地铁车辆全自动车钩电连接器操纵机构优化设计
轨道车辆车钩优化设计方案
轨道车辆车钩优化设计方案引言轨道车辆车钩是铁路货运中必不可少的组件之一，它可用于连接车辆，通过拖拽从而完成铁路货物的运输。
在铁路货运行业中，车钩的重要性不言而喻。
因为它是整个铁路运输系统中最基本的连接件之一。
本文将详细介绍轨道车辆车钩的设计方案和优化方案。
传统车钩设计在传统的铁路运输中，车钩通常采用类似于弧形的形状，两个车钩相互连接后，通过转动以及锁定的方式来确保铁路运输的平稳和稳定。
传统车钩的设计虽然简单，但是在使用过程中存在着一些缺陷。
•需要进行频繁的保养维修。
•连接车辆时需要人工介入，效率较低•在箱型运输中，车钩设计不够适用。
传统车钩因为存在上述问题，已经逐渐被一些新型的车钩所替代。
新型车钩设计自动车钩自动车钩采用自动连接、自锁、自卸的设计，可以根据车辆的运动状态自动完成连接和锁定的操作，大大的提高了铁路货运的效率。
这种车钩的特点是没有独立的拉伸杆，可以与传统口型车钩混合使用，因此在许多铁路局的货车中得到了广泛的应用。
箱型自动车钩箱型自动车钩是适用于箱型运输的新型车钩，在传统车钩的基础上进行改进，具有更稳定的性能。
这种车钩能够承受更大的载荷和惯性力，让箱型运输更加稳定和安全。
同时，它还具有自动连接、自锁、自卸的特点，大大提高了铁路货运的效率。
车钩的优化方案虽然新型车钩已经在很大程度上解决了传统车钩存在的问题，但是它们仍然可以更好的优化，使其在使用过程中更加高效、稳定和安全。
新材料的应用新材料的应用可以让车钩更加轻盈而坚固，同时能够承受更大的载荷。
采用新型材料可以减轻车钩的自重，从而减少车钩对车辆的对重，从而降低运输过程中的摩擦、阻力和惯性力，提高速度和有效载荷。
智能化设计智能化的车钩设计可以实现车辆之间的自动化连接，使运输效率更高。
在车钩上搭载传感器、控制芯片和通讯模块等智能化元件，可以实时对车钩的状态进行监测和控制，从而更好的保障运输安全和效率。
涂层改进车钩表面涂层的改进可以使得车钩表面更加光滑，从而减少摩擦力和阻力，提高搭载效率。
关于城市轨道车辆车钩连接器的优化探讨
关于城市轨道车辆车钩连接器的优化探讨摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市轨道也开始得到普及和迅速发展，城市轨道的迅速发展在一定程度上推动了城市和社会的发展，同时也极大地完善了社会公共基础设施。
车钩连接器是轨道车辆闯红灯时需要用到的重要零件，车钩连接器可以为为轨道车辆提供自动化和连续性的信号，还能够提高城市轨道车辆的安全性，但是如果车钩连接器长时间使用，触头容易出现损坏，从而影响城市轨道车辆的正常运行。
本文对城市轨道车辆车钩连接器的优化进行探讨，通过初次优化、二次优化、三次优化等多次优化，为城市轨道车辆的正常运行提供更好的保障。
关键词：城市轨道车辆；车钩连接器；优化策略前言当前，国内许多一线甚至二线城市中，城市轨道应用的范围越来越广，城市轨道的应用有利于便利人们的出行，有效缓解城市内部的交通压力，减轻交通对于城市环境的不良影响，推动城市更快更好地向前发展。
但是就当前许多城市轨道车辆的使用情况来看，车钩连接器触头损坏是城市轨道车辆常见的问题，只有重视不断优化城市轨道车辆触头，才能更好的做好城市轨道车辆的保障工作。
一、城市轨道车辆车钩连接器的应用现状分析车钩连接器是城市轨道车辆零件当中的重要零件，一般来说，城市轨道车辆主要在国内一二线城市，当前国内车钩连接器技术不过硬，因此，国内城市轨道车辆的连接器基本都是从国外进口，这种进口的车钩连接器不仅价格昂贵，使用周期也较长，一般来说短时间内不会出现问题，但是一旦车钩连接器出现问题，依照国内的技术水平无法快速有效地解决。
此外，当前车钩连接器触头损坏是车钩连接器最为常见的一个问题，一旦车钩连接器触头出现损坏问题，那么城市轨道车辆很可能出现丢失信号的问题，从而影响城市轨道交通的有序运行。
对于当前城市轨道车辆车钩连接器触头容易损坏的问题，我国必须提高城市轨道交通车钩连接器的研发和创新，减少对国外车辆连接器的依赖性，扩大国内供求，积极研发自主品牌。
从而为国内轨道交通发展提供更坚实的保障。
地铁列车全自动车钩介绍
全自动车钩-组成-电气连接器（电气钩）
• 电气钩头由壳体、开盖机构、前盖、绝缘台、触点、前端密封、二次定位和导向杆 座等构成。
全自动车钩-组成-电气连接器（电气钩）
• 推送机构采用了直推的方式，如下图所示，主要由导向杆、推送气缸和气 缸悬挂部件组成。 导向杆保证了电气车钩能够按照设计的轨道运动，推 送气缸提供退出和缩回的驱动力，气缸悬挂保 证了气缸安装和弹性行程 的需要。推送气缸具有自锁功能，在推出和缩回时能够自动锁定，以防止 在没有空气压力或气压不足时电气车钩能够保持在动作位
全自动车钩-组成-机械钩头
• 机械解钩可以由两种方式进行，即自动（远程） 或手动（轨道侧）完成。在上述两种解钩时， 旋 转钩板转到解钩位置。当旋转钩板达到特定的位 置时，钩板上的键开始将联挂连杆从对方的旋转 钩板中推出并与凹槽分离。这时就可分离车辆。
• 自动解钩是通过激活安装在机械车钩上的远程解 钩装置来完成的。远程解钩装置的活塞推动 旋转 钩板转动。
全自动车钩-组成-机械钩头
• 全自动车钩体上装有主风管连接器和解钩风 管连接器。主风管连接器用于列车主供风管 路的 连接，可在列车连挂时自动打开列车管 路，在列车分解时自动关断风路。
• 解钩风管连接器用于自动解钩操作时与 解钩供风管路连接，解钩风管连接器为直通 式的，没有自动连通和关闭功能。
全自动车钩-组成-机械钩头
地铁列车全自动车钩介绍
地铁列车车钩分类
• 地铁列车上使用的车钩分为：全自动车钩 、半自动车钩和半永久牵引杆。
本PPT仅介绍全自动车钩，其余两个比较简单，可以参照了解结构及原理
地铁车辆车钩钩尾座统型优化
地铁车辆车钩钩尾座统型优化发布时间：2021-11-26T06:46:15.549Z 来源：《中国建设信息化》2021年第14期作者：王永光[导读] 城市轨道交通车辆的车钩装置按照车辆牵引连挂装置的连接方法不同，可分为自动车钩、非自动车钩和半永久性牵引杆。
王永光青岛地铁集团有限公司运营分公司，山东青岛 266000摘要：城市轨道交通车辆的车钩装置按照车辆牵引连挂装置的连接方法不同，可分为自动车钩、非自动车钩和半永久性牵引杆。
地铁车辆车钩缓冲装置通过钩尾座安装于车体上，钩尾座的一端与车体连接，另一端与缓冲器壳体连接，钩尾座作为车钩主要承载结构，用于承载车钩的拉伸力、缓冲力。
传统钩尾座设计方案因安装尺寸限制，车钩安装螺栓与钩尾座设计间隙很小，极易发生干涉，较多项目出现钩尾座装车后和安装螺栓发生接触干涉，需要拆卸车钩并对钩尾座进行打磨，造成一定的返工量。
本文基于标准地铁列车车钩统型设计要求，分析传统钩尾座设计的局限性，开拓设计思路，提出了一种新型钩尾座设计方案。
关键词：地铁车辆；钩尾座；结构优化；统型引言车钩装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一，它是用于连接各个车厢，连通列车内部的风路，电路和机械，从而使车辆形成一个整体。
而车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，机车或动车相互连挂，传递牵引力，制动力并缓和纵向冲击力的车辆部件。
它由车钩，缓冲器、钩尾框，从板等组成一个整体，安装于车底架构端的牵引梁内。
为了保证车辆连挂安全可靠和车钩缓冲装置安装的互换性，我国铁路机车车辆有关规程规定：车钩缓冲器装车后，两相邻车辆的车钩水平中心线最大高度差不得大于75mm。
文章基于传统地铁车辆车钩钩尾座存在的一些不足，通过结构优化、有限元分析及试验验证，提出了一种新结构的钩尾座，解决了传统钩尾座只能采用内六角螺钉紧固而导致紧固工具易损坏及螺栓头与钩尾座壳体接触干涉问题。
1传统车钩安装结构及存在的问题传统车钩主要由连挂系统、压溃管吸能单元、缓冲器壳体、车钩钩尾座等部件组成传统钩尾座满足压缩屈服强度≥1250kN，拉伸屈服强度≥850kN；其安装尺寸为300mm×220mm（长×宽），安装螺栓规格为M36；其设计考虑车钩可实现水平旋转±25°，垂直旋转±6°。
新型地铁全自动车钩
新型地铁全自动车钩随着城市化进程的不断加速，交通方式已成为人们日常生活中最为重要的问题之一。
而地铁作为城市重要的交通方式之一，已经成为了人们出行的首选之一。
尽管地铁建设发展迅速，但在高峰期、换乘期间，地铁车厢内还是会出现拥挤情况。
特别是在进出车厢时，由于人流拥挤，乘客无法迅速收回手中的车钩，大大降低了地铁的安全和通畅程度。
为解决这一烦恼，新型地铁全自动车钩应运而生。
一、新型地铁全自动车钩的设计新型地铁全自动车钩是一种新型的车厢配备设备，它不仅可以帮助乘客快速进出车厢，还可以提高车厢的运送安全性和通畅程度，并且纵向自动联锁，使得地铁乘客更加安全。
1. 系统组成新型地铁全自动车钩主要由感应器、接驳杆及联锁机构等部分组成。
其中，感应器位于车站门厅地面上，当乘客手中携带车钩进出车站时，感应器会自动启动、进入工作状态，通过与车厢交换门配套的接驳杆的联锁机构来实现开门和关门的控制，实现自动联锁。
2. 操作方式当乘客手中携带着车钩进入门厅时，感应器会自动感知到车钩的存在并开始工作。
当乘客离开感应器的感知范围时，车钩会自动的伸出，不用再手动抬高车钩进行收钩操作。
与传统车钩不同，新型地铁全自动车钩不仅自动升降，还有自动落下的功能。
当乘客进入车厢时，车钩会自动落下，让乘客尽快进入车厢。
当乘客手中的车钩离开感应器的范围时，车钩会自动升起，不会再卡住乘客，增加进出车厢的速度和安全性。
3. 特点新型地铁全自动车钩不仅实现了车钩的自动升降，还具有车钩自动落下的功能。
这一设计创新不仅节省了乘客的时间，而且大大提高了地铁车站的安全。
新型车钩还可以互相连接，形成一个完整的车站安全保护系统。
二、新型地铁全自动车钩的应用1. 出行安全新型地铁全自动车钩作为地铁车站配备的重要组成部分，其设计方案使乘客更加安全地出行。
新型车钩内置联锁机构可以在纵向维度上自动联锁，乘客出入车厢后不容易落钩，可以有效地避免车钩卡住乘客造成的安全事故。
2. 减缓拥挤新型地铁全自动车钩的运用还可以减缓地铁车厢内的拥挤情况。
轨道车辆车钩优化方案
轨道车辆车钩优化方案背景介绍轨道车辆的车钩是连接各车厢的重要部件，直接影响着列车的牵引性能、行车安全和舒适性。
当前车钩的设计和制造存在一些缺陷和不足，并不能满足高速、多车型的实际需求。
因此，针对车钩问题的优化方案是迫切需要的。
车钩问题分析问题一：多车型适应性差目前的车钩设计大多是针对单一车型，随着轨道交通种类的增多，不同车型之间的互换和连接会出现适配问题。
问题二：耐久性和可靠性不足车钩在使用过程中需承受各种复杂的力学作用，容易出现裂纹、变形、腐蚀等问题，导致使用寿命短，可靠性降低。
问题三：噪音和震动过大车钩的设计中未考虑到噪音和震动的控制，容易影响列车的运行稳定性和乘客的舒适性。
优化方案方案一：车钩结构的优化和标准化针对问题一，需要对车钩结构进行优化和标准化设计，使之能够适配多种车型。
采用统一的接口标准，同时考虑信息化技术的应用，提高车钩的互换性和连接性，降低车钩更换成本和时间。
方案二：材料和制造工艺的改进针对问题二，需要改进车钩的材料和制造工艺，提高车钩的耐久性和可靠性。
采用高强度、耐久的材料，并采用先进的制造工艺和检测技术，确保车钩质量良好，经久耐用。
方案三：噪音和震动的控制针对问题三，需要对车钩的设计和安装进行优化，避免产生噪音和震动。
采用减震、减噪材料和技术，改进车钩的支撑和连接方式，以降低噪音和震动，提高列车的运行稳定性和乘客的舒适性。
结语针对当前轨道车辆车钩存在的问题，我们提出了一套完整的优化方案。
通过车钩结构的优化和标准化、材料和制造工艺的改进、噪音和震动的控制，可以有效提高车钩的适应性、耐久性和可靠性，为轨道交通的运行和发展做出贡献。
关于城市轨道车辆车钩连接器的优化探讨
内燃机与配件0引言目前，在我国很多一二线城市当中，城市轨道的应用越来越普遍。
城市轨道交通能够更加便利人们的出行，还能够有效的缓解城市交通压力，减少环境污染，进一步推动城市取得更好的发展。
但是就目前城市轨道车辆应用现状来看，车钩连接器触头电腐蚀问题是城市轨道车辆应用中亟待解决的重要问题，只有重视对城市轨道车辆车钩连接器的持续完善与优化，才能够保障城市轨道交通更加安全、可靠、高效运行。
1城市轨道车辆车钩连接器的应用现状分析在城市轨道车辆的零部件当中，车钩连接器是城市轨道车辆的重要构件。
通常情况下，城市轨道车辆的零部件都从国外进口而来，不仅具有高昂的价格，而且周期也非常地长，一旦车钩连接器产生问题，那么不容易及时、有效的解决。
与此同时，在目前，城市轨道车辆车钩连接器很容易出现的问题就是触头电腐蚀问题，这个问题一旦发生，就容易导致城市轨道车辆出现丢失信号的问题，从而对城市轨道车辆的有序、正常的运行产生非常不利的影响。
面对当前城市轨道车辆车钩连接器应用现状和问题，我国必须要重视对城市轨道车钩连接器进行研发与创新，减少对外国进口车钩连接器的依赖，扩大内需，积极发展自主品牌，从而为我国城市轨道车辆的正常运行提供良好的保障。
此外，由于我国在研发与创新城市轨道车钩连接器缺乏一定的经验与技术，技术人员在开发、改进与运用方面需要不断的实验和改进，最终研发出更能够符合我国城市轨道车辆正常运行所需的车钩连接器等零部件，优化与提升车钩连接器的应用性能，推动我国城市轨道车辆的更好应用。
2城市轨道车辆车钩连接器优化的方略探究为了能够更好的优化城市轨道车辆车钩连接器出现的问题，减少或者消除我国城市轨道车辆零部件全进口的依赖性，推动城市轨道车辆运行更加可靠与安全。
我国在优化车钩连接器方面必须要进行不断改进、研发与创新，通过反复的实践与应用，不断优化、完善与升级车钩连接器的性能，为城市轨道车辆的更好运行提供更加安全的保障。
下面对城市轨道车辆车钩连接器优化的方法与策略进行有效的探究与分析：2.1车钩连接器的首次优化城市轨道车辆的车钩连接器触头主要有两种，其分别为按钮式与插针式。
CRH5型动车组全自动车钩控制系统
电路连挂反馈部分由２个装在电气车钩１和２推 ·２０ ·
送机构上串联的两位 三 通 机 控 阀 Ｖ６ 和 Ｖ７ 与 推 送 机 构构成。在进行全自 动 车 钩 解 钩 时，推 送 机 构 缩 回 使 其特殊 设 计 的 弹 性 板 压 缩 Ｖ６ 和 Ｖ７，使 Ｖ６ 和 Ｖ７ 处 于压缩位，连通通往解钩汽缸的气路。因 为 Ｖ６ 和 Ｖ７ 为串联状态，所以只有在 Ｖ６和 Ｖ７都被压缩时才能连 通解钩气路。在电气 车 钩 连 挂 时，电 路 连 挂 反 馈 功 能 可确保机械连挂不会 被 气 动 解 钩，只 有 在 确 认 电 气 车 钩缩回时才能进行气动解钩。
１ 控 制 系 统 结 构 介 绍
图１ 为 控 制 系 统 原 理 图，以 待 挂 状 态 示 出。 控 制 系 统 按 照 功 能 可 划 分 为 气 动 控 制 单 元 、气 路 连 通 反 馈 、 机械连挂反馈和电路 连 挂 反 馈 ４ 个 部 分，通 过 气 路 管 系将４个 部 分 连 成 一 个 整 体。 控 制 系 统 采 用 气 动 控 制 ，与 车 体 接 口 为 气 动 控 制 信 号 ，司 机 只 需 要 控 制 气 路 开闭即可控制全自动车钩的连挂与分解。
Ｖ６．电 气 车 钩 左 侧 机 控 阀 ；Ｖ７．电 气 车 钩 右 侧 机 控 阀 ； Ｖ８．两 位 三 通 阀 ；Ｖ９．两 位 五 通 阀 。
图 １ ＣＲＨ５ 型 动 车 组 全 自 动 车 钩 控 制 系 统 （待 挂 状 态 ）
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Байду номын сангаас
全自动车钩广泛 应 用 于 铁 路 客 车、动 车 及 地 铁 轻 轨 列 车 ，通 常 用 于 列 车 头 尾 两 端 ，以 实 现 列 车 与 列 车 之 间 的 重 联 及 救 援 操 作 ，也 用 于 列 车 内 部 车 组 之 间 ，以 方 便车组之间的连挂 分 解。 全 自 动 车 钩 将 机 械 连 挂、气 路和电路系统的连通 集 成 在 一 起，实 现 列 车 之 间 的 自 动连挂。
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设置于列车端部的全自动车钩能够实现车辆之 间电路和气路的自动连接，在 2 列车连挂运行、救援 以及库 内 调 动 车 辆 时 全 自 动 车 钩 发 挥 着 重 要 作 用［1］，Scharfenberg330 型全自动车钩的结构如图 1 所示。当 2 列车连挂时，机械钩头首先完成连挂，然 后是位于车钩下方的电连接器操纵机构开始动作， 推动电连接器向前运动插入到另一端车钩的电连接 器座中，从而实现列车之间的牵引线路、控制线路和 各种信号线路的连接。解钩时，电连接器先导轨 和机构座固定在机械钩体下方的吊杆上。风缸缸体 通过销轴铰接在机构座上，并能够围绕销轴做一定 角度的摆动。活塞杆头部和缸盖上的 2 个连杆将风 缸和电连接器相连。
1 － 机械钩头； 2 － 牵引杆； 3 － 压溃变形管； 4 － 对中装置； 5 － 电连 接器； 6 － 电连接器操纵机构。
（ 编辑： 林素珍）
收稿日期： 2012 － 02 － 06
编译自日刊《ＲＲＲ》2010，№． 6 彭惠民 译 林 春 校 （ 编辑： 李琳琳）
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（ 上接第 28 页）
4 结束语
图 7 优化前后铰接点 A 处所受推力
置决定； 铰接点 B 的 xb 变化范围由装接头的调节范 围决定； 为避免连杆 1 在转动过程中与机构座发生
干涉，yb 的最大值不能超过机构架下方的坐标值； C 点的坐标值由连杆 1 和连杆 2 的铰接位置决定。
为防止风缸摆动过程中，缸盖或活塞杆与机构座
发生干涉，要求摆转角度小于等于 24°。此外，为保证
机构 具 有 良 好 的 传
力性能，设计时通常
应使最小传动角 γmin ≥40°； 对于高速和大
功率的传动机构，应 使 γmin ≥50°［3］，在此 使连杆 1 和连杆 2
在铰接点 E 处的传
动角 γmin≥40°（ 见图
图 6 铰接点 E 处的传动角
6） 。将上述 2 个条件作为机构优化设计的约束条件。
地铁轻轨
轨道交通装备与技术 第 2 期 2014 年 3 月
文章编号： 2095 － 5251（ 2014） 02 － 0027 － 02
地铁车辆全自动车钩电连接器操纵机构优化设计
廉 超 郭晓晖 侯传伦 张晋伟 （ 南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏 常州 213125）
摘 要： 阐述了地铁车辆用全自动车钩电连接器操纵机构的结构和工作原理。在 ADAMS 中建立了参数化模型，以电连接器的压紧力为优化目标，对操纵机构的位置 布置和几何参数进行优化设计，为改进机构设计提供了依据，具有较强的实用性。 关键词： 全自动车钩； 电连接器操纵机构； 优化； 建模； 仿真 中图分类号： U270． 34 文献标识码： B
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在 ADAMS 软件中建立了地铁车辆用全自动地 铁车钩电连接器操纵机构的虚拟样机，通过对操纵 机构各铰接点位置坐标的参数化处理以及优化分 析，完成了对机构的受力分析和 3 个关键铰接点位 置布置的优化。优化后推力输出曲线显著改善，能 够增强电连接器的密封性。只需要修改连杆 1、连 杆 2 和转接器的结构尺寸，无需更改风缸、电连接器 等其他零部件结构即可达到优化效果，便捷实用。 参考文献：
文章编号： 2095 － 5251（ 2014） 02 － 0052 － 01
降低车体垂向振动的新装置
［日本］菅原能生 小島崇 风户昭人 森下隼人
DOI:10.13711/32-1836/u.2014.02.021
通常情况下，为提高铁道车辆垂向振动舒适度， 体模式的振动对乘车舒适度有很大的影响。为降低 一般认为减轻（ 与车体一阶弯曲振动频率类似） 频率 这种车体刚体模式的振动，日本铁道综合技术研究所 接近 4 ～ 8 Hz 范围的弹性振动是有效的方法。但是， 开发了一种新系统（ 见图 1） ，在该系统中，将可变阻 利用一些对策降低了弹性振动的车辆，以及在轨道很 尼油压减振器与空气弹簧并列安装，根据车体的振动 不平顺的线路区间运行的车辆在多数情形下，车体刚 来调控减振器的衰减力，以抑制车体振动。
（ 0，0） ，B、C、D、E 分别表示装接头和连杆 1、连杆 2
与缸盖、拉杆与机构座、连杆 1 和连杆 2 的铰接点。
各铰接点的初始位置如表 1 所示。依据操纵机构的
物理模 型 以 及 表 1 所 示 的 初 始 位 置 参 数，在 AD-
AMS / View 中建立虚拟样机，如图 4 所示。虚拟样
各铰接点的位
置是 电 连 接 器 操 纵
机构 布 置 的 重 要 参
数，优化设计的实质
就是 确 定 操 纵 机 构
的最佳布置方案，因 此它 们 必 须 被 确 定
图 3 电连接器操纵机构简图
为参数化建模的参数。各铰接点的空间位置坐标和
相互关系是建立虚拟样机的关键，如图 2、3 中所示，
以转接器与连杆 1 铰接点的位置为坐标系原点 A
式增强其密封性，选取铰接点 A 在机构运动终了时
刻的推力最大为优化的目标函数。为使优化结果易
于实现设计的变更，降低更改成本，选取连杆 1、连
杆 2 和转接器的铰接位置作为优化变量。即选取铰
接点 A（ xa，ya） 、B（ xb ，yb ） 、E（ xe，ye） （ 见图 3） 的坐标 为优化变量。
铰接点 A 的变化范围可由转接器销轴孔的位
图 4 ADAMS 中建立的操纵机构虚拟样机
3 电连接器操纵机构的仿真优化
3． 1 操纵机构的仿真 赋予虚拟样机中各零部件质量属性，设置风缸
活塞杆上旋向相反的 2 个压缩弹簧的刚度值，并将 通入风缸内的压缩空气作为驱动力添加到活塞上。 在虚拟样机中添加 1 个位移传感器，当电连接器达 到最大行程时该位移传感器被触发，系统仿真结束。 通过虚拟样机的仿真得出铰接点 A 所受到的推力 随时间历程的曲线，如图 5 所示。
优化前后的电连接器操纵机构在铰接点 A 处沿
导轨方向的推力如图 7 所示。从图中可以看出优化
后，机构运动终了时铰接点 A 的推力为 2 984 N，比优
化前提高了 34． 7% ，有助于增加电连接器的密封性。
电连接器操纵机构各设计变量值如表 2 所示。
（ 下转第 52 页）
国外科技
轨道交通装备与技术 第 2 期 2014 年 3 月
［1］ 周珑，李维忠． Scharfenberg 密接车钩系统［J］． 城市轨道交通研 究，2008（ 6） ： 58 － 62．
［2］ 廖斌． Scharfenberg 密接式车钩结构及其维修保养［J］． 电力机 车与城轨车辆，2009（ 4） ： 44 － 46．
［3］ 申永胜． 机械原理教程（ 第 2 版） ［M］． 北京： 清华大学出版社， 2005． □
对电连接器操作机构进行简化，得到一个 6 杆 机构，其机构简图如图 3 所示。
2 电连接器操纵机构的参数化建模
基于 ADAMS 的参数化建模通过修改设计变量 参数即可得到不同的设计方案，并且容易通过调整模 型参数而重新构建其他结构形式，有较强的通用性。
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廉 超 郭晓晖 侯传伦等 地铁车辆全自动车钩电连接器操纵机构优化设计 轨道交通装备与技术 第 2 期 2014 年 3 月
图 1 全自动车钩结构
然而由于推力不足，降低了电连接器连接的密 封性，减小了防水和防尘的能力，电气车钩密封性改 造已经成 为 车 辆 整 改 工 作 的 一 个 重 点［2］。 因 此 对 电连接器操纵机构的优化研究，提高电连接器的推 力是解决密封性问题的有效方式。
1 操纵机构的结构和工作原理
电连接器操纵机构安装在机械钩头的下方，主 要由机构座、导轨、风缸、连杆、电连接器等部分构成 （ 见图 2） 。导轨穿过机械钩头的前面板、吊杆和机
图 1 可变阻尼上下移动式减振器的现车安装情况及其减振效果
在既有线上实施的运行试验中，该系统有效发挥 个运行试验区间也改善了大约 3 dB。通过试验，确认
了其功能，使车体刚体模式下振动加速度（ PSD） 的峰 了该系统拥有稳定提高乘坐舒适度的效果。□
值降低到原来的1 / 5左右，舒适度水平（ LT 值） 在整
的密封性能和防水防尘能力降低。在日常的检修过
程中需要耗费大量的人力对电气车钩进行清洁。电
气车钩密封性改造已经成为车辆整改工作的一个重
点。因此有必要对机构进行优化设计，提高机构推
力，增强电连接器的密封性能。
3． 2 操纵机构的优化设计
机构的优化设计必须给定设计的目标函数、约
束条件以及优化变量。通过提高电连接器推力的方
机中定义各铰接点为旋转副，活塞与缸体之间为圆
柱副，电连接器与“大地”之间为滑移副。
表 1 操纵机构铰接点初始位置参数
/ mm
铰接点 A B C D E
X 坐标 0． 0 18． 1 58． 3 62． 3 23． 8
Y 坐标 0． 0 17． 2 17． 2 17． 2 － 60． 5
Z 坐标 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0
变量 DV_1 DV_2 DV_3 DV_4 DV_5 DV_6
表 2 各设计变量优化前后对比
设计点位置 Ax Ay Bx By Ex Ey
优化前 0． 0 0． 0 18． 1 17． 2 23． 8 － 60． 5
/ mm 优化后
－ 3． 5 1． 4 22． 1 17． 3 23． 9 － 65． 7
由图 5 可以看出，开始运动时铰接点 A 处受到 的推力为 2 756 N，随着机构位置姿态的变化，铰接 点 A 处受到的推力开始变大，最大值为 3 029 N。临 近操纵机构运动终止时推力陡降，在终止时推力达 到最小值 2 215 N。推力的减小使得电连接器连接