CN106480789B - 一种轻型铁路轨道、轨车变轨装置及轨车运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体为一种轻型铁路轨道及应用在该轨道上的轨车变轨装置及轨车运行方法，新型的轨道设计导向翼缘结构，通过该轨道与轨车变轨装置，可容易使轨车从一体式结构的道岔上驶出；一体式结构的道岔结构简单，安全性能高，成本低；一站到达式的轨车运行系统设计合理，使多个两两站点的直通车在同一条主轨上运行，节约地面空间，且前后轨车不相冲突，轨车一站式到达，节约时间，本专利技术方案提供了一种新型的轨道系统及运行模式，给人们带来一种全新的运行方便快捷的节能交通工具。

Description

一种轻型铁路轨道、轨车变轨装置及轨车运行方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体为一种新型结构的轨道、应用在该轨道上的车厢变轨装置以及轨车系统。

背景技术

城市轨道交通是现代化城市交通不可或缺的重要组成部分，它具备运输能力大、污染少、节约能源等特点，但是在现有的轨道交通技术应用过程中，存在以下几个问题：

①轨道的结构形状都是标准化模式，采用上弧形面的工字形截面轨道，相应的轨车采用内侧带翼缘的车轮在该轨道上行驶，这样的结构特征造成:当轨车需要变道时，需要辅助配备道岔装置:而车轮内侧设置有翼缘，势必造成变道轨与正常轨道交错位置要设置沟槽，因而，道岔装置的结构复杂，各项性能指标要求非常严格，生产成本高，轨车变轨操作复杂；

此种车轮与轨道的接触面非水平的平面，而轨道受热胀冷缩的影响，轨道与轨道之间的接缝处会存在一定的空隙，车辆在轨道上行驶到轨道间隙处以及道岔位置时，则会产生轨车轮与接缝的碰撞，震动及噪音较大，影响设备的使用寿命以及轨车车厢内乘坐者的舒适度；

②轨车运行方式一般为一个车头带动多节车厢，城市内站点密集，往往轨车刚起步不久就要进行减速接近下一站点，乘客在车厢内经常处于前后晃动的不舒适状态，停车与启动之间时间过长，浪费大量时间，即使站点没有乘客上下，轨车也要照常运行，造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型结构的轻型铁路轨道及车厢变轨装置，以及一种利用该轨道的轨车运行方法，轨道结构设计合理，轨车变轨操作简单，轨车运行方法改变了现有的乘运模式，通过一条主轨道实现不同两两站点之间的“一站直达”。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案为：

一种轻型铁路轨道，轨道主体的截面形状为工字型，与轨车行走轮接触面为平轨面，平轨面设置在主体正上方，平轨面的外侧一体连接有朝向上方的突出的翼缘，翼缘与轨道平行，其作用为限定轨车行走轮在平轨面上行走，并作为轨车变轨装置的导向轨。

进一步地，所述的翼缘截面为直角梯形，斜边下端与平轨面连接，直角边所在面作为轨车变轨装置用导轨面。

所述的轨道与轨道之间为错合形状连接，即轨道端部为斜角，斜角与斜角错合的有缝连接，该缝与平轨面垂直，缝的俯视形状为斜线，当轨车行走轮经过接缝时，行走轮与平轨面的接触线始终处于交替的轨道平面上，行走轮可平稳地通过连接缝。

进一步地，道轨连接端上多增加的压力所产生的弯矩，可通过在连接处设置支撑加强件解决。

所述的利用上述轨道结构的道岔，其整体结构形式与现在运行的铁路贴合后的道岔相似，所不同的是该道岔没有道岔缝隙，道岔是一个固定的整体；该轨道的道岔轨道截面与正常行驶用双轨（主轨道）的截面形状相同，道岔轨道与正常轨道为一体式连接，道岔用轨道与正常轨道交叉连接处，轨车行走轮经过的轨道平轨面通路上无翼缘结构，即道岔轨道与正常轨道连接处的平轨面俯视形状为“r”形，两者交叉处的平轨面俯视形状为“×”形，进一步地，道岔轨道为弧形。

一种应用上述轨道的轨车变轨装置，它包括车架、行走轮，行走轮在平轨面上转动行走，行走轮与轨道平轨面的接触面为平面；车架外侧设置有可上下调节的可转动的导向轮，一侧的导向轮至少设置有两个，导向轮下调后其内侧与翼缘外侧导轨面外侧滑动连接，导向轮带动车架沿翼缘延伸方向行走。

进一步地，轨车需要变向时，两边侧的导向轮只有变轨方向的一侧导向轮会下调，当车厢需要进站时，变轨侧导向轮下落到道岔方向轨道翼缘外侧滚动导向，迫使轨车车厢离开主轨道，向外变轨驶入道岔轨道；反之，轨车从道岔驶入主道时，道岔侧的导向轮下落导向进入。

进一步地，所述的两侧导向轮通过中轴连接，每个中轴的中心固定连接有一个动轴，动轴与中轴垂直，且动轴与行星减速电机轴相连，且可被减速电机驱动进行左右方向微转，从而带动中轴沿左右方向倾斜；所述的车架两边分别开有竖条限位孔，其用于中轴通过，并限定中轴的上下调整距离，轮轴上下移动的过程是由行星减速电机装置控制的；行星减速电机固定设置在车架上，动轴可在轴套内转动并通过轴套与车架连接，轴套固定在车架底部；导向轮向左完成动作后始终向下靠在左侧轨道翼缘外侧，而右端的导向轮抬起，与轨道无接触；当车厢右转弯时，动轴行星减速电机转动，左侧导向轮抬起，右导向轮下落靠在右轨道翼缘外侧，形成左高右低的倾斜状态。

进一步地，所述车架限位孔8内侧中轴直径大于限位孔内以及外侧的中轴直径，当导向轮与轨道翼缘接触受力时，车架内侧中轴端部与车架接触连接，通过车架承受转弯时车体所产生的离心力。

所述的车架上设置有车厢，车架还包括底盘、刹车系统、驱动系统、差速器和前后距离感应系统，以及其它常规轨车车辆用功能结构。

一种利用上述轨车变轨装置的轨车运行方法：每节轨车车厢均具备单独的驱动系统，每节车厢均为一站式到达行走方式，即从出发点道岔驶入主轨，从终点站处道岔下轨到站，同向车组共用一条主轨，每个站点设置一个道岔出口，站点的乘坐者根据需要乘坐轨车，中途无停留，一站式到达。

进一步地，所述的每个出发站的道岔进入口设置有感应器，用以感应来向轨车的安全距离，并判断是否准许出发站内轨车驶入主轨，相应的每辆轨车上设置有距离信号发射装置与感应器无线连接，当感应器感应不到距离信号时，判定安全，允许出发站轨车驶入主轨。

本发明的有益效果为：

①新型的轨道结构以及轨车变轨装置，轨车通过变轨装置可容易实现安全有效的从一体式结构的道岔上驶出；②一体式结构的道岔结构简单，安全性能高，成本低；③错合式斜角对斜角的轨道间连接方式，确保了在平面轨道上行走的轨车在经过轨道接缝时无振动、无噪音；④一站到达式的轨车运行系统设计合理，使多个两两站点的直通车在同一条主轨上运行，节约地面空间，且前后轨车不相冲突，轨车一站式到达，节约时间，本专利技术方案提供了一种新型的轨道系统及运行模式，给人们带来一种全新的运行方便快捷的节能交通工具。

附图说明

图1为本发明实施例轨道结构示意图；

图2为本发明实施例轨道道岔俯视结构示意图；

图3为本发明实施例变轨装置结构示意图；

图4为本发明实施例变轨装置局部示意图。

具体实施方式

如附图1所示的一种轻型铁路轨道，主体的截面形状为工字型，与轨车行走轮2接触面为平轨面1，平轨面1设置在主体正上方，平轨面1的外侧一体连接有朝向上方的突出的翼缘3，翼缘3与轨道平行，其用来限定轨车行走轮2在平轨面1上行走，并作为轨车变轨装置的导向轨。

进一步地，所述的翼缘3截面为直角梯形，斜边下端与平轨面连接，直角边所在面作为轨车变轨装置用导轨面。

所述的轨道与轨道之间为错合形状连接，即轨道端部为斜角，斜角与斜角错合的有缝连接，该缝4与平轨面1垂直，缝4的俯视形状为斜线，当轨车行走轮2经过接缝4时，行走轮2与平轨面1的接触线始终处于交替的轨道上平面上，行走轮2可平稳的通过连接缝4而不产生震动。

进一步地，道轨连接端上多增加的压力所产生的弯矩，可通过在连接处设置支撑加强件解决。

所述的利用上述轨道结构的道岔，整体结构形式与现在运行的铁路贴合后的道岔相似，均为斜向插入式的轨道结构形式，所不同的是该道岔没有道岔缝隙，道岔是一个固定的整体，不需要信号开合动作使列车变轨，因此车厢通过时平稳无震动；该轨道的道岔轨道与正常行驶用双轨（主轨道）截面形状相同，轨道的外侧设置有突出的导向用翼缘，道岔轨道与正常轨道为一体式连接，道岔用轨道与正常轨道交叉连接处，轨车行走轮经过的轨道平轨面通路上无翼缘结构，即道岔轨道与正常轨道连接处的平轨面俯视形状为“r”形，两者交叉处的平轨面俯视形状为“×”形，进一步地，道岔轨道为弧形。

一种应用上述轨道的轨车变轨装置，它包括车架、行走轮2，行走轮2与轨道平轨面的接触面为平面；车架外侧设置有可上下调节的可转动的导向轮5，一侧的导向轮5至少设置有两个，导向轮5下调后其内侧与翼缘外侧导轨面外侧滑动连接，导向轮带动车架沿翼缘延伸方向行走。

进一步地，轨车需要变向时，两边侧的导向轮只有变轨方向的一侧导向轮会下调，当车厢需要进站时，变轨侧导向轮下落到右轨道翼缘外侧滚动导向，迫使轨车车厢离开主道，向外变轨驶入道岔轨道，相反的，轨车从道岔驶入主道时，道岔侧的导向轮下落导向进入。

进一步地，所述的两侧导向轮5通过中轴6连接，每个中轴6的中心固定连接有一个动轴7，动轴7与中轴6垂直，动轴7与行星减速电机9轴相连，动轴7可被减速电机9驱动进行左右方向微转，从而带动中轴6左右方向倾斜，所述的车架两边侧分别开设有竖条限位孔8，限位孔8用于中轴6通过，并限定中轴6的上下调整距离，导向轮上下移动的过程是由行星减速电机9装置控制的；行星减速电机固定设置在车架上，动轴7通过轴套10与车架连接，轴套10固定在车架底部，动轴7可在轴套10内转动，并由轴套10束缚限定，导向轮向左完成动作后始终向下靠在左侧轨道翼缘外侧，而右端的导向轮抬起，与轨道无接触；当车厢右转弯时，动轴行星减速电机9转动，左侧导向轮抬起，右导向轮下落靠在右轨道翼缘外侧，形成左高右低的倾斜状态。此时就变成左导向轮翘起，与轨道无接触，右导向轮下落靠在右轨道外缘上，迫使车厢右转弯离开主道，驶入站点。而后边不需在此站点停靠的车厢，不启动行星减速电机9装置，则继续在主道上行进，当到达自己的目标站点时，采取同样的方法，右转离开主道驶入站点。

所述的导向轮靠近车架的行走轮，其设置在行走轮的前方或后方；所述的行走轮的轮边截面并非直角边，而是具有小弧度的圆滑边。

进一步地，所述车架限位孔8内侧中轴直径大于限位孔内以及外侧的中轴直径，当导向轮与轨道翼缘接触受力时，通过车架受力以克服转弯时车体所产生的离心力。

所述的车架上设置有车厢，车架还包括底盘、刹车系统、驱动系统、差速器和前后距离感应系统，以及其它常规轨车车辆用功能结构。

一种利用上述轨车变轨装置的轨车运行方法：每节轨车车厢均具备单独的驱动系统，每节车厢均为一站式到达行走方式，即从出发点道岔驶入主轨，从终点站处道岔下轨到站，同向车组共用一条主轨，每个站点设置一个道岔出口，站点的乘坐者根据需要乘坐轨车，中途无停留，一站式到达。

进一步地，所述的每个出发站的道岔进入口设置有感应器，用以感应来向轨车的安全距离，并判断是否准许出发站内轨车驶入主轨，相应的每辆轨车上设置有距离信号发射装置与感应器无线连接，当感应器无感应距离信号时，则认定正常行驶在主轨上的车厢在接下来的一定时间内不会对即将进入轨道的出站轨车造成安全影响，允许出发站轨车驶入主轨。

整个轨车运行系统包括起多个始站点、终点站，一条单向主轨，主轨设置有对应始站点和终点站数量的驶入、驶出道岔，每个轨车作为一个单独的乘运单元，从始站点出发，一站式到达终点站，不同路线的轨车安全有序的驶入同一主轨行驶，该轨车可设计为无人自动车，通过配备电源为轨车驱动装置提供驱动力，轨车的最高驱动行驶速度统一设定，轨车上设置有前后距离安全检测系统，轨车上设置有定位装置，可远程监控运行状态，所述的出发站口的感应器与轨车的控制系统无线连接，只有感应器判定轨车出站安全时发出安全信号，轨车的控制系统才可驱动车辆驶入主轨，并在规定时间内进入恒定速度，该轨车运行系统的速度不宜过快。

Claims (10)

1.一种轻型铁路轨道，其特征是：轨道主体的截面形状为工字型，与轨车行走轮接触面为平轨面，平轨面设置在主体正上方，平轨面的外侧一体连接有朝向上方的突出的翼缘，翼缘与轨道平行，其作用为限定轨车行走轮在平轨面上行走，并作为轨车变轨装置的导向轨。

2.根据权利要求1所述的轻型铁路轨道，其特征是：所述的翼缘截面为直角梯形，斜边下端与平轨面连接，直角边所在面作为轨车变轨装置用导轨面。

3.根据权利要求1所述的轻型铁路轨道，其特征是：所述的轨道与轨道之间为错合形状连接，即轨道端部为斜角，斜角与斜角错合的有缝连接，该缝与平轨面垂直，缝的俯视形状为斜线，当轨车行走轮经过接缝时，行走轮与平轨面的接触线始终处于交替的轨道平面上，行走轮可平稳地通过连接缝。

4.根据权利要求1所述的轻型铁路轨道，其特征是：所述的轨道道岔结构整体结构形式与现在运行的铁路贴合后的道岔相似，所不同的是该道岔没有道岔缝隙，道岔是一个固定的整体；该轨道的道岔轨道截面与正常行驶用双轨的截面形状相同，道岔轨道与正常轨道为一体式连接，道岔轨道与正常轨道交叉连接处，轨车行走轮经过的轨道平轨面通路上无翼缘结构。

5.一种应用上述权利要求1至4任意一项所述的轻型铁路轨道的轨车变轨装置，其特征是：它包括车架、行走轮，行走轮在平轨面上转动行走，行走轮与轨道平轨面的接触面为平面；车架外侧设置有可上下调节的可转动的导向轮，一侧的导向轮至少设置有两个，导向轮下调后其内侧与翼缘外侧导轨面外侧滑动连接，导向轮带动车架沿翼缘延伸方向行走。

6.根据权利要求5所述的轨车变轨装置，其特征是：轨车需要变向时，两侧的导向轮只有变轨方向的一侧导向轮会下调，当车厢需要进站时，变轨侧导向轮下落到道岔方向轨道翼缘外侧滚动导向，迫使轨车车厢离开主轨道，向外变轨驶入道岔轨道；反之，轨车从道岔驶入主道时，道岔侧的导向轮下落导向进入。

7.根据权利要求5所述的轨车变轨装置，其特征是：所述的两侧导向轮通过中轴连接，每个中轴的中心固定连接有一个动轴，动轴与中轴垂直，且动轴与行星减速电机轴相连，且可被行星减速电机驱动进行左右方向微转，从而带动中轴沿左右方向倾斜；所述的车架两边分别开有竖条限位孔，其用于中轴通过，并限定中轴的上下调整距离，导向轮上下移动的过程是由行星减速电机装置控制的；动轴可在轴套内转动并通过轴套与车架连接，轴套固定在车架底部；导向轮向左完成动作后始终向下靠在左侧轨道翼缘外侧，而右导向轮抬起，与轨道无接触；当车厢右转弯时，动轴行星减速电机转动，左侧导向轮抬起，右导向轮下落靠在右轨道翼缘外侧，形成左高右低的倾斜状态。

8.根据权利要求7所述的轨车变轨装置，其特征是：所述车架限位孔内侧中轴直径大于限位孔内以及外侧的中轴直径，当导向轮与轨道翼缘接触受力时，车架内侧中轴端部与车架接触连接。

9.一种利用上述权利要求5所述轨车变轨装置的轨车运行方法，其特征是：每节轨车车厢均具备单独的驱动系统，每节车厢均为一站式到达行走方式，即从出发点道岔驶入主轨，从终点站处道岔下轨到站，同向车组共用一条主轨，每个站点设置一个道岔出口，站点的乘坐者根据需要乘坐轨车，中途无停留，一站式到达。

10.根据权利要求9所述的轨车运行方法，其特征是：所述的每个出发点的道岔进入口设置有感应器，用以感应来向轨车的安全距离，并判断是否准许出发点内轨车驶入主轨，相应的每辆轨车上设置有危险距离信号发射装置与感应器无线连接，当感应器感应不到危险距离信号时，允许出发点轨车驶入主轨。