一种相向式的轨道小车轮系组及其换轨方法与流程

本发明涉及智能轨道交通技术领域，具体是指一种相向式的轨道小车轮系组及其换轨方法。

背景技术：

目前关于智能化轨道小车在轨道上行走的控制方法有不少，如：平行行走、垂直行走、吊着行走、侧面行走等技术方案都是单轨向前行走，或上下，或左右，错过目的地后将绕行很大一圈才能到达目的地，强行后退行走必然和后面的小车撞车造成交通事故。

现有技术中，轨道小车都是用一字轮系组在轨道上行驶，其轮系无法与轨道脱轨，因此轨道小车无法实现相向式来回行走，一字轮系组必须依靠铺设另一条轨道，在以转轨器控制系统来实现后退返回目的地，因此施工、材料、时间和维护等各种成本非常高昂。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种二字轮系组可以实现随意相向式行走的轨道小车轮系组及其换轨方法

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种相向式的轨道小车轮系组，包括承载板，分别通过平移机构安装在承载板上的二字轮系组，即a轮系组和b轮系组，a轮系组和b轮系组分别能沿其对应的平移机构滑动。

进一步的，二字轮系组中的a轮系组和b轮系组的结构相同；所述b轮系组包括液压缸升降装置，和设置在液压缸升降装置上的行走轮系；所述行走轮系包括轮系支架，和分别设置在轮系支架两侧的两个脱轨装置，以及设置在轮系支架上且位于两个脱轨装置之间的若干个爬坡机构。

所述平移机构包括设置在承载板上的电动滑台，与电动滑台连接的平移电机。

所述爬坡机构包括设置在轮系支架上的爬坡轮安装架，和安装在爬坡轮安装架上的爬坡轮。

所述脱轨装置包括设置在轮系支架上的车轮升降机构，与车轮升降机构连接的车轮伸缩机构。

所述车轮伸缩机构包括安装在车轮升降机构上的伸缩液压缸，设置在伸缩液压缸伸缩端上的连接板，分别安装在连接板两端的两个支重轮；所述伸缩液压缸能带动连接板伸缩。

所述车轮升降机构包括设置在轮系支架上的升降滑轨，设置在升降滑轨上且能沿升降滑轨上下滑动的升降滑块，设置在升降滑块上的平衡梁，以及与升降滑块连接的电机升降装置；所述伸缩液压缸安装在平衡梁上，且其伸缩端贯穿平衡梁后与连接板连接。

所述电机升降装置包括设置在轮系支架上的安装板，安装在安装板上的升降驱动电机，安装在升降驱动电机转轴上的主动齿轮，安装在安装板上且能转动的升降螺杆，安装在升降螺杆上且与主动齿轮齿合的从动齿轮，以及固定在升降滑块上的升降螺母；所述升降螺母套设在升降螺杆上。

所述液压缸升降装置包括底板，安装在底板上的升降液压缸；所述升降液压缸的伸缩端与轮系支架连接。

一种相向式的轨道小车轮系组换轨方法，一种相向式的轨道小车轮系组包括a轮系组和b轮系组；a轮系组和b轮系组上均设置有行走轮系；一种相向式的轨道小车轮系组的换轨方法包括以下步骤：

步骤1：控制b轮系组脱轨；

步骤2：将b轮系组移至相邻轨道下方，并控制b轮系组悬挂于相邻轨道上；

步骤3：控制a轮系组脱轨；

步骤4：将a轮系组移至相邻轨道下方，并控制a轮系组悬挂于相邻轨道上，完成换轨。

进一步的，步骤1中控制b轮系组脱轨包括以下步骤：

ⅰ、控制b轮系组上的行走轮系上移并与轨道分离，完成升轮；

ⅱ、控制b轮系组上的行走轮系向内收缩，完成缩轮；

ⅲ、控制b轮系组下降脱离轨道腔，完成脱轨；

步骤3中控制a轮系组脱轨的方法与步骤1中控制b轮系组脱轨的方法相同。

再进一步的，步骤2中控制b轮系组悬挂于相邻轨道上包括以下步骤：

a、控制b轮系组上升进入相邻轨道腔，完成升轮；

b、控制b轮系组上的行走轮系向外伸出，完成伸轮；

c、控制b轮系组上的行走轮系均下降，b轮系组悬挂于相邻轨道上，换轨完成。

步骤4中控制a轮系组悬挂于相邻轨道的方法与步骤2中控制b轮系组悬挂于相邻轨道的方法相同。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明设置有二字轮系组，即a轮系组和b轮系组，a、b轮系组分别通过平移机构一前一后的设置在承载板上，使用时a、b两个轮系组均挂在轨道上，当需要换轨时，其中一个轮系组先脱轨后换到相邻的轨道上，另一个轮系组再换轨，通过平移机构将承载板下方的车厢移至相邻的轨道，从而实现轨道小车的左右平移。

(2)本发明通过设置行走轮系和平移机构的升轮、缩轮、降轮、平移等特色，使得轨道小车能够实现换轨行走。

(3)本发明通过设置有二字轮系组，可实现轨道小车的相向式行走错车，错过目的地，不用绕行，直接来回行走，省时、高效率。

附图说明

图1为本发明ab轮系组换轨前全靠左的立体结构图。

图2为本发明ab轮系组换轨前全靠左悬挂于轨道上的示意图。

图3为本发明ab轮系组换轨中一左一右的立体结构图。

图4为本发明ab轮系组换轨中一左一右悬挂于轨道上的示意图。

图5为本发明ab轮系组换轨后全靠右的立体结构图。

图6为本发明ab轮系组换轨后全靠右悬挂于轨道上的示意图。

图7为本发明ab轮系组换轨后且承载板平移后的主视图。

图8为本发明b轮系组的结构图。

图9为本发明b轮系组的主视图。

图10为本发明b轮系组的侧视图。

图11为本发明b轮系组的俯视图。

图12为本发明爬坡机构的结构图。

图13为本发明支重轮的安装示意图。

图14为本发明b轮系组换轨变化时第一状态的侧视图。

图15为本发明b轮系组换轨变化时第二状态的侧视图。

图16为本发明b轮系组换轨变化时第三状态的侧视图。

图17为本发明b轮系组换轨变化时第四状态的侧视图。

图18为本发明b轮系组换轨变化时第五状态的侧视图。

图19为本发明b轮系组换轨变化时第六状态的侧视图。

图20为本发明b轮系组换轨变化时第七状态的侧视图。

上述附图中的附图标记为：1—底板，2—升降液压缸，211—爬坡轮安装架，212—爬坡轮，3—导向柱，4—轮系支架，5—支重轮，501—支重轮轮缘，502—外转子电动机，6—连接板，7—支撑轴，8—平衡梁，9—伸缩液压缸，10—升降滑块，11—升降滑轨，12—从动齿轮，13—电池安装腔，14—升降驱动电机，15—主动齿轮，16—升降螺杆，17—升降螺母，18—安装板，19—轨道，20—支重轮安装横轴，21—爬坡机构，22—承载板，23—导向轴，24—平移电机，25—电动滑台，26—滑动套，27—a轮系组，28—b轮系组。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

如图1～7所示，本发明的一种相向式的轨道小车轮系组包括承载板22和二字轮系组。二字轮系组包括a轮系组27和b轮系组28，a轮系组27和b轮系组28分别通过平移机构一前一后的安装于承载板22上，即a轮系组27对应一个平移机构，b轮系组28也对应一个平移机构，a轮系组27和b轮系组28分别能沿其对应的平移机构滑动。

该承载板22可以是轨道小车的顶板，即本实施例中的a轮系组27和b轮系组28均安装于轨道小车的顶部，轨道小车则通过a轮系组27和b轮系组28悬挂于轨道19上。

具体的，所述平移机构包括设置在承载板22上的电动滑台25，与电动滑台25连接的平移电机24。电动滑台25采用传统结构，a轮系组27和b轮系组28分别安装于相对应的平移机构的电动滑台25的滑块上，当平移电机24工作时，a轮系组27和b轮系组28则在电动滑台25上移动，从而使a、b轮系组从承载板22的一侧移动到另一侧。

为了提高稳定性，所述平移机构还包括设置在承载板22上的导向轴23，安装在导向轴23上的滑动套26；a轮系组27和b轮系组28分别安装于对应的滑动套26上。所述滑动套26内安装有直线轴承，所以当a、b轮系组移动时，滑动套26能沿导向轴23滑动。通过导向轴23和滑动套26的固定作用，轮系组在移动时更加稳定。

具体的，如图8～11所示，所述a轮系组27和b轮系组28的结构相同，以下仅对b轮系组28的结构进行说明。所述b轮系组28包括液压缸升降装置，设置在液压缸升降装置上的行走轮系。所述行走轮系包括轮系支架4，和分别设置在轮系支架4两侧的两个脱轨装置，以及设置在轮系支架4上且位于两个脱轨装置之间的若干个爬坡机构21。本实施例中，爬坡机构21设置为4个，4个爬坡机构21沿轮系支架4长度分布。

具体的，如图12所示，所述爬坡机构21包括设置在轮系支架4上的爬坡轮安装架211，安装在爬坡轮安装架211上的爬坡轮212。实施时，爬坡轮212与轨道上的齿条咬合，爬坡轮212旋转时能更好的驱动轨道小车移动。

具体的，如图8～11所示，所述脱轨装置包括设置在轮系支架4上的车轮升降机构，与车轮升降机构连接的车轮伸缩机构。车轮升降机构包括固定设置在轮系支架4上的升降滑轨11，安装在升降滑轨11上的升降滑块10，固定设置在升降滑块10上端的平衡梁8，以及与升降滑块10连接的电机升降装置。该升降滑块10能沿升降滑轨11上下滑动，电机升降装置则可以驱动升降滑块10移动。该车轮伸缩机构则与平衡梁8连接。

具体的，如图9所示，所述电机升降装置包括安装板18，升降驱动电机14，主动齿轮15，升降螺杆16，从动齿轮12以及升降螺母17。安装时，该安装板18固定安装在轮系支架4上；升降驱动电机14则通过螺栓安装在安装板18上，其转轴贯穿安装板18后位于安装板18的下方；主动齿轮15安装在升降驱动电机14转轴上；升降螺母17固定在升降滑块10上，而升降螺杆16的下端则依次穿过升降螺母17和安装板18，从动齿轮12安装在升降螺杆16的下端。该升降螺杆16与升降螺母17为螺纹连接，而升降螺杆16与安装板18则为间隙配合，从动齿轮12与主动齿轮15齿合。通过上述结构，当升降驱动电机14驱动主动齿轮15旋转时，主动齿轮15则带动从动齿轮12旋转，进行使升降螺杆16旋转，升降螺杆16旋转时则带动升降滑块10上下移动，车轮伸缩机构则实现升降。

具体的，如图8所示，所述车轮伸缩机构包括安装在平衡梁8上的伸缩液压缸9，设置在伸缩液压缸9的伸缩端上的连接板6，分别安装在连接板6两端的两个支重轮5。该伸缩液压缸9的伸缩端是贯穿平衡梁8后与连接板6连接，伸缩液压缸9的伸缩端与平衡梁8为间隙配合，因此伸缩液压缸9能带动连接板6伸缩，从进使支重轮5实现伸缩。为了提高稳定性，同一个行走轮系的两个车轮伸缩机构上的伸缩液压缸9的未端可通过连接块连接在一起，使伸缩液压缸9在驱动连接板6伸缩时更加稳定。同时，所述连接板6上固定连接有支撑轴7，支撑轴7的一端贯穿平衡梁8且能相对平衡梁8移动；即支撑轴7的一端通过螺栓与连接板6固定连接，其另一端则与平衡梁8为间隙配合，因此伸缩液压缸9在驱动连接板6伸缩时支撑轴7也能跟随移动；支撑轴7的未端可设置挡块，以防止支撑轴7与平衡梁8脱离。

具体的，如图13所示，支重轮5中包括外转子电动机502，外转子电动机的定子绕组固定在支重轮安装横轴20上，外转子电动机的转子安装在支重轮的轮缘501中。该支重轮5自身能够提供驱动力，其结构和安装方式已为传统技术，在此不再赘述。

具体的，如图3、4所示，所述液压缸升降装置包括底板1，安装在底板1上的升降液压缸2。所述升降液压缸2的伸缩端与轮系支架4连接，升降液压缸2伸缩时即可带动轮系支架4升降。底板1则安装在滑动套26上。为了使轮系支架4升降时更加稳定，如图1所示，所述底板1和轮系支架4之间设置有若干根导向柱3。本实施例中导向柱3的数量设置为4根，分别位于轮系支架4的四个角上。具体安装时，导向柱3的下端与底板1固定，其上端穿过轮系支架4，该导向柱3与轮系支架4为间隙配合，因此轮系支架4能沿导向柱3上下移动，导向柱3上端可设置限位螺母。

所述轮系支架4上形成有电池安装腔13。

实施例2

本实施例是一种相向式的轨道小车轮系组的换轨方法，具体的，本实施例是采用实施例1中的相向式的轨道小车轮系组，在使用时，a轮系组27和b轮系组28均悬挂于轨道上，并且a轮系组27和b轮系组28均位于承载板22的一侧，如图1所示。承载板22即为轨道小车车厢的顶板，即a轮系组27和b轮系组28安装于车厢顶部。在正常行驶时，整个轨道小车可沿轨道前后行驶。当行驶过程中遇到其它轨道小车时，此时则需要换轨错车。

具体的，如图14～20所示，仅以b轮系组28剖视图来说明具体换轨过程。本实施例以b轮系组28先换轨，a轮系组27后换轨来说明具体的换轨过程，当然，本发明也可以是a轮系组27先换轨，b轮系组28后换轨。

换轨方法包括以下步骤：

步骤1：控制b轮系组脱轨。具体方法如下：

首先，控制b轮系组28上的两个升降驱动电机14同时正向驱动升降滑块10沿升降滑轨11上移，使b轮系组28上的所有上支重轮5均上移并与轨道分离脱轨，完成升轮；如图14所示。

其次，控制b轮系组28上的两个伸缩液压缸9同时收缩，使所有的支重轮5向内收缩，即2组上支重轮5同时收缩，b轮系组28完成缩轮；如图15所示。

最后，控制b轮系组28的升降液压缸2收缩，使b轮系组28的行走轮系整体下降，b轮系组28的行走轮系脱离轨道腔，完成b轮系组28完成脱轨，如图16所示。

步骤2：平移机构上的平移电机24正向驱动电动滑台25工作，将b轮系组28沿电动滑台25平移至相邻轨道下方，如图17所示。同时控制b轮系组悬挂于相邻轨道上，其具体方法为：控制b轮系组28的升降液压缸2伸出，推动b轮系组28的行走轮系整体上升。行走轮系上升到位后，两个伸缩液压缸9同时伸出，使所有的支重轮5向外伸出。所有的上支重轮5伸出到位后，两个升降驱动电机14同时逆向驱动升降滑块10下移，2组支重轮5同时悬挂于相邻的轨道19上，b轮系组28完成换轨，如图19-20所示。

步骤3：控制a轮系组脱轨。由于承载板22可通过b轮系组28进行支撑，因此a轮系组能够脱轨，a轮系组脱轨的脱轨方法与b轮系组的脱轨方法相同，详见步骤1，在此不再说明。

步骤4：将a轮系组移至相邻轨道下方，并控制a轮系组悬挂于相邻轨道上，完成换轨。a轮系组移至相邻轨道下方和控制a轮系组悬挂于相邻轨道上的方法与控制b轮系组移至相邻轨道下方和控制b轮系组悬挂于相邻轨道上的方法相同，见步骤2，在此不再说明。

通过上述步骤即可使相向式的轨道小车轮系组实现换轨，当相向式的轨道小车轮系组换轨完成后，控制平移机构上的平移电机24逆向工作，因a轮系组27、b轮系组28完全固定在轨道19中，所以平移机构的平移电机24逆向工作时，承载板22则被移动到相邻的轨道下方，整个轨道小车换轨至相邻的轨道，车厢完成错车，即可以实现相向式随意行走，如图7所示。

以上实施例结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的权利保护范围，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所保护的内容。

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