[发明专利]一种基于仿生结构的低噪声高速列车受电弓

说明书

本发明公开了一种基于仿生结构的低噪声高速列车受电弓，包括弓角、弓头支架、接触碳滑板、支架杆、上臂杆、下臂杆、底架和绝缘子，所述绝缘子设置在底架底部，所述下臂杆的一端设置在底架上，所述上臂的一端铰接在下臂杆的另一端，所述弓头支架铰接在上臂的另一端，所述碳滑板设置在弓头支架的两端，所述弓角固定在碳滑板的两端，所述支架杆设置在弓头支架上，且设置在碳滑板之间。本发明基于仿生结构对受电弓弓头杆件形状进行改进有效地控制了弓头气动噪声，保证了受电弓结构稳定性与电力功能特性不受影响，减轻了高速列车受电弓气动噪声对周边环境的干扰。

技术领域

本发明属于轨道列车装备技术领域，具体为一种基于仿生结构的低噪声高速列车受电弓。

背景技术

近年来，我国高速铁路事业蓬勃发展，从家喻户晓的“和谐号”高速列车到最新研制的“复兴号”，高速列车的运行速度进一步提升，与此同时，高速列车产生的噪声越来越大。据高速列车噪声统计分析发现，当高速列车行驶速度超过300km/h时，气动噪声将在高速列车所有噪声中占据主导地位，而高速列车受电弓部位是高速列车主要的气动噪声源之一，高速列车受电弓气动噪声传到车内会影响车内乘客的乘坐舒适度，传到车外会给沿线周边环境带来严重的噪声污染。

受电弓由多种细长圆柱杆件组成。高速列车在行驶过程中，垂直于速度方向的受电弓杆件切割流场在杆件表面造成脉动压力而产生气动噪声，其中受电弓弓头是造成高速列车受电弓气动噪声的主要噪声源。目前国内针对降低高速列车受电弓气动噪声采取了很多措施，例如部分学者在受电弓上加装导流罩，从而遮蔽受电弓以降低气动噪声，但是该方法中的导流罩自身会成为比较严重的噪声源，且严重影响受电弓结构稳定性与电力功能特性；部分学者通过减少受电弓杆件数量的方式来降低气动噪声，但该方法会破坏受电弓的结构稳定性；还有部分学者对受电弓杆件的截面进行优化，取得一定的降噪效果，但杆件截面尺寸复杂，不便于工业应用，有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于仿生结构的低噪声高速列车受电弓。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于仿生结构的低噪声高速列车受电弓，包括弓角、弓头支架、接触碳滑板、支架杆、上臂杆、下臂杆、底架和绝缘子，所述绝缘子设置在底架底部，所述下臂杆的一端设置在底架上，所述上臂的一端铰接在下臂杆的另一端，所述弓头支架铰接在上臂的另一端，所述碳滑板设置在弓头支架的两端，所述弓角固定在碳滑板的两端，所述支架杆设置在弓头支架上，且设置在碳滑板之间。

优选地，所述支架杆为环状波纹结构。

优选地，所述支架杆包括若干环状波纹单元体，相邻环状波纹单元体间距为4-8mm，波纹深度为1-4mm。

优选地，所述支架杆横截面为椭圆形。

优选地，所述支架杆椭圆形横截面长短轴比例为2：1，长轴沿着受电弓运行方向。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1)本发明能够有效降低高速列车行驶过程中受电弓弓头部位的气动噪声，增加车内乘客的乘坐舒适度，降低给沿线周边环境带来的噪音；

2)本发明未改变常用受电弓的结构，无需在受电弓自身安装额外部件，保证了受电弓结构稳定性与电力功能特性不受影响，满足最佳弓网受流要求；

3)本发明受电弓杆件表面仿生结构制造工艺简单，易于实现，且仿生结构不会增加任何污染排放。

附图说明

图1为本发明的一种基于仿生结构的低噪声高速列车受电弓的结构示意图；

图2为图1中所示受电弓的支架杆；

图3为图2中所示支架杆表面A部放大示意图；

图4为图3中B-B截面视图；