[0001] 本发明属于高速列车制动技术领域，具体涉及一种高速列车的风阻制动装置及风阻制动控制方法。

[0002] 随着动车组速度越来越快，对于制动的安全性要求也随之提高；风阻制动作为一种新型制动，能够为车辆提供制动力，提升车辆的制动安全性，减小制动距离，在车辆制动过程中，风阻制动装置利用风阻板产生较大的空气阻力，从而实现车辆的减速；由于动车组的两端都是头车，可以实现换向运行，因此在风阻制动执行指令的时候，必须考虑到风阻板的开启与动车组的运行方向一致，才能起到风阻制动的效果，否则可能使风阻板损坏，引发车辆危险。

[0003] 现有的风阻制动在安装的时候，一般来说同一个车辆上至少需要安装两套风阻制动，在车辆制动过程中，开启与车辆运行方向一致的一套风阻制动，另一套风阻制动保持不动；当车辆换向运行的时候，则开启另一套风阻制动装置；或者在同一套风阻制动机构中，将风阻板和驱动机构分成两部分，在车辆制动过程中，仅开启与车辆运行方向一致的半块风阻板，另外半块风阻板保持不动；当车辆换向运行的时候，则开启另一半风阻板；但无论采用上述那种方案，风阻板都不能得到高效的充分利用。

[0037] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

[0038] 需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

[0039] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0040] 实施例一、

[0041] 如图1‑4所示，一种高速列车的风阻制动装置，包括：风阻挡板1以及用于安装在高速列车车顶的升降驱动2和止升组件3；通常情况下，高速列车的车顶设置有安装凹槽，升降驱动2和止升组件3安装在安装凹槽内；所述升降驱动2的输出端铰接于风阻挡板1的中间位置，即风阻挡板1能够以升降驱动2的所在位置为中心，在外力作用下发生左右方向的摆动。

[0042] 当所述风阻挡板1位于低点设定位置时，所述止升组件3作用于所述风阻挡板1，且能够在阻挡驱动4的动作下，限位所述风阻挡板1的左侧和/或右侧；风阻挡板1的低点设定位置通常为升降驱动2在未升降时的初始位置；止升组件3作用风阻挡板1时，有三种限位状态，第一种为限位所述风阻挡板1的左侧，第二种为限位所述风阻挡板1的右侧，第三种为限位风阻挡板1的左侧和右侧；当所述风阻挡板1的左侧或者右侧处于限位状态，且所述升降驱动2驱使风阻挡板1上升后，所述风阻挡板1由水平状态转变为制动的倾斜状态，即风阻挡板1处于初始位置时，风阻挡板1处于水平状态，当风阻挡板1处于制动状态时，风阻挡板1与水平面呈夹角；若升降驱动2和止升组件3安装在列车车顶的安装凹槽，且风阻挡板1处于水平状态时，风阻挡板1通常与安装凹槽的槽口持平。

[0043] 止升组件3对风阻挡板1的限位状态改变是通过控制阻挡驱动4实现的，阻挡驱动4包括第一动力件41和第二动力件42；所述第一动力件41和第二动力件42作用于止升组件3且作用方向相反，当所述第一动力件41和第二动力件42的动作状态发生互换后，所述止升组件3限位所述风阻挡板1的位置发生改变，以使风阻挡板1的倾斜方向发生改变，风阻挡板1的倾斜方向发生改变，从而能够适配高速列车的不同运行方向，即列车的运动方向为A向(风阻挡板1的左侧)时，止升组件3限位所述风阻挡板1的左侧，升降驱动2带动风阻挡板1上行，由于风阻挡板1的左侧被限位，因此风阻挡板1变为左低右高的倾斜状态，从而实现高速列车A向行驶的风阻制动；反之，列车的运动方向为B向(风阻挡板1的右侧)时，止升组件3限位所述风阻挡板1的右侧，升降驱动2带动风阻挡板1上行，由于风阻挡板1的右侧被限位，因此风阻挡板1变为右低左高的倾斜状态，从而实现高速列车的B向行驶的风阻制动；通过阻挡驱动4和升降驱动2的配合，能够改变风阻挡板1的倾斜方向，从而能够适应列车不同方向行驶的风阻制动，在风阻制动过程中，所有的风阻挡板1均能够处于制动状态，从而避免现有技术中只有部分风阻挡板1工作，导致风阻制动未充分利用，通过改变第一动力件41和第二动力件42的动作状态，就能够实现风阻挡板1的倾斜方向改变，控制简单且可靠。

[0044] 具体地，如图1和5所示，所述第一动力件41为第一气缸，所述第二动力件42为第二气缸，所述升降驱动2为升降电机；所述第一气缸和第二气缸的活塞杆上均套设有位于缸筒内的压缩弹簧，所述压缩弹簧远离第一气缸和第二气缸的缸筒的进气端；压缩弹簧的一端连接在缸筒，另一端连接在活塞杆的活塞上，当所述压缩弹簧处于自由状态时，所述活塞杆的活塞位于第一气缸或者第二气缸的缸筒的中间位置；第一气缸的活塞杆和第二气缸的活塞杆伸出方向相反，即第二气缸的活塞杆的伸出端朝向左侧，第一气缸的活塞杆的伸出端朝向右侧；在初始状态时，第一气缸和第二气缸均处于无气状态，止升组件3同时限位风阻挡板1的左侧和右侧；当第二气缸处于无气状态，且第一气缸进气后，第一气缸的活塞杆向右侧持续伸出，在伸出过程中，第一气缸内的压缩弹簧发生压缩，与此同时，由于第一气缸和第二气缸共同作用止升组件3，第二气缸内的活塞杆向右收缩，第二气缸的压缩弹簧发生拉伸，此时止升组件3限位风阻挡板1的左侧；当需要进行换向时，第一气缸处于无气状态，第二气缸进气，第二气缸的活塞杆向左侧持续伸出，在伸出过程中，第二气缸内的压缩弹簧发生压缩，与此同时，由于第一气缸和第二气缸共同作用止升组件3，第一气缸内的活塞杆向左收缩，第一气缸的压缩弹簧发生拉伸，此时止升组件3限位风阻挡板1的右侧。

[0045] 如图6所示，在一些其他的实施例中，风阻制动装置还包括气路控制板5；所述气路控制板5包括气路总管、截断阀门U01、A向电磁阀U04‑A、B向电磁阀U04‑B、A向压力开关U05‑A和B向压力开关U05‑B；所述气路总管用于外接驱动气体，例如压缩空气或者压缩氮气等；所述气路总管连通截断阀门U01后分为两个气路通道，即气路总管与两个气路通道均连通；
第一个所述气路通道连通A向电磁阀U04‑A和A向压力开关U05‑A，并与第一气缸的进气端相连；第二个所述气路通道连通B向电磁阀U04‑B和B向压力开关U05‑B，并与第二气缸的进气端相连；所述A向压力开关U05‑A和B向压力开关U05‑B的开关节点均能够控制升降电机的得电，也就是说，A向压力开关U05‑A的开关节点能够控制升降电机的得电，从而使升降电机动作，B向压力开关U05‑B的开关节点也能够控制升降电机的得电；A向电磁阀U04‑A动作，能够控制第一个所述气路通道的导通；B向电磁阀U04‑B动作，能够控制第二个所述气路通道的导通，A向电磁阀U04‑A动作后，第一气缸能够进气，B向电磁阀U04‑B动作，第二气缸能够进气，通过控制A向电磁阀U04‑A或者B向电磁阀U04‑B的动作，能够控制第一气缸或者第二气缸动作；截断阀门U01、A向电磁阀U04‑A、B向电磁阀U04‑B、A向压力开关U05‑A和B向压力开关U05‑B的结构可以参考现有技术设定。

[0046] 进一步地，所述气路总管上还连通有压力表U02和过滤器U03；所述A向电磁阀U04‑A和B向电磁阀U04‑B均为三通阀，且第三个接口连通大气；即A向电磁阀U04‑A的第一接口和第二接口连通第一个气路通道，用于第一个气路通道的进气和排气，第三个接口连通大气，第二接口和第三个接口导通时，能够将第一气缸的气体进行排空。B向电磁阀U04‑B的第一接口和第二接口连通第二个气路通道，用于第二个气路通道的进气和排气，第三个接口连通大气，第二接口和第三个接口导通时，能够将第二气缸的气体进行排空；A向电磁阀U04‑A得电后，第一个气路通道导通，B向电磁阀U04‑B得电后，第二个气路通道导通。

[0047] 更进一步地，在第一个气路通道上还设置有A向压力检测口U06‑A，在第二个气路通道上还设置有B向压力检测口U06‑B，在A向压力检测口U06‑A和B向压力检测口U06‑B外接压力表，从而能够分别检测两个气路通道的压力，判断第一气缸和第二气缸的进气情况。

[0048] 具体地，如图1‑4所示，所述风阻挡板1的左右两侧均设置有转动轴11，即风阻挡板1能够相对转动轴11发生转动；所述止升组件3包括底座31、第一连杆33和止挡杆32；所述底座31包括左右分布的两个，且均位于风阻挡板1的下方；所述底座31的上设置可供转动轴11左右滑动的滑动槽34，所述滑动槽34的槽壁设置有朝向滑动槽34的贯穿孔；滑动槽34沿着风阻挡板1的左右方向延伸，转动轴11能够沿着滑动槽34滑动；所述止挡杆32有两个，且连接在所述第一连杆33的左右两端；所述止挡杆32远离第一连杆33的端部能够插入贯穿孔，且在移动过程中部分封堵或者完全封堵在滑动槽34的槽口，以抑制所述转动轴11上行；所述第一动力件41和第二动力件42均与第一连杆33相连；第一动力件41和第二动力件42均处于初始状态时，位于第一连杆33左右两侧的止挡杆32均部分封堵在对应的滑动槽34的槽口，此时由于风阻挡板1处于低点设定位置，风阻挡板1左右两侧的转动轴11均靠近滑动槽
34的贯穿孔所在侧壁，因此止挡杆32同时限位风阻挡板1的左侧和右侧；以第一动力件41为驱动时，第一连杆33带动左右两侧的止挡杆32同时向右移动，位于左侧的止挡杆32向右移动后，完全封闭位于左侧的滑动槽34的槽口，位于右侧的止挡杆32向右移动后，解除对右侧滑动槽34槽口的限制，从而实现对风阻挡板1左侧的限位；以第二动力件42为驱动时，第一连杆33带动左右两侧的止挡杆32同时向左移动，位于左侧的止挡杆32向左移动后，解除对左侧滑动槽34槽口的限制，位于右侧的止挡杆32向左移动后，完全封闭位于右侧的滑动槽
34的槽口，从而实现对风阻挡板1右侧的限位；本申请采用止挡杆32和底座31的配合实现限位，结构简单，安装方便，且能够节省安装空间。

[0049] 更进一步地，所述止升组件3有两个，且分别位于升降驱动2的前后两侧；两个所述止升组件3的第一连杆33上连接有驱动杆36；所述第一动力件41和第二动力件42的输出端与驱动杆36相连；所述止挡杆32为L形；位于所述风阻挡板1同一侧的两个所述止升组件3的止挡杆32通过第二连杆35相连，两个止升组件3的设置能够对风阻挡板1的限位更加的可靠。

[0050] 实施例二、

[0051] 如图7‑9所示，一种高速列车的风阻制动控制方法，包括以下步骤：

[0052] S1：当接收到风阻制动指令时，根据车辆的行驶方向，对A向电磁阀U04‑A或者B向电磁阀U04‑B进行供电，以使对应的第一个所述气路通道或第二个所述气路通道畅通。

[0053] 以列车A向行驶为例，当车辆占用继电器A向闭合得电时，全列车风阻制动控制单元识别到当前车辆运行方向为A向，在没有车辆制动指令情况下，风阻制动控制单元对所有电器部件不进行供电；当有车辆制动指令，且需要进行风阻制动时，风阻制动控制单元向A向电磁阀U04‑A进行供电，A向电磁阀U04‑A得电后，第一个所述气路通道畅通。

[0054] S2：开启截断阀门U01，使得对应的第一气缸或者第二气缸进气，其中，当第一气缸进气时，所述止升组件3仅限位所述风阻挡板1的左侧，当第二气缸进气时，所述止升组件3仅限位所述风阻挡板1的右侧。

[0055] 以列车A向行驶为例，截断阀门U01开启后，气路总管向风阻制动装置中第一气缸进行充风，使风阻制动装置中位于左侧的止挡杆32限位风阻挡板1左侧的转轴。

[0056] S3：当对应的A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B到达设定值后，A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B的开关节点动作，以使升降电机得电，从而带动风阻挡板1上行；在上行过程中，由于止升组件3的限制，风阻挡板1变为制动的倾斜状态，且风阻挡板1的倾斜方向与车辆的行驶方向对应。

[0057] 以列车A向行驶为例，当第一气缸中的压力达到设定阈值后，A向压力开关U05‑A动作，风阻制动控制单元采集到第一气缸中压力达到阈值的相关信号，判断风阻挡板1的左侧转动轴11已经被限位，升降电机得电后，带动风阻挡板1上行，在上行过程中，由于风阻挡板1左侧被限位，因此风阻挡板1出现“左侧低右侧高”的倾斜状态，从而对列车A向进行风阻制动。

[0058] 更进一步地，当A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B未到达设定值时，则风阻制动指令失效，保持风阻制动装置处于当前状态，并维持第一设定时间，若在维持第一设定时间内，A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B到达设定值，则A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B的开关节点动作，以使升降电机得电，从而带动风阻挡板1上行；若在维持第一设定时间内，A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B始终未到达设定值，则对应的A向电磁阀U04‑A断电，第一气缸的压缩空气排向大气，或者B向电磁阀U04‑B断电，第二气缸内的压缩气体排向大气。

[0059] 以列车A向行驶为例，当A向压力开关U05‑A未到达设定值时，则风阻制动指令失效，保持风阻制动装置处于当前状态，并维持第一设定时间，若在维持第一设定时间内，A向压力开关U05‑A到达设定值，则A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B的开关节点动作，以使升降电机得电，从而带动风阻挡板1上行，维持第一设定时间是为了避免由于截断阀门U01没开等原因，造成的第一气缸内没有压缩空气；若在维持第一设定时间内，A向压力开关U05‑A始终未到达设定值，则对应的A向电磁阀U04‑A断电，第一气缸的压缩空气排向大气。

[0060] S4：当接收到取消风阻制动指令时，保持风阻制动装置处于当前状态，并维持第一设定时间；若在保持当前状态的第一设定时间内，重新接收到风阻制动指令，则持续维持风阻制动装置处于当前状态，直至重新接收到取消风阻制动指令；若在保持当前状态的第一设定时间内，未接收到风阻制动指令，则执行关闭风阻制动装置指令。

[0061] 第一设定时间通常为1min，具体的时长可以调整。

[0062] 关闭风阻制动装置命令包括：

[0063] 控制升降电机反向转动，带动风阻挡板1下行；当升降电机反向转动第二设定时间后，升降电机断电，同时对应的A向电磁阀U04‑A断电，第一气缸的压缩空气排向大气，或者B向电磁阀U04‑B断电，第二气缸内的压缩气体排向大气，此时第一气缸和第二气缸处于初始状态，止升组件3限位风阻挡板1的左侧和右侧。

[0064] 第二设定时间根据升降电机的动作速度以及升降距离进行确认。

[0065] 以列车A向行驶为例，风阻制动控制单元在保持当前状态的第一设定时间内，且未接收到风阻制动指令时，则使A向电磁阀U04‑A断电，第一气缸中的压缩空气通过A向电磁阀U04‑A上的第三个接口排向大气；活塞杆在第一气缸内部的压缩弹簧驱动下，以及第二气缸内部的压缩弹簧作用下，达到平衡位置，即风阻挡板1两侧的转动轴11均被两侧的支座和止挡杆32限位。

[0066] 在一些其他的实施例中，所述升降电机与A向压力开关U05‑A的开关节点之间的供电电路以及升降电机与B向压力开关U05‑B的开关节点之间的供电电路中均设置有延时闭合继电器；步骤S3中，当A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B到达设定值后，A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B的开关节点动作，同时与A向压力开关U05‑A或者B向压力开关U05‑B对应的延时闭合继电器延时闭合，以使升降电机延时得电。

[0067] 延时闭合的时间可以根据需要进行调整，通常设置为延时3S后，闭合线圈，从而使升降电机得电，最终升起风阻板；延时的目的，是为了确保止升组件仅对风阻挡板1的一侧限位。

[0068] 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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

[0069] 本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0070] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。