先保持恒定然后逐渐变小；从关门状态到开门状态的转变过程中，所述外延臂与所述摆动臂之间的夹角先逐渐变大然后保持恒定。
14.可选地，所述直线电机动子与直线电机定子上安装有电磁铁，所述直线电机动子依靠电磁力悬浮于所述直线电机定子的定子轨道上。
15.可选地，所述直线电机定子的定子轨道在横断面上呈“t”形，所述直线电机动子与直线电机定子形成抱轨式结构。
16.为实现上述另一目的，本发明提供一种轨道车辆，包括转向架和设于所述转向架的车体，所述车体上设有车门，所述车门为上述任一项技术方案所述的直线电机塞拉门。
17.本发明所提供的直线电机塞拉门采用直线电机替代三相直流电机、传动轮、皮带、丝杠等组成的传动系统，在开门和关门过程中，直线电机可通过传动连接件和携门架带动塞拉门门体沿第一滑轨和第二滑轨滑动，由于第二滑轨具有直线轨道和弯曲的弧形轨道，因此在第二滑轨的引导作用下，塞拉门门体能够执行与车门门框分离或闭合的动作，以及在车体上平移的动作，从而完成塞拉动作。该塞拉门减少了驱动部分的零部件种类，简化了结构，降低了故障率。而且，直线电机驱动车门动作响应无延时，并且能精确定位车门位置，其全生命周期成本也明显低于传统塞拉门系统。
18.本发明所提供的轨道车辆设有所述直线电机塞拉门，由于所述直线电机塞拉门具有上述技术效果，则设有该直线电机塞拉门的轨道车辆也应具有相应的技术效果。
附图说明
19.图1为本发明实施例所提供的一种直线电机塞拉门在车体横断面方向上的结构示意图；
20.图2为本发明实施例所提供的一种直线电机塞拉门处于开门过程中的俯视图。
21.图中：
22.1.塞拉门门体2.第一滑轨3.第二滑轨31.直线轨道32.弧形轨道4.携门架41.摆动臂411.第一支臂42.外延臂421.第三支臂5.传动连接杆6.直线电机61.直线电机定子62.直线电机动子621.第二支臂71.第一转动副72.第二转动副
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
24.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
25.请参考图1、图2，图1为本发明实施例所提供的一种直线电机塞拉门在车体横断面方向上的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的一种直线电机塞拉门处于开门过程中的俯视图。
26.在一种具体实施例中，本发明所提供的直线电机塞拉门可适用于动车组列车、高铁列车以及磁悬浮列车等轨道车辆，从结构上来讲，其主要由塞拉门门体1、第一滑轨2、第二滑轨3、携门架4、传动连接杆5以及直线电机6等部分构成。
27.第一滑轨2为表面光滑的滑动杆，其沿车体长度方向延伸，并安装在门框上沿的内侧，位置高于门框上沿，携门架4将塞拉门门体1的重量承载到第一滑轨2上，携门架4由摆动臂41和外延臂42两部分组成，直线电机6位于摆动臂41的内侧，第二滑轨3位于摆动臂41的外侧并处于外延臂42的上方。
28.在开门状态下，摆动臂41与外延臂42之间的夹角为钝角，摆动臂41的上端形成有截面呈圆环形的滑套，并通过滑套与第一滑轨2滑动连接，能够在第一滑轨2上沿车体长度方向灵活地滑动，外延臂42的内端与摆动臂41的下端之间相铰接，外延臂42的外端与塞拉门门体1的上边缘在内侧相连接。
29.外延臂42与第二滑轨3滑动配合，第二滑轨3为组合式轨道，由直线轨道31和弯曲的弧形轨道32两部分组成，在第二滑轨3的引导作用下，当摆动臂41绕第一滑轨2转动时，可以带动塞拉门门体1脱离门框或者与门框相闭合，当摆动臂41沿第一滑轨2移动时，可以带动塞拉门门体1相对于车体平移，从而完成开门和关门的塞拉动作。
30.在从开门状态到关门状态的转变过程中，外延臂42与摆动臂41之间的夹角先保持恒定然后逐渐变小，在从关门状态到开门状态的转变过程中，外延臂42与摆动臂41之间的夹角先逐渐变大然后保持恒定，在关门状态下，外延臂42与摆动臂41之间的夹角可以是直角或锐角。
31.直线电机6主要由直线电机定子61和直线电机动子62组成，位于摆动臂41内侧偏向于下方的位置，直线电机定子61的定子轨道在横断面上呈“t”形，直线电机动子62与直线电机定子61形成抱轨式结构，直线电机动子62与直线电机定子61上安装有电磁铁，直线电机动子62依靠电磁力悬浮于直线电机定子61的定子轨道上。
32.摆动臂41与直线电机动子62通过传动连接杆5相连接。
33.具体地，摆动臂41的上端设有向内延伸的第一支臂411，传动连接杆5的一端与第一支臂411相铰接，形成第一转动副71，直线电机动子62顶部设有向上延伸的第二支臂621，传动连接杆5的另一端与第二支臂621相铰接，形成第二转动副72，第一转动副71和第二转动副72的转轴平行于第一滑轨2，外延臂42设有向上延伸的第三支臂421，并通过第三支臂421与第二滑轨3滑动连接。
34.在关门状态下，外延臂42的第三支臂421位于第二滑轨3的弧形轨道32的末端位置，当车门接收到开门指令时，直线电机动子62开始沿直线电机定子61运动，在第二滑轨3的引导作用下，通过传动连接杆5和携门架4带动塞拉门门体1一边平移一边向外移动，在此过程中，第一转动副71和第二转动副72均会发生不同程度的转动，塞拉门门体1根据塞拉门摆出距离可设定其转动限位角度，待车门开启后，直线电机动子62继续运动，通过传动连接杆5和携门架4带动塞拉门门体1平移，在此过程中，第一转动副71和第二转动副72不再转动，待直线电机动子62运动至直线电机定子61的末端时，完成开门动作。
35.反之，当车门接收到关门指令时，直线电机动子62沿直线电机定子61运动，通过传动连接杆5和携门架4带动塞拉门门体1平移，在此过程中，第一转动副71和第二转动副72不发生转动，然后，外延臂42的第三支臂421开始沿弧形轨道32运动，带动塞拉门门体1一边平
移一边向内移动，在此过程中，第一转动副71和第二转动副72均会发生不同程度的反向转动，待直线电机动子62运动至直线电机定子61的末端时，完成关门动作。
36.当然，在其他实施例中，根据车体内部空间的不同，直线电机6也可以位于传动连接杆5的上方，或者，位于传动连接杆5的内侧，都可以实现带动塞拉门门体1开关的目的。
37.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.该直线电机塞拉门具有以下技术效果：
39.1)采用直线电机替代三相直流电机、传动轮、皮带、丝杠等组成的传动系统，提高传动效率，减少部件损耗与必换件数量；
40.2)减少驱动部分零部件种类，简化结构，降低故障率；
41.3)直线电机驱动车门动作响应无延时，并且能精确定位车门位置；
42.4)直线电机塞拉门全生命周期成本要低于传统塞拉门系统。
43.上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，携门架4以抱箍的形式与滑动杆沿长度方向滑动配合；又或者，将传动连接杆5设计为拐臂的形式，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
44.除了上述直线电机塞拉门，本发明还提供一种轨道车辆，具体可以是动车组列车、高铁列车以及磁悬浮列车，以动车组列车为例，其具有转向架和设于转向架的车体，车体上设有车门，且车门为上文所描述的直线电机塞拉门，关于轨道车辆的其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。
45.以上对本发明所提供的直线电机塞拉门及轨道车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种直线电机塞拉门，其特征在于，包括塞拉门门体(1)、第一滑轨(2)、第二滑轨(3)以及直线电机(6)；所述塞拉门门体(1)通过携门架(4)安装于所述第一滑轨(2)，所述直线电机(6)包括直线电机定子(61)和直线电机动子(62)；所述携门架(4)包括摆动臂(41)和外延臂(42)，所述摆动臂(41)与外延臂(42)之间形成夹角，所述摆动臂(41)与所述第一滑轨(2)滑动连接，所述外延臂(42)的外端与所述塞拉门门体(1)相连接；所述摆动臂(41)与所述直线电机动子(62)通过传动连接件相连接，所述传动连接件的一端与所述摆动臂(41)形成第一转动副(71)，所述传动连接件的另一端与所述直线电机动子(62)形成第二转动副(72)，所述第一转动副(71)和第二转动副(72)的转轴平行于所述第一滑轨(2)；所述外延臂(42)与第二滑轨(3)滑动配合，所述第二滑轨(3)包括直线轨道(31)和弯曲的弧形轨道(32)。2.根据权利要求1所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述第一滑轨(2)为表面光滑的滑动杆，所述摆动臂(41)的上端与所述滑动杆沿长度方向滑动配合，所述摆动臂(41)的下端与所述外延臂(42)的内端相铰接。3.根据权利要求1所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述传动连接件为传动连接杆(5)，其一端与所述摆动臂(41)上端向内延伸的第一支臂(411)相铰接，形成所述第一转动副(71)。4.根据权利要求3所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述传动连接杆(5)的另一端与所述直线电机动子(62)顶部向上延伸的第二支臂(621)相铰接，形成所述第二转动副(72)。5.根据权利要求4所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述外延臂(42)设有向上延伸的第三支臂(421)并通过所述第三支臂(421)与所述第二滑轨(3)滑动连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述直线电机(6)位于所述摆动臂(41)的内侧，所述第二滑轨(3)位于所述摆动臂(41)的外侧并处于所述外延臂(42)的上方。7.根据权利要求1所述的直线电机塞拉门，其特征在于，从开门状态到关门状态的转变过程中，所述外延臂(42)与所述摆动臂(41)之间的夹角先保持恒定然后逐渐变小；从关门状态到开门状态的转变过程中，所述外延臂(42)与所述摆动臂(41)之间的夹角先逐渐变大然后保持恒定。8.根据权利要求1至5中任一项所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述直线电机动子(62)与直线电机定子(61)上安装有电磁铁，所述直线电机动子(62)依靠电磁力悬浮于所述直线电机定子(61)的定子轨道上。9.根据权利要求8所述的直线电机塞拉门，其特征在于，所述直线电机定子(61)的定子轨道在横断面上呈“t”形，所述直线电机动子(62)与直线电机定子(61)形成抱轨式结构。10.一种轨道车辆，包括转向架和设于所述转向架的车体，所述车体上设有车门，其特征在于，所述车门为上述权利要求1至9中任一项所述的直线电机塞拉门。

技术总结
本发明公开了一种直线电机塞拉门及轨道车辆，所述直线电机塞拉门包括包括塞拉门门体、第一滑轨、第二滑轨以及直线电机；所述塞拉门门体通过携门架安装于所述第一滑轨，所述直线电机包括直线电机定子和直线电机动子；所述携门架包括摆动臂和外延臂，所述摆动臂与所述第一滑轨滑动连接；所述摆动臂与所述直线电机动子通过传动连接件相连接，所述传动连接件的一端与所述摆动臂形成第一转动副，另一端与所述直线电机动子形成第二转动副；所述外延臂与第二滑轨滑动配合，所述第二滑轨包括直线轨道和弯曲的弧形轨道。该塞拉门可提高传动效率，减少部件损耗与必换件数量，降低故障率，并且能精确定位车门位置。能精确定位车门位置。能精确定位车门位置。


技术研发人员：丁栋 白璐 陈曦 杨爱莲 崔志国
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/6