列車站臺門及門鎖的制作方法研究

余輝

（上海軌道交通十四號線發(fā)展有限公司，上海 200235）

軌道交通的發(fā)展使安全成為交通過程中最重要的問題，列車在進(jìn)站停靠或出站時，可以通過站臺門保證乘客和列車的安全，而由于種種原因，列車可能會出現(xiàn)停靠位與開門位置無法對證的情況。站臺門的門鎖則需通過單元系統(tǒng)應(yīng)對緊急情況，現(xiàn)有閉鎖機(jī)構(gòu)的自動解鎖裝置還存在一些技術(shù)上的問題，需要通過研究與改進(jìn)，提供新的軌道交通站臺門門鎖，為列車和乘客保駕護(hù)航。

站臺門門鎖的工作原理是將鎖扣固定在滑動門上，將電子鎖安裝在固定的門楣上，當(dāng)滑動門處于關(guān)閉狀態(tài)時，門鎖應(yīng)當(dāng)與該鎖舌鎖扣在理論上剛好配合，前后左右各方向因有2～3mm的間隙。通過鎖扣鎖緊鎖舌，使門自動處于閉合狀態(tài)。滑動門在關(guān)閉時，需要通過電子鎖進(jìn)行吸合和釋放，鎖舌和鎖扣的配合度是滑動門開關(guān)的重要動力部件。目前，站臺門的門體組件一般都是由活動門和固定門構(gòu)成，并且當(dāng)關(guān)門時，兩扇活動門相互合攏，由閉鎖機(jī)構(gòu)鎖緊，防止外力作用打開；而當(dāng)開門時，閉鎖機(jī)構(gòu)可以自動解鎖，兩扇活動門相互分離。

但是，現(xiàn)有的閉鎖機(jī)構(gòu)的自動解鎖都是通過電磁鐵或者其他需電源的電子元件來實現(xiàn)其解鎖功能。如中國專利申請?zhí)枮?01020656124.2公開了一種軌道交通站臺屏蔽門鎖定解鎖裝置，包括鎖座和安裝在鎖座上的鎖定機(jī)構(gòu)、電磁解鎖機(jī)構(gòu)、手動解鎖機(jī)構(gòu)和信號發(fā)生機(jī)構(gòu)。鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置在鎖座的前側(cè)面，包括對稱設(shè)置的左右鎖塊和左右鎖舌，左右鎖塊和左右鎖舌分別可轉(zhuǎn)動地安裝在鎖座上，左右鎖塊之間連接有鎖塊復(fù)位彈簧，左右鎖舌之間連接有鎖舌復(fù)位彈簧，左鎖塊和左鎖舌之間形成鎖定和解鎖關(guān)系，右鎖塊和右鎖舌之間形成鎖定和解鎖關(guān)系。通過左右鎖塊限定與活動門連接的活動門限位銷實現(xiàn)活動門的鎖定和解鎖。軌道交通屏蔽門在解鎖打開時，通常靠控制器控制電磁體通電后的帶動電磁解鎖支架運動，從而帶動鎖舌傳動銷動作，解開對左右鎖塊的限制，在斷電或電源關(guān)閉后，就會失去自動解鎖力，從而留下安全隱患。電磁鐵本身故障率較高，壽命較短；同時，電磁鐵過熱條件下容易出現(xiàn)卡死、燒毀的情況。此外，電磁鐵會受到電流的影響，故障率進(jìn)一步提高；在氣溫低的工況下，會有凝露（水珠）現(xiàn)象，也會對其使用壽命有影響。

1 解決方案

取消電磁鐵（解鎖的動力源），利用門體負(fù)載驅(qū)動源（帶動門體打開/關(guān)閉的電機(jī)）實現(xiàn)對負(fù)載（門體）解除鎖定，在提高設(shè)備安全性及可靠性的同時降低成本。電磁鐵鎖的解鎖需要依靠動力源（電磁鐵）來實現(xiàn)，無源鎖可以利用門體原有的驅(qū)動源，加上空行程機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)無源鎖的解鎖。

2 機(jī)械運動解鎖，可靠性高

原電磁鐵驅(qū)動鎖體解鎖后，門體驅(qū)動電機(jī)帶動傳動機(jī)構(gòu)動作，從而帶動門體打開。門體解鎖和門體打開分別有動力源，門鎖和門體之間只有時間關(guān)系（先解鎖，后開門），沒有其他關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在方案：空行程+鎖方案，無源鎖（沒有動力源）解鎖與開關(guān)門傳動機(jī)構(gòu)之間存在聯(lián)系：無源鎖的解鎖本身沒有動力源，通過設(shè)計空行程，利用門體開閉的動力源驅(qū)動解鎖，減少了一套動力源。具體為：門體電機(jī)帶動傳動帶（或鏈）上的空行程結(jié)構(gòu)的部件A運動一個距離L（空行程）后，被部件B限位（懸掛后的門與部件B固定連接），同時，在部件A運動距離L的過程中，通過位移傳遞的部件C，傳遞出一段解鎖行程（可以是水平方向、垂直方向，甚至是轉(zhuǎn)動方向），實現(xiàn)解鎖，然后，部件A帶動部件B和門一起沿傳動方向運動，實現(xiàn)開門。附現(xiàn)有上空行程方案圖（如圖1所示）。

圖1 上空行程方案圖

部件B與懸掛的門體固定連接，門的重量由懸掛導(dǎo)軌支撐，同步帶與部件A固定連接，部件A能沿部件B水平運動（如下圖所示）。部件A的后部連接有位移傳遞部件C。當(dāng)門鎖定時，在彈簧的作用下，部件A與部件B之間間隔一個彈簧的距離，開門時，電機(jī)啟動，帶動同步帶向左（圖中箭頭方向）運動，部件A隨著同步帶克服彈簧力向左運動，直到被部件B限位，假定運動距離為L，這個過程中，部件A帶動位移傳遞部件C的擺臂向右上擺動（水平位移為X），該水平位移為X大于上面門鎖的解鎖行程，實現(xiàn)門鎖的解鎖。然后（解鎖后才發(fā)生），由于電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，同步帶對部件A施加向左的力，帶動部件B和門一起向左運動，實現(xiàn)開門。

特點：門鎖通過門自身的傳動機(jī)構(gòu)和空行程解鎖，無須另外一套動力源。

（1）隨負(fù)載（門體）的傳動機(jī)構(gòu)運動的空行程機(jī)構(gòu)；該空行程機(jī)構(gòu)滿足：能產(chǎn)生相對位移的部件A和部件B，位移傳遞的部件C，傳動機(jī)構(gòu)帶動部件A先運動行程L，該過程中，部件A通過部件C提供解鎖行程。傳動機(jī)構(gòu)可以變化，部件A和部件B的形狀可以變化，位移傳遞的方式可以變化。

（2）傳動機(jī)構(gòu)+空行程+鎖的框架；傳動機(jī)構(gòu)帶動空行程的部件A先運動行程L，該過程中，部件A通過部件C提供解鎖行程，實現(xiàn)鎖閉部件解鎖，然后，部件A帶動部件B及其上的負(fù)載（門體）一起運動。

（3）空行程+鎖。

（4）鎖本身。

（5）優(yōu)化方案中的一些關(guān)鍵零部件。

帶動負(fù)載的傳動機(jī)構(gòu)擴(kuò)展方案，如已有的兩門一驅(qū)，可以變化為一門一驅(qū)；傳動鏈條替換傳動帶；螺旋傳動（電機(jī)帶動絲桿螺母，螺母可以視為部件A）替代同步帶傳動等等。也可以采用直線電機(jī)直接帶動部件A。

空行程機(jī)構(gòu)擴(kuò)展方案，能產(chǎn)生相對位移的部件A和部件B有很多結(jié)合方式，位移傳遞部件C可以等比例傳遞位移，可以放大比例傳遞位移，可以傳遞水平位移，傳遞豎直位移。如下圖的空行程機(jī)構(gòu)（如圖2）。

圖2 空行程機(jī)構(gòu)a

由于電磁鐵作為動力的門鎖很容易產(chǎn)生故障，因此，需要對站臺門閘鎖故障進(jìn)行整改，根據(jù)實際故障原因調(diào)整電子鎖墊板的安裝位置，重新調(diào)整鎖舌，以保證站臺門的順利開關(guān)。在列車運營期間，可以利用站臺側(cè)用內(nèi)六角扳手及螺絲刀對鎖扣進(jìn)行調(diào)整，提高鎖舌與鎖扣的配合度，在此之前，需要檢查滑動門的開關(guān)狀態(tài)，在判斷鎖舌的位置后再重新安裝調(diào)整，并通過長時間的觀察與跟蹤，測試改造方案是否運行良好，提高列車站臺門門鎖的利用率，保證各部分零件的配合緊密。