1.本发明涉及碰撞吸能技术领域，具体涉及一种用于轨道车辆多级吸能的导框结构。
背景技术：
2.目前，全世界对列车的碰撞安全性要求都越来越高，而列车安全性问题的解决措施不仅仅是针对事故的预防，更重要的是降低事故发生后的损失，为乘员安全与保护提供最后一道保护屏障，因此列车耐撞性设计是首选的事故损失降低措施。每个运行列车都需要提供一个在其运用环境中被接受的耐撞性水平，而该耐撞性水平由满足被动安全要求的列车吸能能力所决定，这就需要对列车中各司机室端部的变形吸能区域的主要吸能部件进行详细的设计和优化。
3.现有技术的吸能装置的导框结构均为固定结构，当吸能结构变形行程超过前端车钩导杆长度后，吸能结构无法再继续变型吸能，因此吸能能力受导框尺寸制约严重。受前端固定式车钩影响，吸能结构最大有效压缩行程一般均小于70％，因此不能充分利用吸能装置的总行程。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种用于轨道车辆多级吸能的导框结构，以解决背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种用于轨道车辆多级吸能的导框结构，包括可伸缩框架和主吸能结构，所述可伸缩框架包括用于与所述轨道车辆的车钩相连的前安装板和用于与所述轨道车辆的车体前端相连的后安装板，所述前安装板和所述后安装板之间形成有一安装腔，所述前安装板面向所述后安装板的一侧两端对称设有一级导框，所述后安装板面向所述前安装板的一侧两端对称设有二级导框，且两个所述一级导框的后端分别通过剪切固定装置与两个所述二级导框的前端相连；两个所述一级导框之间设有一个用于与车钩导杆相连的导向板，所述导向板在所述车钩导杆的作用下沿所述一级导框的轴向滑动，所述主吸能结构为设置在所述安装腔内的多根吸能管，多根所述吸能管的前端分别与所述导向板相连，多根所述吸能管的后端分别与所述后安装板相连；当发生碰撞时，所述导向板在所述车钩导杆的纵向力作用下沿所述一级导框的轴向向后平移；当车钩完全压缩即所述车钩导杆的前端面与所述前安装板的前端面齐平时，所述剪切固定装置受力失效，所述一级导框沿所述二级导框的轴向向后平移，退缩到所述二级导框内部，直至所述主吸能结构完全变形。
6.进一步的，所述一级导框的外侧设有至少一个沿其轴向设置的第一滑轨，所述一级导框的内侧设有至少一个沿其轴向设置的第一滑槽；所述二级导框的内侧设有沿其轴向设置的第二滑槽，且所述第二滑槽的数量与所述第一滑轨的相适配。该结构设置使得一级导框和二级导框通过凹凸结构的滑轨与滑槽间隙配合，在一级导框退缩过程中，一级导框
和二级导框紧密贴合，保证结构平向滑动，同时内部可进行润滑处理，降低摩擦阻力。
7.进一步的，所述二级导框的前端且对应于每个所述第二滑槽均设有一个所述剪切固定装置；每个所述剪切固定装置均包括第一固定板、第二固定板和剪切螺栓，所述第一固定板固定设置在所述二级导框的前端面上，所述第一固定板的内侧中间部开设有与所述第一滑轨相适配的开口，所述第二固定板设置在所述二级导框的前端内侧，所述第一固定板与所述第二固定板通过两个所述剪切螺栓固定连接；每个所述第一滑轨的后端均设置在相应所述剪切固定装置的开口内，且每个所述第一滑轨均与相应所述第二固定板相连。轨道车辆采用两级吸能导框结构，该剪切固定装置可以为剪切螺栓或者剪切板，在碰撞吸能过程中，通过该装置的撕裂或剪断等方式实现一二级导框脱离，开始持续变形吸能。
8.进一步的，相邻两个所述剪切固定装置之间通过连接板固定相连，且相邻两个所述剪切固定装置之间形成有与对应所述第一滑槽相适配的第三滑槽；所述导向板的两端均设有与所述第一滑槽相适配的多个滑块；当所述轨道车辆发生碰撞时，在所述车钩导杆的作用下所述导向板沿所述第一滑槽向所述一级导框的后端滑动，所述主吸能结构发生塑性变形吸能；当车钩压缩完毕即所述车钩导杆前端与所述可伸缩框架的前端齐平时，所述剪切螺栓被剪断，所述一级导框的第一滑轨沿着所述二级导框的第二滑槽向后移动，所述主吸能结构继续向后移动塑变吸能，直至所述主吸能结构完全变形。
9.进一步的，所述一级导框的前端内侧还设有与所述第一滑轨相对应的多个第一安装座，所述一级导框通过所述第一安装座与所述前安装板固定连接。
10.进一步的，所述后安装板上设有第二安装座，多个所述吸能吸能管固定设置在所述第二安装座上。
11.进一步的，所述前安装板和所述后安装板均由多层板料堆叠而成。
12.进一步的，所述前安装板的中心部开设有用于所述车钩导杆贯穿的贯通孔。
13.相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
14.本发明的导框结构采用两级可伸缩框架，一级导框和二级导框之间通过剪切螺栓连接，当车钩完全压缩即所述车钩导杆的前端面与所述前安装板的前端面齐平时，一级导框退缩至二级导框内部，主吸能结构能够继续向后移动塑变吸能，实现了吸能装置的两级导向功能，极大提升了吸能结构可变形行程，实现可持续变型吸能，有效压缩行程一般可达90％。本发明通过设置可伸缩框架，使主吸能结构能够完全变形，大幅提高了内部吸能装置的吸能能力，同时可伸缩框架内能够安装多种类型主吸能结构，适用范围更加广泛。
15.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
17.图1为本发明优选实施例公开的用于轨道车辆多级吸能的导框结构的正等轴测示意图；
18.图2为本发明优选实施例公开的用于轨道车辆多级吸能的导框结构的剪切固定装
置的正等轴测示意图；
19.图3为本发明优选实施例公开的用于轨道车辆多级吸能的导框结构的一级导框与二级导框配合结构的正等轴测示意图；
20.图4为本发明优选实施例公开的用于轨道车辆多级吸能的导框结构的三种状态的示意图；
21.其中，1-前安装板，2-后安装板，3-导向板，4-一级导框，4.1-第一滑轨，4.2-第一滑槽，5-二级导框，5.1-第二滑槽，6-剪切固定装置，6.1-第一固定板，6.2-第二固定板，6.3-剪切螺栓，6a-开口，6b-第三滑槽，7-主吸能结构，8-车钩导杆。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
23.请参见图1至图3，本实施例提供一种用于轨道车辆多级吸能的导框结构，包括可伸缩框架，可伸缩框架包括前安装板1、后安装板2、导向板3、一级导框4、二级导框5和剪切固定装置6，该可伸缩框架整体均为铝合金材质，前安装板1和后安装板2之间形成有一安装腔，导向板3、一级导框4、二级导框5和主吸能结构7均设置在安装腔内，主吸能结构7可以为多种类型，前安装板1和后安装板2均可以采用多个板料堆叠而成；其中，前安装板1安装在车钩安装面上，后安装板2通过螺栓安装在轨道车辆车体的前端。一级导框4为前端安装在前安装板1上的两个，两个一级导框4对称设置；二级导框5为后端安装在后安装板2上的两个，两个二级导框5也对称设置。一级导框4的外侧设有至少一个沿其轴向设置的第一滑轨4.1，一级导框4的内侧设有多个沿其轴向设置的第一滑槽4.2；二级导框5的内侧设有沿其轴向设置的第二滑槽5.1，且第二滑槽5.1的数量与第一滑轨4.1的相适配。两个一级导框4的后端分别通过剪切固定装置6与两个二级导框5的前端相连。导向板3设置在两个一级导框4之间，且导向板3两端的滑块滑接在一级导框4上的第一滑槽4.2上，并且导向板3在车钩导杆8的作用下能够沿一级导框4的轴向平动，第一滑槽4.2中涂有润滑油，减小导向板3与一级导框在向后退缩时所受到的摩擦阻力。主吸能结构7为设置在安装腔内的多个吸能管，多个吸能管的前端分别与导向板3相连、后端分别与后安装板2相连；具体地，吸能管由碳钢材料制成。当发生碰撞时，导向板在车钩导杆的纵向力作用下沿一级导框的轴向向后平移；当车钩完全压缩即车钩导杆的前端面与前安装板的前端面齐平时，剪切固定装置受力失效，一级导框沿二级导框的轴向向后平移，退缩到二级导框内部，直至主吸能结构完全变形。
24.在本发明优选的实施例中，每个二级导框5的前端且对应于每个第二滑槽5.1均设有一个剪切固定装置6。该剪切固定装置6包括第一固定板6.1、第二固定板6.2和剪切螺栓6.3，第一固定板6.1固定设置在二级导框5的前端面上，第一固定板6.1的内侧中间部开设有与第一滑轨相适配的开口6a，第二固定板6.2设置在二级导框5的前端内侧，第一固定板6.1与第二固定板6.2通过两个剪切螺栓6.3固定连接；每个第一滑轨的后端均设置在相应剪切固定装置6的开口6a内，且每个第一滑轨均与相应第二固定板6.2固定相连。该结构设置中，导向板3在一级导框内向后退缩产生摩擦阻力时，第二固定板6.2一直起到对一级导框支撑的作用。相邻两个剪切固定装置6之间通过连接板固定相连，且相邻两个剪切固定装
置6之间形成有与对应第一滑槽4.2相适配的第三滑槽6b；也即多个第三滑槽6b分别与一级导框内侧的多个第一滑槽4.2上下一一对应设置。
25.请结合参见图4，其中，图4(a)是轨道列车正常运行状态下导框结构的结构示意图(主吸能结构不承受纵向力作用)，图4(b)是轨道列车发生碰撞状态下(车钩完全压缩)导框结构的结构示意图；图4(c)是轨道列车发生碰撞状态下(主吸能结构完全压实)导框结构的结构示意图。具体地，当发生碰撞时，导向板3在车钩导杆8的纵向力作用下沿第一滑槽4.2向一级导框4的后端滑动，为主吸能结构的塑变吸能提供一级导向作用；随后，当车钩完全压缩，车钩导杆8的前端面与前安装板1的前端面齐平时，剪切螺栓6.3受力失效，也即第一固定板与第二固定板分离。一级导框4的第一滑轨4.1沿着二级导框5的第二滑槽5.1向后平移(此过程中第二固定板随一级导框一起向后平移)，退缩到二级导框5内部，为主吸能结构的塑变吸能提供二级导向作用，进而主吸能结构能够完全压实，大幅提高了变形行程，使吸能装置完全发挥其吸能能力，同等条件下，相对于传统的外框架固定的形式，本发明碰撞吸能能力提高30％以上。
26.在本发明优选的实施例中，一级导框4的前端内侧还设有与第一滑轨4.1相对应的多个第一安装座，一级导框4通过第一安装座和若干连接螺栓与前安装板1固定连接。后安装板2上设有第二安装座，多个吸能管按要求均匀布置在第二安装座上。
27.在本发明优选的实施例中，前安装板1的中心部开设有用于车钩导杆8贯穿的贯通孔。
28.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。