车顶结构及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆车顶结构技术领域，更具体地说，是涉及一种车顶结构及轨道车辆。


背景技术：

2.近年来，随着市场对车辆功能要求的逐渐多样化，对现有车体结构的要求也进一步提高，尤其是对车顶变形量的需求，要求车顶结构具有更好的抗物体冲击的能力。现有车体的车顶结构一般由车顶弯梁、纵梁、下边梁和车顶板组成。车顶弯梁、纵向梁以及边梁形成整体框架，结合外部的车顶板形成整个车顶结构。
3.上述车顶结构采用简单的板梁结构，虽然具有平整的外观，但是上述结构不具备防冲击变形的能力，车顶在受到外力作用时极容易出现塌陷和凹坑，造成车体结构损坏的同时，还影响了车顶结构的整体安全性能，难以保证司乘人员的人身安全。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种车顶结构及轨道车辆，利用弯梁和横撑梁的结合，使车顶结构具有更好的抵抗冲击和变形的能力，提高了车顶结构的结构强度，保证了司乘人员乘车的安全性。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种车顶结构，包括：
6.弯梁，跨设于车体的上方，弯梁在车体的走向上间隔排布有若干个，弯梁的两端分别与车体两侧的车顶边梁相连；
7.纵梁，分别连接于相邻两个弯梁之间，纵梁在车体的宽度方向上间隔排布有若干个；
8.横撑梁，与弯梁在上下方向上一一对应设置，横撑梁沿车体的宽度方向延伸，且两端分别与弯梁的内侧壁相连；
9.车顶板，包覆于弯梁和纵梁的外部。
10.在一种可能的实现方式中，弯梁向上弧形起拱，横撑梁连接于弯梁的高度方向的中部。
11.在一种可能的实现方式中，车顶结构还包括设置车门上方的门上横梁，横撑梁的两端分别连接于车体两侧的两个门上横梁上，弯梁的两端也分别连接于车体两侧的两个门上横梁的顶面上。
12.在一种可能的实现方式中，纵梁的截面为v形，纵梁的两侧上缘分别与车顶板相连。
13.一些实施例中，纵梁的两侧边缘分别具有向相背离的一侧延伸的连接部，连接部贴合于车顶板的内壁上，且与车顶板相连。
14.在一种可能的实现方式中，相邻两个横撑梁之间设有两个辅助梁，辅助梁沿车体的走向延伸、且对称布设在车体轴线的两侧。
15.在一种可能的实现方式中，横撑梁的上边缘分别具有向靠近弯梁的一侧延伸、且与弯梁的内壁相连的辅助连接板，辅助连接板设有两个，且分别靠近横撑梁的两端设置。
16.在一种可能的实现方式中，横撑梁上设有沿车体的走向贯通的减重孔，弯梁上也设有沿车体的走向贯通的减重孔。
17.在一种可能的实现方式中，车顶板的内壁上设有抗变形涂料层。
18.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，本技术实施例提供的车顶结构，利用弯梁、纵梁以及对应设置在弯梁下方的横撑梁形成整体的框架结构，并利用车顶板包覆在上述框架结构的外部，有效的保证了车顶结构的结构强度，提高了车顶结构抵抗变形的性能，避免了车顶结构受到外部冲击造成的变形损坏。
19.本实用新型还提供了一种轨道车辆，轨道车辆包括车顶结构。该轨道车辆可借助弯梁、纵梁以及横撑梁形成高强度的结构支撑骨架，结合车顶板的包覆作用形成车顶结构，体现了车顶结构良好的抗变形能力，提高了车辆运行过程中的安全性，保障了司乘人员的人身安全。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的轨道车辆的俯视局部结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例图1中a-a的剖视结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例图2中ⅰ的局部放大结构示意图；
24.图4为本实用新型实施例图1中b-b的剖视结构示意图；
25.图5为现有车顶结构的剖视结构示意图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、弯梁；11、减重孔；2、纵梁；21、连接部；3、横撑梁；31、辅助梁；32、辅助连接板；4、车顶板；5、门上横梁；6、车顶边梁；7、车体。
具体实施方式
28.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含
地包括一个或者若干个该特征。在本实用新型的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的车顶结构及轨道车辆进行说明。车顶结构，包括弯梁1、纵梁2、横撑梁3以及车顶板4，弯梁1跨设于车体7的上方，弯梁1在车体7的走向上间隔排布有若干个，弯梁1的两端分别与车体7两侧的车顶边梁6相连；纵梁2分别连接于相邻两个弯梁1之间，纵梁2在车体7的宽度方向上间隔排布有若干个；横撑梁3与弯梁1在上下方向上一一对应设置，横撑梁3沿车体7的宽度方向延伸，且两端分别与弯梁1的内侧壁相连；车顶板4包覆于弯梁1和纵梁2的外部。
32.本实施例提供的车顶结构，与现有技术相比，本实施例提供的车顶结构，利用弯梁1、纵梁2以及对应设置在弯梁1下方的横撑梁3形成整体的框架结构，并利用车顶板4包覆在上述框架结构的外部，有效的保证了车顶结构的结构强度，提高了车顶结构抵抗变形的性能，避免了车顶结构受到外部冲击造成的变形损坏。
33.实际加工过程中，纵梁2可采用角断面、矩形断面、乙形断面和v型断面等多种不同形式，均能实现连接相邻两个弯梁1、并与弯梁1形成框架结构的效果，以保证车顶结构的结构支撑性能。
34.本实施例中，采用开口向上的v型断面结构，使车顶结构具有更好的抗变形能力。在此基础上，还设置了端部与弯梁1相连的横撑梁3，横撑梁3对弯梁1可起到二次结构增强作用，便于减小车顶的结构变形，提高车辆的整体结构强度。
35.请参见图5，图中为原有的车顶结构，虽然顶部的横梁也为弧形弯折的形式，且通过走向设置的梁体进行连接，但上述结构在上下方向上承受冲击力的能力较差，不能有效抵抗车顶的变形，难以满足车顶结构的强度性能，极易发生车顶部位的变形，影响了车辆的整体安全性。
36.一些可能的实现方式中，上述特征弯梁1采用如图2和图4所示结构。参见图2和图4，弯梁1向上弧形起拱，横撑梁3连接于弯梁1的高度方向的中部。
37.本实施例中，弯梁1设置为向上弧形凸起的结构，车顶板4包覆在弯梁1外侧，使车顶结构具有更好的流线型结构，在保证自身结构强度以及内部安装空间的前提下，最大的限度的降低其结构阻力，降低车辆行驶过程中的能耗，起到了良好的节能降耗作用。
38.具体的，在高度方向上，横撑梁3连接于弯梁1的中间位置，可对弯梁1形成可靠的结构支撑效果，增强弯梁1抵抗纵向变形的能力，提高了车顶结构的整体承托力，避免了车顶结构受外部压力所造成的结构损坏。
39.一些可能的实现方式中，参见图2，车顶结构还包括设置车门上方的门上横梁5，横撑梁3的两端分别连接于车体7两侧的两个门上横梁5上，弯梁1的两端也分别连接于车体7两侧的两个门上横梁5的顶面上。
40.本实施例中，针对位于车门上方的位置，在车门上方设置了门上横梁5，门上横梁5分别与横撑梁3以及弯梁1进行有效连接，不仅起到了对弯梁1的支撑作用，还实现了对横撑梁3的有效固定，使弯梁1、纵梁2、门上横梁5以及横撑梁3形成整体的框架结构，保证车顶结构强度的基础上，还提高了对车门上方位置的结构强度，提高了车体7的整体的结构强度，提高了行车的安全性。
41.一些可能的实现方式中，上述特征纵梁2采用如图3所示结构。参见图3，纵梁2的截
面为v形，纵梁2的两侧上缘分别与车顶板4相连。
42.本实施例中，v形结构的纵梁2能够利用两侧上缘位置与车顶板4的内壁相连，纵梁2本身与车顶板4共同形成截面为三角形的结构，根据理论力学及仿真分析，三角形的抗变形能力最好，上述结构使纵梁2在连接相邻两个弯梁1的同时实现与车顶板4的连接作用，增强了结构的整体性。
43.在上述结构的基础上，纵梁2的两侧上边缘还分别具有连接部21，连接部21与车顶板4的内壁有效贴合并连接，二者可以采用焊接或铆接等连接形式，保证结构的整体性，提高车顶结构的抗变形能力。
44.本实施例中，连接部21为板状构件，与车顶板4具有相同的弯曲弧度，能够形成可靠的连接效果。另外，连接部21与纵梁2一体成型，采用钣金加工的形式获得。具体的，通过纵梁2的上部边缘向外侧弯折形成，以便贴合在车顶板4的内壁上，并与车顶板4之间有效连接，保证了纵梁2的整体结构强度。
45.一些可能的实现方式中，参见图3，相邻两个横撑梁3之间设有两个辅助梁31，辅助梁31沿车体7的走向延伸、且对称布设在车体7轴线的两侧。
46.横撑梁3在与弯梁1相连的同时，还利用辅助梁31将相邻两个横撑梁3的相连，使相邻两个横撑梁3之间的相对位置得到有效限定，保证了对车顶部位的支撑作用。
47.具体的，辅助梁31在相邻两个横撑梁3之间设置有两个，两个辅助梁31分别位于车体7中轴线的两侧，保证车体7两侧强度一致，实现良好的支撑稳定性。
48.一些可能的实现方式中，上述特征横撑梁3采用如图2所示结构。参见图2，横撑梁3的上边缘分别具有向靠近弯梁1的一侧延伸、且与弯梁1的内壁相连的辅助连接板32，辅助连接板32设有两个，且分别靠近横撑梁3的两端设置。
49.本实施例中，横撑梁3的两端与弯梁1的内侧壁或门上横梁5的侧壁相连，为了增大接触面积，保证连接的可靠性，在横撑梁3的顶部还设置了连接板，连接板能够与弯梁1的内侧壁或门上横梁5的侧壁可靠连接，能够形成对弯梁1的支撑作用，保证弯梁1和横撑梁3的整体稳定性。
50.一些可能的实现方式中，上述特征横撑梁3和弯梁1采用如图2和图4所示结构。参见图2和图4，横撑梁3上设有沿车体7的走向贯通的减重孔11，弯梁1上也设有沿车体7的走向贯通的减重孔11。
51.本实施例中，为了减小整个车顶结构的整体重量，满足车体7的轻量化需求，在弯梁1以及横撑梁3上分别设有沿车身走向贯通的减重孔11，具体的，减重孔11设置为长圆孔，且减重孔11的长轴沿车身宽度的方向设置，在不影响弯梁1以及横撑梁3结构强度的前提下，有效减小了车顶结构的整体重量，满足了车体7的轻量化需求。
52.在此基础上，一些可能的实现方式中，上述特征车顶板4采用如下结构。车顶板4的内壁上设有抗变形涂料层。抗变形涂料是一类具有特殊功能的新型功能涂料，具有较好抗变形性能，避免了车顶结构受外力冲击造成的结构变形。将抗变形涂料涂覆在车顶板4的内壁上，使车顶板4具有更好的抵抗变形和冲击的性能，提高车顶板4的结构强度以及硬度，能够有效的延长车顶结构的使用寿命。
53.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种轨道车辆，轨道车辆包括车顶结构，该轨道车辆可借助弯梁1、纵梁2以及横撑梁3形成高强度的结构支撑骨架，结合车顶板4的
包覆作用形成车顶结构，体现了车顶结构良好的抗变形能力，提高了车辆运行过程中的安全性，保障了司乘人员的人身安全。
54.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。