《貨車及其底門裝置》是齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司於2009年2月13日申請的發明專利，該專利的公布號為：CN101480956B，專利公布日：2010年7月21日，發明人：岳凌漢、張俊林、何佰傳、魏鴻亮。
《貨車及其底門裝置》公開一種貨車底門裝置，包括第一底門、第二底門、第一桿、第二桿、第三桿、第四桿和第五桿；其中，第一底門和第二底門對稱設定且兩者分別與車箱鉸接；第一桿的中部與第一底門的下表面鉸接；第二桿的一端與第一桿的外端部鉸接，其另一端與第二底門的下表面鉸接；並且第一桿繞第三鉸點轉動可推動兩個底門打開；第三桿、第四桿和第五桿依次鉸接，且第三桿的另一端與第一底門鉸接，第五桿的另一端與第一桿固定連線，形成開門四連桿機構；當外力作用於第三桿、第四桿或第五桿上時，該外力可作用於所述第一桿，以便於所述第一桿繞第三鉸點轉動。該底門裝置具有較大的門口開度，可提高貨物的卸貨效率。《貨車及其底門裝置》還提供一種具有該底門裝置的貨車。
2014年3月27日，《貨車及其底門裝置》獲得第十五屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖片來源：《貨車及其底門裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：貨車及其底門裝置
- 公告號：CN101480956B
- 申請日：2009年2月13日
- 授權日：2010年7月21日
- 申請人：齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司
- 類型：發明專利
- 地址：黑龍江省齊齊哈爾市鐵鋒區廠前一路36號
- 發明人：岳凌漢、張俊林、何佰傳、魏鴻亮
- 代理人：薛晨光、沈泳
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 申請號：2009100072174
- Int.Cl.：B61D7/02(2006.01)I; B61D7/28(2006.01)I
專利背景,發明內容,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2009年2月13日，鐵路貨車必須保證所裝貨物在運輸途中完好無損和裝卸方便。隨著鐵路貨車的不斷改進設計，能較好地適應貨物運輸的要求，所裝貨物的完好無損已經得到了可靠的保證；如何較好地實現貨物裝卸機械化和自動化已成為鐵路貨車最佳化設計的關鍵。
2009年，鐵路貨車在地板上開設底門，以提高卸車效率，並能減輕勞動強度、改善卸車作業條件。開門時底門不壓縮貨物，使開門所需力較小，卸貨時把底門打開，散粒貨物可靠自身重力自動卸出至位於軌下的貨位。該底門裝置一般採用四連桿或五連桿自鎖機構實現開關操作，請參見圖1（圖1a為關門狀態，圖1b為開門狀態），該圖所示為五連桿機構，其中，兩個底門10、20分別與車體鉸接於A、B點；第一桿40的中部與第一底門10鉸接於E點；第二桿30的一端與第二底門20鉸接於F點，其另一端與第一桿40鉸接於D點；驅動元件50與第一桿40鉸接於C點。開門操作時，驅動元件50作用於鉸點C使得第一桿40繞E點轉動；從而推動第二桿30繞鉸接點F轉動克服鉸接點D、E、F形成的死點。當第二桿30繞過死點後，底門10、20就可以打開。關門操作反之亦然。但是，受空間結構的限制，現有底門裝置存在開度過小的問題。如圖1b所示，圖中所示底門處於最大開度位置，驅動元件50與鉸點C、鉸點D處於接近重合的極限位置，此時，底門開度無法進一步增大，從而影響了貨物的卸貨效率，因此，不能充分發揮在鐵路貨車地板上開設底門以提高卸車效率的優勢。
有鑒於此，亟待針對2009年貨車底門裝置進行最佳化設計，以便於在同樣的結構空間內獲得較大的門口開度。
發明內容
《貨車及其底門裝置》解決的技術問題在於，提供一種門口開度較大的貨車底門裝置，以提高貨物卸車效率。在此基礎上，《貨車及其底門裝置》還提供了一種具有該底門裝置的貨車。
《貨車及其底門裝置》提供的貨車底門裝置，包括第一底門、第二底門、第一桿、第二桿、第三桿、第四桿和第五桿；其中，所述第一底門和第二底門對稱設定且兩者分別與車箱鉸接於第一鉸點和第二鉸點；所述第一桿的中部與第一底門的下表面鉸接於第三鉸點；所述第二桿的一端與第一桿的外端部鉸接於第四鉸點，其另一端與第二底門的下表面鉸接於第五鉸點；並且所述第一桿繞第三鉸點轉動可推動兩個底門打開；所述第三桿、第四桿和第五桿依次鉸接，且所述第三桿的另一端與第一底門鉸接於第六鉸點，所述第五桿的另一端與第一桿固定連線，形成開門四連桿機構；當外力作用於第三桿、第四桿或第五桿上時，該外力可作用於所述第一桿，以便於所述第一桿繞第三鉸點轉動。
優選地，還包括限位部件，所述限位部件固定設定在所述第一底門上，底門處於關閉狀態時，所述第三鉸點內側的第一桿上表面與該限位部件相抵，以便於底門自鎖。
優選地，所述限位部件的高度可調。
所述限位部件包括固定設定在所述第一底門上的連線附座和調節螺釘，所述調節螺釘與所述連線附座螺紋連線，以便於軸向調整該調節螺釘頭與第一底門之間的位置。
優選地，相對於第一鉸點和第二鉸點之間連線的垂直平分線，所述第三鉸點和第五鉸點分別設定在該垂直平分線的兩側且對稱設定。
優選地，還包括伸縮驅動部件，所述伸縮驅動部件的一端與車箱鉸接於第九鉸點，另一端與第三桿和第四桿鉸接於第七鉸點；該伸縮部件處於收回位置時，底門為關閉狀態；該伸縮部件處於伸出位置時，底門為打開狀態。
所述伸縮驅動部件具體為氣動伸縮缸。
優選地，所述第七鉸點置於第三鉸點和第五鉸點之間。
所述第六鉸點置於第三鉸點的上方。
與2009年的技術相比，現有貨車底門裝置的技術方案中，由車箱、第一底門、第二底門、第一桿和第二桿構成的五連桿機構具有過偏心距實現底門自鎖的功能；《貨車及其底門裝置》提供的貨車底門裝置在此基礎上增設了一個由底門、第三桿、第四桿和第五桿構成的四連桿機構。需要打開底門卸貨時，該方案通過四連桿機構帶動第一桿繞第三鉸點轉動，從而完成開門操作，具體為：向下推動該四連桿機構使得第三桿繞第六鉸點轉動，通過第四桿推動第五桿和第一桿繞第三鉸點順時針轉動，並推動第四鉸點使得第二桿產生彈性變形通過第三鉸點、第四鉸點和第五鉸點形成的死點位置，從而使得兩底門在貨物自重的作用下打開；至此，完成開門操作。關門操作反之亦然。
操作過程中，驅動元件的動力作用於所增設的開門四連桿機構上，這樣，所述底門處於開門位置時，不會發生驅動元件與相鄰部件相抵或重合的問題，因此，在有限的空間結構下可以獲得較大的門口開度，進而提高了貨物的卸貨效率。
《貨車及其底門裝置》的優選方案中，在第一底門上設定有限位部件，當底門處於關閉狀態時，所述第三鉸點內側的第一桿上表面與其相抵接；這樣，可保證該底門裝置處於可靠的關閉狀態，進一步提高底門自鎖功能的穩定性。另外，該限位部件的高度可以調整，以消除相關部件的加工裝配誤差。
在《貨車及其底門裝置》的又一優選方案中，相對於第一鉸點和第二鉸點之間連線的垂直平分線，所述第三鉸點和第五鉸點分別設定在該垂直平分線的兩側且對稱設定；這樣，在所述第一底門和第二底門的打開或關閉過程中，兩者的運動軌跡一致，使得貨物準確地經車箱中部卸出至位於軌下的貨位，便於貨位管理。
《貨車及其底門裝置》提供的貨車底門裝置適用於鐵路貨車，特別適用於漏斗貨車。
《貨車及其底門裝置》提供的貨車，包括設定在車箱底部的底門裝置，所述底門裝置如前所述。
附圖說明
圖1示出了2009年底門裝置的工作機構原理圖；其中，圖1a所示為底門關閉狀態，圖1b所示為底門打開狀態；
圖2示出了《貨車及其底門裝置》所述底門裝置的整體結構裝配示意圖；其中，圖2a所示為底門關閉狀態；圖2b所示為底門打開狀態；
圖3示出了《貨車及其底門裝置》提供的底門裝置的工作機構原理圖；其中，圖3a所示為底門關閉狀態；圖3b所示為底門打開狀態；
圖4是實施方式中所述高度可調的限位部件8的局部放大圖。
圖2和圖4中：
第一底門1、第二底門2、第一桿3、第二桿4、第三桿5、第四桿6、第五桿7、限位部件8、連線附座81、調節螺釘82、氣動伸縮缸9、車箱10；
第一鉸點A、第二鉸點B、第三鉸點C、第四鉸點D、第五鉸點E、第六鉸點F、第七鉸點G、第八鉸點H、第九鉸點I。
技術領域
《貨車及其底門裝置》涉及鐵路貨車技術領域，具體涉及一種貨車及其底門裝置。
權利要求
1.《貨車及其底門裝置》包括：第一底門和第二底門，對稱設定且兩者分別與車箱鉸接於第一鉸點和第二鉸點；第一桿，其中部與第一底門的下表面鉸接於第三鉸點；和第二桿，其一端與第一桿的外端部鉸接於第四鉸點，其另一端與第二底門的下表面鉸接於第五鉸點；且所述第一桿繞第三鉸點轉動可推動兩個底門打開；其特徵在於，還包括：依次鉸接的第三桿、第四桿和第五桿；且所述第三桿的另一端與第一底門鉸接於第六鉸點，所述第五桿的另一端與第一桿固定連線，形成開門四連桿機構；當外力作用於第三桿、第四桿或第五桿上時，該外力可作用於所述第一桿，以便於所述第一桿繞第三鉸點轉動。
2.根據權利要求1所述的貨車底門裝置，其特徵在於，還包括：限位部件，固定設定在所述第一底門上，底門處於關閉狀態時，所述第三鉸點內側的第一桿上表面與該限位部件相抵，以便於底門自鎖。
3.根據權利要求2所述的貨車底門裝置，其特徵在於，所述限位部件的高度可調。
4.根據權利要求3所述的貨車底門裝置，其特徵在於，所述限位部件包括：連線附座，固定設定在所述第一底門上；和調節螺釘，與所述連線附座螺紋連線，以便於軸向調整該調節螺釘頭與第一底門之間的位置。
5.根據權利要求1所述的貨車底門裝置，其特徵在於，相對於第一鉸點和第二鉸點之間連線的垂直平分線，所述第三鉸點和第五鉸點分別設定在該垂直平分線的兩側且對稱設定。
6.根據權利要求5所述的貨車底門裝置，其特徵在於，還包括：伸縮驅動部件，其一端與車箱鉸接於第九鉸點，另一端與第三桿和第四桿鉸接於第七鉸點；該伸縮部件處於收回位置時，底門為關閉狀態；該伸縮部件處於伸出位置時，底門為打開狀態。
7.根據權利要求6所述的貨車底門裝置，其特徵在於，所述伸縮驅動部件具體為氣動伸縮缸。
8.根據權利要求6或7所述的貨車底門裝置，其特徵在於，所述第七鉸點置於第三鉸點和第五鉸點之間。
9.根據權利要求1所述的貨車底門裝置，其特徵在於，所述第六鉸點置於第三鉸點的上方。
10.貨車，包括設定在車箱的底部的底門裝置，其特徵在於，所述底門裝置採用如權利要求1至9中任一權利要求所述的底門裝置。
實施方式
參見圖2，該圖示出了《貨車及其底門裝置》所述底門裝置的整體結構裝配示意圖；其中，圖2a所示為底門關閉狀態；圖2b所示為底門打開狀態；圖中雙點劃線所示為貨車車箱10，以清楚地示出《貨車及其底門裝置》與車箱之間的裝配位置關係。
《貨車及其底門裝置》所涉及的內、外等方位詞，是以貨車車箱作為基準來定義的，應當理解《貨車及其底門裝置》中所採用方位詞不應當限制《貨車及其底門裝置》的保護範圍。
如圖2a所示，第一底門1和第二底門2對稱設定，其中，第一底門1與車箱10鉸接於第一鉸點A，第二底門2與車箱10鉸接於第二鉸點B。需要說明的是，兩底門的具體結構不是《貨車及其底門裝置》的發明點所在，故在文中未贅述。
第一桿3設定在第一底門1的下方，其中部與第一底門1的下表面鉸接於第三鉸點C。
第二桿4設定在兩個底門與第一桿3之間，其一端與第一桿3的外端部鉸接於第四鉸點D，其另一端與第二底門2的下表面鉸接於第五鉸點E。需要說明的是，與現有技術相同，第二桿4需要在保證足夠強度的基礎上，具有足夠的彈性，以便於在開門過程中克服死點位置。
當驅動力作用於第一桿3上時，第一桿3繞第三鉸點C轉動後可推動第一底門1和第二底門2打開。
第三桿5、第四桿6和第五桿7依次鉸接；其中，第三桿5與第四桿6鉸接於第七鉸點G；第四桿6與第五桿7鉸接於第八鉸點H。第三桿5的另一端與第一底門1鉸接於第六鉸點F；第五桿7的另一端與第一桿3固定連線，從而形成開門四連桿機構。為清晰說明該實施例所述底門裝置的工作原理，請一併參見圖3，該圖示出了該底門裝置的工作機構原理圖；其中，圖3a所示為底門關閉狀態；圖3b所示為底門打開狀態。
如圖3所示，所述第七鉸點G置於第三鉸點C和第五鉸點E之間，所述第六鉸點F置於第三鉸點C的上方；由第三桿5、第四桿6和第五桿7以及第六鉸點F和第三鉸點C之間的第一底門1構成一個四連桿機構，結合機械原理分析，第六鉸點F和第三鉸點C之間的第一底門1即為機架，第四桿6即為連桿，第三桿5和第五桿7即為連架桿。
開門操作時，當外力作用於第三桿5、第四桿6或第五桿7上時，該外力均可作用於第一桿3，以便於所述第一桿3繞第三鉸點C轉動；第一桿3通過第四鉸點D使得第二桿6產生彈性變形通過第三鉸點C、第四鉸點D和第五鉸點E形成的死點位置，從而使得兩底門在貨物自重的作用下打開；至此，完成開門操作。關門操作反之亦然。
為確保《貨車及其底門裝置》所述貨車底門裝置能夠處於可靠的關閉狀態，在第一底門1上設定有限位部件8，當底門處於關閉狀態時，所述第三鉸點C內側的第一桿3的上表面與其相抵接，以進一步提高底門自鎖功能的穩定性。所述限位部件8可以為限位塊、板，可以說只要能限制第一桿3逆時針轉動導致底門非正常開啟均在《貨車及其底門裝置》的保護範圍內。
眾所周知，零部件在加工過程中難免會存在加工誤差，為此，該限位部件的高度可以調整，以消除相關部件的加工裝配誤差，進一步可降低零部件的加工成本。
如圖2a和圖2b所示，所述限位部件8由連線附座81和調節螺釘82組成，請一併參見圖4，其中，所述連線附座81可以焊接或螺紋連線在所述第一底門1上，形成可靠的固定連線關係；該連線附座81上開有螺紋孔，所述調節螺釘82與所述連線附座81螺紋連線，以便於軸向調整該調節螺釘頭與第一底門1之間的位置，調整鉸接點D、C和E所形成的偏心距；若鉸點D高於理想偏心位置時，可將該調節螺釘82旋入連線附座81；若鉸點D低於理想偏心位置時，可將該調節螺釘82旋出連線附座81。
另外，為便於管理貨位存放的貨物，理論上需要貨物準確地經車箱中部卸出至軌下的貨位。為此，相對於第一鉸點A和第二鉸點B之間連線的垂直平分線，所述第三鉸點C和第五鉸點E分別設定在該垂直平分線的兩側且對稱設定；這樣，在所述第一底門1和第二底門2的打開或關閉過程中，兩者的運動軌跡一致，從而確保貨物經車箱中部卸出至位於軌下的貨位。
如圖所示，伸縮驅動部件的一端與車箱鉸接於第九鉸點I，另一端與第三桿5和第四桿6鉸接於一點：第七鉸點G；該伸縮部件處於收回位置時，底門為關閉狀態；該伸縮部件處於伸出位置時，底門為打開狀態。
具體地，如圖所示，伸縮驅動部件具體為氣動伸縮缸9；實際上，伸縮驅動部件也可以採用液壓缸。為適應鐵路貨車自身的動力源，採用氣動伸縮缸為最優方案。
特別說明的是，該實施例中提供的貨車底門裝置中，各桿件和各鉸點的設定不局限於圖中所示的位置關係，它也可以相對於圖示位置鏡像設定，均能實現《貨車及其底門裝置》的發明目的。
《貨車及其底門裝置》提供的貨車，包括設定在車箱底部的如前所述的貨車底門裝置。該貨車的發明點在於具有較大開度的貨車底門裝置，其他部件與現有貨車的組成和連線關係相同，在此不予贅述。
綜上，《貨車及其底門裝置》通過一個開門四連桿機構施加開門作用力，所述底門處於開門位置時，不會發生驅動元件與相鄰部件相抵或重合的問題，因此，在有限的空間結構下可以獲得較大的門口開度，進而提高了貨物的卸貨效率。
榮譽表彰
2014年3月27日，《貨車及其底門裝置》獲得第十五屆中國專利獎優秀獎。
