一种单轨道岔变轨系统的制作方法

本实用新型涉轨道交通技术领域，具体地是一种单轨吊轨式道岔变轨系统。

背景技术：

在国内专利200510007655.2以及201120001241.x的两项专利中公布了悬挂式独轨车的转向方案，该方案是通过改变车辆的运行方向而转向的，在专利中描述了两个驱动轮属于同轴驱动，在转向时不能使两个轮子差速驱动导致车辆在转向时有啃轨现象不能顺利转向。另外车辆转向引导装置属于对车辆强行拖拽转向，对机械结构有较大的应力冲击，长时间运行会导致轨道产生变形。这样的转向系统对电气控制精度部分要求较高，工程投入大稳定及可靠性欠缺，故障率较高，具有一定的安全隐患。

因此，研发一种安全可靠的吊轨单轨变轨系统是一件亟待解决的事情。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种当轨道叉变轨系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种单轨道岔变轨系统，包括驶入轨、驶出轨、连接架和变轨组件，驶入轨和驶出轨均为工字型轨道，所述工字型轨道设置有上轨板、下轨板和轨道竖板，驶入轨和驶出轨固定悬吊在所述连接架的底端，连接架的顶端固定在已按规划线路设置好的轨道吊架，还包括用于连接驶入轨和驶出轨的转动轨，其中一根驶入轨对应有一根与其铰接的转动轨，所述转动轨对应不少于两根的驶出轨；所述变轨组件包括小车、滑道、控制单元和驱动单元，所述滑道和驱动单元分别固于同一轨道吊架，所述小车与滑道滑动连接，小车与所述驱动单元固定连接；小车的下部设置有连接柱，所述连接柱的下端与转动轨的上轨板固定连接；所述控制单元与驱动单元电连接；在控制单元控制作用下，驱动单元带动小车沿滑道做往复运动，转动轨完成与相应驶出轨的对接，从而实现变轨。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：通过设置与驶出轨铰接的转动轨，避免了变轨时强行拖拽造成的影响；通过驱动单元带动转动轨实现机械式变轨，大大的提高了变轨系统的可靠性和使用寿命。

对于本实用新型还可以进行如下改进，改进方案如下：

进一步地，在驶入轨铰接端的纵向端面上设置有第一圆弧槽、第二圆弧槽以及第一凸缘；所述第一圆弧槽在轨道竖板中心处，并且第一圆弧槽贯穿上轨板和轨道竖板；所述第二圆弧槽设置在下轨板与轨道竖板的连接处，第二圆弧槽的深度等于下轨板厚度的一半；所述第一凸缘是设置在下轨板上，第一凸缘与第一圆弧槽同轴设置，并且第一凸缘的半径与第一圆弧槽的半径相等，所述第一凸缘的上端面与第二圆弧槽底面共面；转动轨的铰接端设置有第三圆弧槽和第二凸缘，所述第三圆弧槽被第二凸缘隔成上下两部分，第三圆弧槽和第一圆弧槽的半径相等；第二凸缘设置在转动轨下轨板的上半部，且其厚度与驶入轨铰接端第二圆弧槽的深度相等；在转动轨的第三圆弧槽的两侧为对称设置的与转动轨长度方向呈一定角度的竖直平面；驶入轨与转动轨铰接处驶入轨第一圆弧槽与转动轨上半部分第三圆弧槽对应并且二者之间设置有底部有螺纹孔的钢制转轴，第二凸缘与第二圆弧槽相配合，第一凸缘与第三圆弧槽的下半部分相配合；第一凸缘与第二凸缘的圆心出分别设置有贯通的铰接孔；使用铰制孔螺钉作为第一凸缘和第二凸缘的铰接轴，铰制孔螺钉的螺纹端与钢制转轴连接，钢制转轴作为驶入轨和驶出轨上部的铰接轴。

进一步地，所述转动轨的自由端与驶出轨2的一端对接，转动轨与驶出轨的对接处留有一定的伸缩间隙；转动轨自由端的端面为凸圆弧面，驶出轨与转动轨对接端的端面是凹圆弧面，所述凸圆弧面所在的虚拟圆弧和所述凹圆弧面所在的虚拟圆弧是以转动轨铰接端为圆心的同心圆。

进一步地，所述转动轨自由端下轨板的底部设置有搭接缺口，该搭接缺口的深度等于下轨板厚度的一半；驶出轨与转动轨对接端的下轨板上设置有与转动轨下底板搭接缺口相配合的搭接部；转动轨与驶出轨的连接端构成互补形状，并由所述搭接缺口和所述搭接部构成搭接式结构。

进一步地，变轨组件的驱动单元设置有安装座、驱动电机、驱动杆、复位弹簧和固定架，所述安装座设置有第一竖板和第二竖板，所述第一竖板的一端固定连接于第二竖板的一侧面，第一竖板和第二竖板的上下两端对齐；所述驱动杆的一端设置有用于连接小车的连接部，驱动杆上固定连接有弹簧挡板，在驱动杆的连接部与弹簧挡板中间的部位设置为齿条，弹簧挡板另一侧的驱动杆为圆柱杆；所述复位弹簧套装在圆柱杆上，并且复位弹簧的一端连接弹簧挡板，另一端连接安装座的第二竖板；所述驱动电机的输出端安装有与所述齿条相啮合的齿轮，驱动电机固定在安装座第一竖板上，驱动电机的输出端和电机主体位于第一竖板两侧；所述导向套固定安装在安装座第二竖板上，导向套与驱动杆的圆柱杆同轴设置，并且在驱动电机的作用下驱动杆能够在导向套内顺利滑动；所述滑轨固定在安装座第一竖板上驱动电机的输出端一侧，滑轨的一端设置有限位挡块，滑轨上设置有滑座，弹簧挡板与滑座固定连接；安装座的第二竖板一端与所述固定架铰接，固定架的上端与轨道吊架固定连接。

进一步地，所述滑道为弧形滑道，滑道所在的圆弧是以转动轨铰接端为圆心的圆；所述滑道的纵向截面呈c型，滑道的c型开口朝下。

进一步地，所述小车设置有行走轮、轮轴、差速器和连接柱，所述行走轮安装在所述轮轴两端，轮轴中间部位设置有差速器，轮轴上设置差速器处的下部固定连接有所述连接柱，连接柱的下端设置有吊挂部，在连接柱侧壁上设置有用于与驱动杆连接端固定连接的连接部。

进一步地，所述小车设置有行走盘、滚动轴承、安装套和连接柱；所述安装套的一端设置有端盖，端盖下端的安装套外壁上依次设置有直径递减的圆柱状的第一凸台、第二凸台、第三凸台和第四凸台；所述滚动轴承套装在安装套的第二凸台上，并且第二凸台的直径与滚动轴承内圈直径相等；所述行走盘的底部按行走盘的圆周方向上均匀设置有数个钢珠，所述的钢球与行走盘之间球铰接，行走盘套装在安装套第三凸台上，并且第三凸台的直径与行走盘的内径相等；在安装套的第四凸台上套装有压盖，所述压盖的内径大于第四凸台的直径；所述连接柱上端设置有法兰盘，下端设置有吊挂部，并且所述连接柱主体为圆形钢管制作；安装套套装在连接柱上；所述行走盘、安装套和压盖上分别设置有与连接柱上端的法兰相对应的螺栓通孔，并在这些对应的螺栓孔处使用螺栓将和螺母将行走盘、安装套、压盖和连接柱固定连接。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图。

图2是本实用新型驶入轨与转动轨的铰接端分解图。

图3是本实用新型驶入轨与转动轨铰接端对应的仰视图。

图4是本实用新型转动轨与驶出轨对接端的分解立体图。

图5是本实用新型变轨组件结构示意图。

图6是以图5为主视图的本实用新型变轨组件的俯视图。

图7是本实用新型变轨组件中小车的第二实施例的立体分解图。

图8是本实用新型实施例安装套的立体结构图。

图9是本实用新型实施例安装套的俯视图。

图10是对应图9中的a-a剖视图。

图中：驶入轨1；第一圆弧槽101；第二圆弧槽102；第一凸缘103；驶出轨2；搭接部201;凹圆弧面202；变轨组件3；小车301；行走轮3011；轮轴3012；差速器3013；连接柱3014；吊挂部301401；行走盘3015；安装盘3016；第一凸台301601；第二凸台301602；第三凸台301603；第四凸台301604；滚动轴承3017；压盖3018；变轨驱动单元302；驱动杆3021；弹簧板3022；驱动电机3023；安装座3024；第一竖板3024a；第二竖板3024b；复位弹簧3025；固定架3026；导向套3027；滑轨3028；滑座3029；滑道303；连接架4；转动轨5；第三圆弧槽501；第二凸缘502；搭接缺口503；钢制转轴6；螺纹孔601；铰制孔螺钉7。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型进行详述。

下面将结合附图和实施例对本实用新型进行详述。

如图1所示，本实用新型提供的一种单轨道岔变轨系统由驶入轨1、驶出轨2、连接架4、变轨组件3和转动轨5等组成。

驶入轨1和驶出轨2均为工字型轨道，所述工字型轨道设置有上轨板、下轨板和轨道竖板，而在本实用新型中的工字型轨道用于车辆行走的面是下轨板的上表面。驶入轨1和驶出轨2固定悬吊在所述连接架4的底端，连接架4的顶端固定在已按规划线路设置好的轨道吊架。轨道吊架可以是门型的双立柱式轨道吊架；也可以是倒置的l型轨道吊架。

其中一根驶入轨1对应有一根与其铰接的转动轨5，所述转动轨5对应不少于两根的驶出轨2；铰接处的转动轨5下轨板的上表面和驶入轨1下轨板的上表面共面；转动轨5与驶出轨2的对接处，二者的下轨板上表面共面，这也是为了尽可能的减小车301辆在通过变轨连接处时产生的颠簸。

所述变轨组件3包括小车301、滑道303、控制单元和驱动单元，所述滑道303和驱动单元分别固于同一轨道吊架，所述小车301与滑道303滑动连接，小车301与所述驱动单元固定连接。

小车301的下部设置有连接柱3014，所述连接柱3014的下端与转动轨5的上轨板固定连接，连接柱3014与转动轨5之间采用焊接的方式连接。所述控制单元与驱动单元电连接；在控制单元控制作用下，驱动单元带动小车301沿滑道303做往复运动，转动轨5完成与相应驶出轨2的对接，从而实现变轨。根据控制单元对，驱动单元启停及运动方向的控制，实现转动轨5与驶出轨2的精准对接。

与现有的变轨技术相比，本实用新型实施例的优点是：通过设置与驶出轨2铰接的转动轨5，避免了变轨时强行拖拽造成的影响；通过驱动单元带动转动轨5实现机械式变轨，大大的提高了变轨系统的可靠性和使用寿命。

为了进一步提高变轨系统的可靠性以及能够更加顺便无卡顿的实现变轨，本实用新型实施例采用以下优选结构。

作为优选结构，在驶入轨1铰接端的纵向端面上设置有第一圆弧槽101、第二圆弧槽102以及第一凸缘103，第一圆弧槽101和第二圆弧槽102均为轴线沿竖直方向的直圆弧槽，第一凸缘103的侧壁与圆弧面；所述第一圆弧槽101设置于轨道竖板中心处，并且第一圆弧槽101贯穿上轨板和轨道竖板；所述第二圆弧槽102设置在下轨板与轨道竖板的连接处，第二圆弧槽102的深度等于下轨板厚度的一半。第一圆弧槽101和第二圆弧槽102对应的圆弧角均为180°。

所述第一凸缘103是设置在下轨板上，第一凸缘103与第一圆弧槽101同轴设置，并且第一凸缘103的半径与第一圆弧槽101的半径相等，所述第一凸缘103的上端面与第二圆弧槽102底面共面。当转动轨5相对驶入轨1转动时，在第一凸缘103和第二圆弧槽102连接处的行走面处不会产生大缝隙或者不平顺，并且此处的行走面接线处为圆弧线，当车辆的轮子通过时不会产生卡轨现象。

转动轨5的铰接端设置有第三圆弧槽501和第二凸缘502，所述第三圆弧槽501被第二凸缘502隔成上下两部分，第三圆弧槽501和第一圆弧槽101的半径相等；第二凸缘502设置在转动轨5下轨板的上半部，且其厚度与驶入轨1铰接端第二圆弧槽102的深度相等。因为在本实用新型中所述的车辆是以轨道下轨板的上表面为行走面，所以应在保证驶入轨1与转动轨5铰接处能够顺利转动的情况下，尽可能地令铰接处的驶入轨1和驶出轨2的下轨板上表面（即行走面）共面。也就是令第二凸缘502的厚度与第二圆弧槽102的深度相等，以保证铰接处的行走面的平面质量。

在转动轨5的第三圆弧槽501的两侧为对称设置的与转动轨5长度方向呈一定角度的竖直平面，所述的两侧的呈一定角度的竖直平面，将第三圆弧槽501截成圆弧角小于180°的圆弧槽，从而使得转动轨5和驶入轨1之间可以以无干涉的转动一定角度，根据需要通过调整竖直平面与转动轨5长度方向所呈的角度，来得到转动轨5与驶入轨1之间的转动角度。

驶入轨1与转动轨5铰接处驶入轨1第一圆弧槽101与转动轨5上半部分第三圆弧槽501对应并且二者之间设置有底部有螺纹孔601的钢制转轴6，第二凸缘502与第二圆弧槽102相配合，第一凸缘103与第三圆弧槽501的下半部分相配合；第一凸缘103与第二凸缘502的圆心出分别设置有贯通的铰接孔；使用铰制孔螺钉7作为第一凸缘103和第二凸缘502的铰接轴，铰制孔螺钉7的螺纹端与钢制转轴6连接，钢制转轴6作为驶入轨1和驶出轨2上部的铰接轴。驶入轨1为固定轨，为了提高转动轨5的连接强度，转动轨5的第二凸缘502与驶入轨1的第二圆弧槽102配合，构成驶入轨1托转动轨5的结构。并且，为了满足转动轨5的顺利转动，第二圆弧槽102的两端部距离驶入轨1的端面有一定的距离，即第二圆弧槽102对应的圆弧角小于180°。

转动轨5与驶入轨1铰接端的所有特征均采用切削加工，以保证装配精度要求。

作为优选结构，所述转动轨5的自由端与驶出轨2的一端对接，转动轨5与驶出轨2的对接处留有一定的伸缩间隙，此伸缩间隙做为热胀冷缩的补偿间隙，保证在不同季节时变轨系统仍能正常工作，间隙的大小根据轨道具体的热胀冷缩情况来定，为了保证车辆通过的平稳性间隙不宜过大，应保持在3～6毫米之间。转动轨5自由端的端面为凸圆弧面，驶出轨2与转动轨5对接端的端面是凹圆弧面202，所述凸圆弧面所在的虚拟圆弧和所述凹圆弧面202所在的虚拟圆弧是以转动轨5铰接端为圆心的同心圆。这样的结构保证了转动轨5能够在驱动单元的驱动下顺利的完成与不同驶出轨2的对接。当车辆通过时轮子在通过衔接缝隙时不会直接一次通过，而是顺着圆弧的倾斜方向渐进通过,而且这种衔接方式还有利于轨道在旋转对接时使其对接缝隙最小的特点。

作为优选结构，所述转动轨5自由端下轨板的底部设置有搭接缺口503，该搭接缺口503的深度等于下轨板厚度的一半；驶出轨2与转动轨5对接端的下轨板上设置有与转动轨5下底板搭接缺口503相配合的搭接部201；转动轨5与驶出轨2的连接端构成互补形状，并由所述搭接缺口503和所述搭接部201构成搭接式结构。因为驶出轨2是固定的，为了提高变轨处的连接强度，保证车辆安全的通行，设置了所述搭接缺口503和所述搭接部201构成搭接式结构，即使得转动轨5搭接在驶出轨2上。并且这种搭接结构能够防止车辆通过时由于重力的作用其中一方出现下沉而发生轨道卡死使得无法顺利对接的情况发生；另外，上下搭接方式也有效的防止了车辆通过时有一方下沉带来的行走面错位的状况发生，从而保证了车辆平稳通过。

为了保证转动轨5与驶出轨2的顺畅对接，在转动轨5下轨板的搭接缺口503底面两侧棱处设置有过渡圆角，并在驶出轨2的搭接部201两侧棱处设置过渡圆角。

作为优选结构，所述滑道303为弧形滑道303，滑道303所在的圆弧是以转动轨5铰接端为圆心的圆；所述滑道303的纵向截面呈c型，滑道303的c型开口朝下。将滑道303设置成弧形，能够保证转动轨5在与小车301采用刚性连接的情况下完成变轨。

作为优选结构，变轨组件3的驱动单元设置有安装座3024、驱动电机3023、驱动杆3021、复位弹簧3025和固定架3026，所述安装座3024设置有第一竖板3024a和第二竖板3024b，所述第一竖板3024a的一端固定连接于第二竖板3024b的一侧面，第一竖板3024a和第二竖板3024b的上下两端对齐。安装座3024的主体由第一竖板3024a与第二竖板3024b焊接成型。

所述驱动杆3021的一端设置有用于连接小车301的连接部，驱动杆3021上固定连接有弹簧挡板3022，在驱动杆3021的连接部与弹簧挡板3022中间的部位设置为齿条，弹簧挡板3022另一侧的驱动杆3021为圆柱杆；所述复位弹簧3025套装在圆柱杆上，并且复位弹簧3025的一端连接弹簧挡板3022，另一端连接安装座3024的第二竖板3024b。设置复位弹簧3025是为了防止，变轨驱动单元302发生了故障，停留在中间时，转动轨5会在复位弹簧3025的作用下恢复到原始位置，避免转动轨5的自由端不与驶出轨2对接而导致车辆脱轨的事故发生。

所述驱动电机3023的输出端安装有与所述齿条相啮合的齿轮，驱动电机3023固定在安装座3024第一竖板3024a上，驱动电机3023的输出端和电机主体位于第一竖板3024a两侧；所述导向套3027固定安装在安装座3024第二竖板3024b上，导向套3027与驱动杆3021的圆柱杆同轴设置，并且在驱动电机3023的作用下驱动杆3021能够在导向套3027内顺利滑动。

所述滑轨3028固定在安装座3024第一竖板3024a上驱动电机3023的输出端一侧，滑轨3028的一端设置有限位挡块，滑轨3028上设置有滑座3029，弹簧挡板3022与滑座3029固定连接；安装座3024的第二竖板3024b一端与所述固定架3026铰接，固定架3026的上端与轨道吊架固定连接。这样的结构使得驱动单元相互连接成一个整体。当需要变轨时驱动电机3023启动，驱动电机3023输出端的齿轮带动驱动杆3021（齿轮与驱动杆3021的齿条相啮合）。

复位弹簧3025在变轨完成后、转动轨5复位前被压缩，处于储能状态；当车辆通过变轨段后，转动轨5需要复位时驱动电机3023反向转动，复位弹簧3025将推动弹簧挡板3022，使驱动杆3021伸出导向套3027，转动轨5完成复位与初始的驶出轨2完成对接。

驱动杆3021通过弹簧挡板3022与滑座3029固定连接，滑座3029与滑轨3028滑动连接，滑轨3028固定在安装座3024的第一竖板3024a上，驱动杆3021的圆柱杆穿过固定在安装座3024第二竖板3024b的导向套3027。在驱动电机3023的作用下驱动杆3021能够沿滑轨3028和导向套3027的方向相对于安装座3024作往复直线运动。当小车301在滑道303里做弧形运动时小车301与驱动杆3021的侧向力将由安装座3024和固定架3026的。

作为优选结构，所述小车301设置有行走轮3011、轮轴3012、差速器3013和连接柱3014，所述行走轮3011安装在所述轮轴3012两端，轮轴3012中间部位设置有差速器3013，轮轴3012上设置差速器3013处的下部固定连接有所述连接柱3014，连接柱3014的下端设置有吊挂部301401，在连接柱3014侧壁上设置有用于与驱动杆3021连接端固定连接的连接部。所述连接柱3014端的吊挂部301401用于连接转动轨5的上轨板，吊挂部301401与上轨板之间采用焊接的方式固定连接；若为了拆卸维护方便，也可以通过螺栓螺母将连接柱3014下端的吊挂部301401与转动轨5连接。

作为优选结构，如图7～10所示，该实施例中小车301设置有行走盘3015、滚动轴承3017、安装套3016和连接柱3014。安装套3016的一端设置有端盖，端盖下端的安装套3016外壁上依次设置有直径递减的圆柱状的第一凸台301601、第二凸台301602、第三凸台301603和第四凸台301604。

滚动轴承3017套装在安装套3016的第二凸台301602上，并且第二凸台301602的直径与滚动轴承3017内圈直径相等；所述行走盘3015的底部按行走盘3015的圆周方向上均匀设置有数个钢珠，所述的钢球与行走盘3015之间球铰接，行走盘3015套装在安装套3016第三凸台301603上，并且第三凸台301603的直径与行走盘3015的内径相等；在安装套3016的第四凸台301604上套装有压盖3018，所述压盖3018的内径大于第四凸台301604的直径；所述连接柱3014上端设置有法兰盘，下端设置有吊挂部301401，并且所述连接柱3014主体为圆形钢管制作；安装套3016套装在连接柱3014上；所述行走盘3015、安装套3016和压盖3018上分别设置有与连接柱3014上端的法兰相对应的螺栓通孔，并在这些对应的螺栓孔处使用螺栓将和螺母将行走盘3015、安装套3016、压盖3018和连接柱3014固定连接。

通过设置了滚动轴承3017，并且滚动轴承3017的外壁与滑道303的c形槽侧壁之间发接触时发生的摩擦为滚动摩擦，大大的减小了摩擦阻力，行走盘3015底面的钢球能够在行走盘3015内自由的转动，也保证了行走盘3015在滑道303内顺畅的沿弧形滑道303做往返运动。采用本小车301实施例能够完全避免轮式小车301在弧形滑道303中转弯困难或发生卡顿的情况。

首先，当车辆需要通过变轨段时，控制单元采集接受到变轨命令后控制变轨驱动单元302执行变轨命令；如果需要按安装原始轨道行驶则不进行变轨，如果需要进行变轨，那么驱动电机启动通过齿轮带动驱动杆在车辆驶入变轨段之前完成与目标驶出轨2的对接；带车辆通过后，减速电机启动反转使得转动轨5到与原始驶出轨2对接状态。如果在此过程中电机出现故障或者突然失电，转动轨5会在恢复弹簧的作用下回到与原始驶出轨2对接的状态。

对于本实用新型的变轨系统，一根驶入轨1与一根转动轨5铰接，一根转动轨5可对应多根（大于两根）驶出轨2，并且与驶入轨1共线方向的轨道作为原始驶入轨1。

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