CN107815934A - 一种空铁道岔系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空铁道岔系统，包括X形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ的两侧均设置有平直轨道Ⅱ，轨道Ⅱ通过轨道Ⅰ彼此连通；在轨道Ⅰ上靠近来车方向且与轨道Ⅱ连通的端口处均设置有依次连接的主动道岔机构和驱动机构，驱动机构驱动主动道岔机构旋转，以控制轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的通断状态以及轨道Ⅱ自身的通断状态。当车体需要变道时，启动驱动机构，以使轨道Ⅱ自身处于断路状态，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于连通状态，车体顺着轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接部位移动到轨道Ⅰ中，再从轨道Ⅰ另一侧的出口移动到位于轨道Ⅰ另一侧的轨道Ⅱ上，以使车体在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

Description

一种空铁道岔系统

技术领域

本发明涉空铁领域，具体涉及一种空铁道岔系统。

背景技术

交通拥堵已经成为制约城市发展的瓶颈，而城市化又是发展的必然趋势，为了解决这一矛盾，空铁应运而生。城市道桥日益增多，楼宇也日益密集，城市的路高架桥在利于车辆通行的同时，低桥下近地空间处于闲置状态。而空铁则能利用桥下近地空间建设，不会对现有交通系统造成影响，在低成本投入的前提下，还能增加一倍的交通流通能力，减缓交通拥堵。空铁与地铁和有轨电车不同，空铁的轨道在上方，是悬挂在空中轨道上运行的一种轨道交通。

空铁具有如下几大优势：

1、建设成本低：系统综合平均每公里工程造价在0.8-1亿元之间，是地铁造价的1/8～1/6；

2、工程建设快：建造施工简单快捷，整个系统建设周期半年～一年左右；

3、可拆卸移动：随着城市发展变化，可从现有线路便捷拆解转移至别处；

4、乘坐舒适视野开阔：人性化的大玻璃车厢，乘客享受先进舒适的乘车体验；

5、快捷高效便利：在拥挤的城市快速道路上方，空铁以50-80公里/小时左右的速度无声穿过；

6、适应任何天气：空铁车轮在封闭轨道中运行，不受恶劣天气或者地下积水的影响；

7、占地面积最小：空铁建设占地面积小，形象地说，只需要把马路边的路灯杆加粗，即可支起整个空铁；

8、适应特殊地质：地下泉水、硬质岩层等地铁无法施工的城区可适用空铁。

随着空铁的发展，空铁的各个线路之间会出现相互交错的情况，因此现在急需一种应一种空铁道岔系统，以便于空铁在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

发明内容

本发明目的在于提供一种空铁道岔系统，解决空铁在轨道相互交错的部位变换轨道的问题。因此本发明设计出一种空铁道岔系统，以使空铁在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

本发明通过下述技术方案实现：

一种空铁道岔系统，包括两个互相平行的平直轨道Ⅱ，在所述轨道Ⅱ之间设置有X形轨道Ⅰ，所述轨道Ⅰ的末端均与靠近的轨道Ⅱ连通：位于轨道Ⅰ一侧的轨道Ⅱ通过轨道Ⅰ与位于轨道Ⅰ另侧的轨道Ⅱ连通；

在所述轨道Ⅰ上靠近来车方向且与轨道Ⅱ连通的端口处均设置有依次连接的主动道岔机构和驱动机构，所述驱动机构驱动主动道岔机构旋转，以控制轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的通断状态以及轨道Ⅱ自身的通断状态，且同一时刻有且只有一个处于通路或者断路状态：轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于通路状态时，轨道Ⅱ自身处于断路状态，或者轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于断路状态时，轨道Ⅱ自身处于通路状态。

轨道Ⅰ为两根互相交错的轨道。

当车体位于轨道Ⅰ一侧的轨道Ⅱ上，且驶向轨道Ⅰ时，如果无需变道，则驱动机构和主动道岔机构均不动作，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ移动；当车体需要变道时，则启动驱动机构，以使轨道Ⅱ自身处于断路状态，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于连通状态，车体顺着轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接部位移动到轨道Ⅰ中，再从轨道Ⅰ另一侧的出口移动到位于轨道Ⅰ另一侧的轨道Ⅱ上，以使车体在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

进一步地，所述主动道岔机构包括依次连接的转轴Ⅰ和道岔臂Ⅰ，所述转轴Ⅰ的轴线垂直于轨道，所述道岔臂Ⅰ的一端通过转轴Ⅰ与轨道Ⅰ和轨道Ⅱ之间的连接部位转动连接，道岔臂Ⅰ的另一端位于轨道Ⅰ和轨道Ⅱ的连通处，所述驱动机构驱动道岔臂Ⅰ绕着转轴Ⅰ转动，且道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅰ中时，轨道Ⅱ自身成通路状态，同时轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于断开状态；道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅱ中时，轨道Ⅱ自身成断路状态，同时轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于连通状态。

当车体位于轨道Ⅰ一侧的轨道Ⅱ上，且驶向轨道Ⅰ时，如果无需变道，则驱动机构和主动道岔机构均不动作，道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅰ中，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ移动；当车体需要变道时，则启动驱动机构，道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅱ中，轨道Ⅱ自身成断路状态，同时轨道Ⅰ与轨道Ⅱ连通，车体顺着轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接部位移动到轨道Ⅰ中，再从轨道Ⅰ另一侧的出口移动到位于轨道Ⅰ另一侧的轨道Ⅱ上，以使车体在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

优选地，车体沿着轨道Ⅱ移动时，道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅰ中，且道岔臂Ⅰ上远离转轴Ⅰ的一端与轨道Ⅰ接触，且此时道岔臂Ⅰ上靠近此轨道Ⅱ的侧壁与轨道Ⅱ上靠近轨道Ⅰ的轨道侧壁共面，以便于车体平稳地通过轨道Ⅰ和轨道Ⅱ之间的连接部。

优选地，车体需要变道时，道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅱ中，且道岔臂Ⅰ上远离转轴Ⅰ的一端与轨道Ⅱ上远离轨道Ⅰ的侧壁接触，且此时道岔臂Ⅰ上靠近此轨道Ⅰ的侧壁与轨道Ⅰ上朝向道岔臂Ⅰ的侧壁之间等间距，并与轨道Ⅰ的轨道间距一致，以便于车体平稳地通过轨道Ⅰ和轨道Ⅱ之间的连接部，并变道到轨道Ⅰ中。

进一步地，在所述轨道Ⅰ和轨道Ⅱ之间用于安装道岔臂Ⅰ的连接部均设置有安装孔，所述安装孔的孔壁上远离道岔臂Ⅰ的一端设置有插入安装孔中，且在安装孔和转轴Ⅰ之间设置有轴承。

轴承优选滚珠轴承，以降低转轴Ⅰ旋转时与安装孔之间的摩擦力。

进一步地，所述驱动机构包括复位弹簧、电磁继电器、传感器、控制器和电源，所述复位弹簧的一端与转轴Ⅰ连接，其另一端与安装孔连接，所述电磁继电器安装在轨道Ⅱ上远离轨道Ⅰ的侧壁上，所述传感器位于电磁继电器靠近来车方向的侧，所述控制器与传感器和电磁继电器连接，所述电源给电磁继电器、传感器和控制器提供电源；

所述传感器将其感应到的信息通过电信号发送给控制，所述控制器接收来自传感器的电信号，并控制电磁继电器的通断电状态；

电磁继电器通电时，道岔臂Ⅰ上远离转轴Ⅰ的一端被电磁继电器吸附固定，道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅱ中，且复位弹簧处于变形状态；

电磁继电器端电时，道岔臂Ⅰ在复位弹簧的作用下回到原位，道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅰ中，复位弹簧处于原态。

通过设置复位弹簧和电磁继电器等相关部件来调整道岔臂Ⅰ的工作状态，以使道岔臂Ⅰ能通过极为简单的驱动机构即能获得所需动作，降低了制造成本。且通过电信号来控制道岔臂Ⅰ的工作状态，能缩短道岔臂Ⅰ转换工作状态的时间，提高道岔系统的稳定性。

传感器可采用压力传感器、位置传感器或者光敏微动开关等传感器。

传感器感应到车体向道岔系统行驶；需要换向时，控制接收需换向的信号，并根据传感器传递来的信息，启动电磁继电器，使道岔臂Ⅰ绕着转轴Ⅰ转动，直至道岔臂Ⅰ上远离转轴Ⅰ的一端被电磁继电器吸附固定，以使道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅱ中，轨道Ⅱ自身成断路状态，同时轨道Ⅰ与轨道Ⅱ连通，车体顺着轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接部位移动到轨道Ⅱ中；当不需要换向时，则控制器使电磁继电器处于断电状态，继而道岔臂Ⅰ位于轨道Ⅰ中，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ移动。

进一步地，在所述安装孔的孔壁上远离道岔臂Ⅰ的一端设置有限位槽，所述限位槽的轴线与安装孔的轴线平行；

在所述转轴Ⅰ的侧壁上远离道岔臂Ⅰ的一端设置有限位板，当道岔臂Ⅰ被电磁继电器吸附固定时，限位板上靠近轨道Ⅰ的侧壁与限位槽靠近轨道Ⅰ的槽壁接触；当道岔臂Ⅰ回到原位时，限位板上远离轨道Ⅰ的侧壁与限位槽远离轨道Ⅰ的槽壁接触。

为了便于车体顺利通过轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接口，道岔臂Ⅰ处于两个极限位置时，与对应轨道的接触面极小；且车体在移动中，会因动力传动以及轨道的平面的粗糙度等原因或者参数产生晃动，当车体通过轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接口时，车体的滚轮会对道岔臂Ⅰ产生极大的撞击力，而这个撞击力主要由，道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位承受，这致使道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位受到极大的冲击力，会在道岔臂Ⅰ此部位产生裂纹，甚至断裂，增加了后期的检修、维修次数，不利于车体顺利通过道岔系统；为了解决此问题，设置限位槽和限位板，以使道岔臂Ⅰ处于两个极限位置时，不仅通过道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位承受来自车体的冲击力，还通过限位板与限位槽上对应的槽壁接触来承受自车体的冲击力，继而降低道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位的应力，保护道岔臂Ⅰ的质量，提高道岔臂Ⅰ的使用寿命，降低后期的检修、维修次数，利于车体顺利通过道岔系统。

进一步地，所述限位槽的横截面为扇形，其圆心角与道岔臂Ⅰ所转动的角度大小一致，且限位槽的轴线与安装孔的轴线重合；所述限位板上能与限位槽的槽壁接触的面均与转轴Ⅰ的轴线平行，且限位板上能与限位槽的槽壁接触的面在转轴Ⅰ的轴线处相交。

将限位槽的横截面设置为扇形，同时使限位板上能与限位槽的槽壁接触的面在转轴Ⅰ的轴线处相交并与此轴线平行，以使道岔臂Ⅰ处于两个极限位置时，限位板能与限位槽的槽壁平行接触，获得最大的支撑面。

进一步地，在所述限位槽的槽壁上均设置有安装槽，所述安装槽的轴线平行于安装孔的轴线，在安装槽中均设置有依次连接的减震弹簧和接触板，所述接触板通过减震弹簧与对应的安装槽的槽底连接，所述接触板上远离减震弹簧的一端位于限位槽中；

旋转转轴Ⅰ，能使限位板与接触板上远离减震弹簧的一端接触，且压缩减震弹簧，能使接触板上远离减震弹簧的一端与限位槽的槽壁共面。

为了使车体顺利通过道岔系统，当电磁继电器被触发后，道岔臂Ⅰ会迅速转动并被电磁继电器吸附住，而当道岔臂Ⅰ被电磁继电器吸附住时，道岔臂Ⅰ具有旋转动能，因此道岔臂Ⅰ会直接撞击在电磁继电器以及轨道Ⅱ上的接触部位上，这会导致道岔臂Ⅰ上远离转轴的一端受到较大的撞击力，损伤道岔臂Ⅰ的质量，会导致道岔臂Ⅰ上远离转轴的一端断裂；为了解决此问题，在限位槽的槽壁上设置安装槽、减震弹簧等部件结构，以使道岔臂Ⅰ即将被电磁继电器吸附住时，限位板与接触板上远离减震弹簧的一端接触，并压缩减震弹簧，以使道岔臂Ⅰ的一部分旋转动能被减震弹簧吸收，继而降低道岔臂Ⅰ上远离转轴的一端受到较大的撞击力，提高道岔臂Ⅰ的使用寿命。

进一步地，所述减震弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧，且接触板均通过两个旋向相反的减震弹簧与对应的安装槽的槽底连接。

由于接触板能在限位槽中移动，因此接触板与限位槽之间为间隙配合；同时，由于表面粗糙度较大、配合间隙以及动力传动带来振动等原因会导致接触板在移动过程中，会在其限位槽之间的间隙中在垂直于减震弹簧轴线方向产生移动，继而使接触板与限位板之间产生滑动摩擦，损伤限位板的表面质量，继而增大了限位板接触到接触板的行程，延后了道岔臂Ⅰ受到减震弹簧带来缓冲力的时间，不利于及时对即将运动到极限位置的道岔臂Ⅰ起到缓冲保护的作用。

进一步地，在所述轨道Ⅰ上远离来车方向且与轨道Ⅱ连通的端口处均设置有被动道岔机构，所述被动道岔机构包括依次连接的转轴Ⅱ和道岔臂Ⅱ，所述转轴Ⅱ的轴线垂直于轨道，所述道岔臂Ⅱ的一端通过转轴Ⅱ与轨道Ⅰ和轨道Ⅱ之间的连接部位转动连接，道岔臂Ⅱ的另一端位于轨道Ⅰ和轨道Ⅱ的连通处；

道岔臂Ⅱ绕着转轴Ⅱ转动，且道岔臂Ⅱ位于轨道Ⅰ中时，轨道Ⅱ上靠近道岔臂Ⅱ的部位为通路状态，同时轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间远离来车方向的连接端口处于断开状态；道岔臂Ⅱ位于轨道Ⅱ中时，轨道Ⅱ上靠近道岔臂Ⅱ的部位为断路状态，同时轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间远离来车方向的连接端口处于连通状态。

变道中，当车体即将完成变道，即车体即将从轨道Ⅰ中移动到轨道Ⅱ上时，若是道岔臂Ⅱ位于轨道Ⅰ中，车体的滚轮将道岔臂Ⅱ撞开，然后再进入轨道Ⅱ中；当车体不变道，仅在轨道Ⅱ中移动时，当车体移动到道岔臂Ⅱ附近，若是道岔臂Ⅱ位于轨道Ⅱ中，车体的滚轮将道岔臂Ⅱ撞开，并继续移动。

优选地，道岔臂Ⅱ处于极限位置时，能分别与对应的轨道壁接触。

被动道岔机构的设置，便于车体从轨道Ⅰ中移动到轨道Ⅱ上时或者车体在轨道Ⅱ中路过轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间远离来车方向的连接端口时，通过调整道岔臂Ⅱ的位置，车体能获得完整的轨道支撑，提高车体移动的稳定性。

进一步地，所述轨道Ⅰ的末端均与轨道Ⅱ圆顺衔接。轨道Ⅰ的末端均与轨道Ⅱ圆顺衔接，便于车体平稳地驶入或者驶出轨道Ⅰ。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种空铁道岔系统，当车体位于轨道Ⅰ一侧的轨道Ⅱ上，且驶向轨道Ⅰ时，如果无需变道，则驱动机构和主动道岔机构均不动作，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ移动；当车体需要变道时，则启动驱动机构，以使轨道Ⅱ自身处于断路状态，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间处于连通状态，车体顺着轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接部位移动到轨道Ⅰ中，再从轨道Ⅰ另一侧的出口移动到位于轨道Ⅰ另一侧的轨道Ⅱ上，以使车体在轨道相互交错的部位顺利变换轨道；

2、本发明一种空铁道岔系统，通过设置复位弹簧和电磁继电器等相关部件来调整道岔臂Ⅰ的工作状态，以使道岔臂Ⅰ能通过极为简单的驱动机构即能获得所需动作，降低了制造成本。且通过电信号来控制道岔臂Ⅰ的工作状态，能缩短道岔臂Ⅰ转换工作状态的时间，提高道岔系统的稳定性；

3、本发明一种空铁道岔系统，为了便于车体顺利通过轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接口，道岔臂Ⅰ处于两个极限位置时，与对应轨道的接触面极小；且车体在移动中，会因动力传动以及轨道的平面的粗糙度等原因或者参数产生晃动，当车体通过轨道Ⅰ与轨道Ⅱ之间的连接口时，车体的滚轮会对道岔臂Ⅰ产生极大的撞击力，而这个撞击力主要由，道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位承受，这致使道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位受到极大的冲击力，会在道岔臂Ⅰ此部位产生裂纹，甚至断裂，增加了后期的检修、维修次数，不利于车体顺利通过道岔系统；为了解决此问题，设置限位槽和限位板，以使道岔臂Ⅰ处于两个极限位置时，不仅通过道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位承受来自车体的冲击力，还通过限位板与限位槽上对应的槽壁接触来承受自车体的冲击力，继而降低道岔臂Ⅰ与对应轨道的接触部位的应力，保护道岔臂Ⅰ的质量，提高道岔臂Ⅰ的使用寿命，降低后期的检修、维修次数，利于车体顺利通过道岔系统；

4、本发明一种空铁道岔系统，将限位槽的横截面设置为扇形，同时使限位板上能与限位槽的槽壁接触的面在转轴Ⅰ的轴线处相交并与此轴线平行，以使道岔臂Ⅰ处于两个极限位置时，限位板能与限位槽的槽壁平行接触，获得最大的支撑面；

5、本发明一种空铁道岔系统，为了使车体顺利通过道岔系统，当电磁继电器被触发后，道岔臂Ⅰ会迅速转动并被电磁继电器吸附住，而当道岔臂Ⅰ被电磁继电器吸附住时，道岔臂Ⅰ具有旋转动能，因此道岔臂Ⅰ会直接撞击在电磁继电器以及轨道Ⅱ上的接触部位上，这会导致道岔臂Ⅰ上远离转轴的一端受到较大的撞击力，损伤道岔臂Ⅰ的质量，会导致道岔臂Ⅰ上远离转轴的一端断裂；为了解决此问题，在限位槽的槽壁上设置安装槽、减震弹簧等部件结构，以使道岔臂Ⅰ即将被电磁继电器吸附住时，限位板与接触板上远离减震弹簧的一端接触，并压缩减震弹簧，以使道岔臂Ⅰ的一部分旋转动能被减震弹簧吸收，继而降低道岔臂Ⅰ上远离转轴的一端受到较大的撞击力，提高道岔臂Ⅰ的使用寿命；

6、本发明一种空铁道岔系统，由于接触板能在限位槽中移动，因此接触板与限位槽之间为间隙配合；同时，由于表面粗糙度较大、配合间隙以及动力传动带来振动等原因会导致接触板在移动过程中，会在其限位槽之间的间隙中在垂直于减震弹簧轴线方向产生移动，继而使接触板与限位板之间产生滑动摩擦，损伤限位板的表面质量，继而增大了限位板接触到接触板的行程，延后了道岔臂Ⅰ受到减震弹簧带来缓冲力的时间，不利于及时对即将运动到极限位置的道岔臂Ⅰ起到缓冲保护的作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为道岔臂Ⅰ的安装位置示意图；

图3为转轴Ⅰ与安装孔的配合剖视图；

图4为道岔臂Ⅰ的结构示意图；

图5为限位槽的结构示意图；

图6为接触板的结构示意图；

图7为限位板的安装位置示意图；

图8为道岔臂Ⅰ的两个极限位置示意图；

图9为限位板与限位槽的配合示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-轨道Ⅰ，2-轨道Ⅱ，3-转轴Ⅰ，4-道岔臂Ⅰ，5-安装孔，6-轴承，7-电磁继电器，8-复位弹簧，9-传感器，10-限位槽，11-限位板，12-安装槽，13-减震弹簧，14-接触板，15-道岔臂Ⅱ，16-电线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，包括两个互相平行的平直轨道Ⅱ2，在所述轨道Ⅱ2之间设置有X形轨道Ⅰ1，所述轨道Ⅰ1的末端均与靠近的轨道Ⅱ2连通：位于轨道Ⅰ1一侧的轨道Ⅱ2通过轨道Ⅰ1与位于轨道Ⅰ1另侧的轨道Ⅱ2连通；

在所述轨道Ⅰ1上靠近来车方向且与轨道Ⅱ2连通的端口处均设置有依次连接的主动道岔机构和驱动机构，所述驱动机构驱动主动道岔机构旋转，以控制轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间的通断状态以及轨道Ⅱ2自身的通断状态，且同一时刻有且只有一个处于通路或者断路状态：轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于通路状态时，轨道Ⅱ2自身处于断路状态，或者轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于断路状态时，轨道Ⅱ2自身处于通路状态。

轨道Ⅰ1为两根互相交错的轨道。

当车体位于轨道Ⅰ1一侧的轨道Ⅱ2上，且驶向轨道Ⅰ1时，如果无需变道，则驱动机构和主动道岔机构均不动作，轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ2移动；当车体需要变道时，则启动驱动机构，以使轨道Ⅱ2自身处于断路状态，轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于连通状态，车体顺着轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间的连接部位移动到轨道Ⅰ1中，再从轨道Ⅰ1另一侧的出口移动到位于轨道Ⅰ1另一侧的轨道Ⅱ2上，以使车体在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

道岔机构和驱动机构还可以由导向板与驱动缸或者连杆机构与电机来实现。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对道岔机构作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，所述主动道岔机构包括依次连接的转轴Ⅰ3和道岔臂Ⅰ4，所述转轴Ⅰ3的轴线垂直于轨道，所述道岔臂Ⅰ4的一端通过转轴Ⅰ3与轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2之间的连接部位转动连接，道岔臂Ⅰ4的另一端位于轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2的连通处，所述驱动机构驱动道岔臂Ⅰ4绕着转轴Ⅰ3转动，且道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅰ1中时，轨道Ⅱ2自身成通路状态，同时轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于断开状态；道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅱ2中时，轨道Ⅱ2自身成断路状态，同时轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于连通状态。

当车体位于轨道Ⅰ1一侧的轨道Ⅱ2上，且驶向轨道Ⅰ1时，如果无需变道，则驱动机构和主动道岔机构均不动作，道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅰ1中，轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ2移动；当车体需要变道时，则启动驱动机构，道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅱ2中，轨道Ⅱ2自身成断路状态，同时轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2连通，车体顺着轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间的连接部位移动到轨道Ⅰ1中，再从轨道Ⅰ1另一侧的出口移动到位于轨道Ⅰ1另一侧的轨道Ⅱ2上，以使车体在轨道相互交错的部位顺利变换轨道。

优选地，车体沿着轨道Ⅱ2移动时，道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅰ1中，且道岔臂Ⅰ4上远离转轴Ⅰ3的一端与轨道Ⅰ1接触，且此时道岔臂Ⅰ4上靠近此轨道Ⅱ2的侧壁与轨道Ⅱ2上靠近轨道Ⅰ1的轨道侧壁共面，以便于车体平稳地通过轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2之间的连接部。

优选地，车体需要变道时，道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅱ2中，且道岔臂Ⅰ4上远离转轴Ⅰ3的一端与轨道Ⅱ2上远离轨道Ⅰ1的侧壁接触，且此时道岔臂Ⅰ4上靠近此轨道Ⅰ1的侧壁与轨道Ⅰ1上朝向道岔臂Ⅰ4的侧壁之间等间距，并与轨道Ⅰ1的轨道间距一致，以便于车体平稳地通过轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2之间的连接部，并变道到轨道Ⅰ1中。

进一步地，在所述轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2之间用于安装道岔臂Ⅰ4的连接部均设置有安装孔5，所述安装孔5的孔壁上远离道岔臂Ⅰ4的一端设置有插入安装孔5中，且在安装孔5和转轴Ⅰ3之间设置有轴承6。

轴承6优选滚珠轴承，以降低转轴Ⅰ3旋转时与安装孔5之间的摩擦力。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上，对驱动机构作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，所述驱动机构包括复位弹簧8、电磁继电器7、光敏微动开关9、控制器和电源，所述复位弹簧8的一端与转轴Ⅰ3连接，其另一端与安装孔5连接，所述电磁继电器7安装在轨道Ⅱ2上远离轨道Ⅰ1的侧壁上，所述光敏微动开关9位于电磁继电器7靠近来车方向的侧，所述控制器与光敏微动开关9和电磁继电器7连接，所述电源给电磁继电器7、光敏微动开关9和控制器提供电源；

所述光敏微动开关9将其感应到的信息通过电信号发送给控制，所述控制器接收来自光敏微动开关9的电信号，并控制电磁继电器7的通断电状态；

电磁继电器7通电时，道岔臂Ⅰ4上远离转轴Ⅰ3的一端被电磁继电器7吸附固定，道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅱ2中，且复位弹簧8处于变形状态；

电磁继电器7端电时，道岔臂Ⅰ4在复位弹簧8的作用下回到原位，道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅰ1中，复位弹簧8处于原态。

通过设置复位弹簧8和电磁继电器7等相关部件来调整道岔臂Ⅰ4的工作状态，以使道岔臂Ⅰ4能通过极为简单的驱动机构即能获得所需动作，降低了制造成本。且通过电信号来控制道岔臂Ⅰ4的工作状态，能缩短道岔臂Ⅰ4转换工作状态的时间，提高道岔系统的稳定性。

光敏微动开关9感应到车体向道岔系统行驶；需要换向时，控制接收需换向的信号，并根据光敏微动开关9传递来的信息，启动电磁继电器7，使道岔臂Ⅰ4绕着转轴Ⅰ3转动，直至道岔臂Ⅰ4上远离转轴Ⅰ3的一端被电磁继电器7吸附固定，以使道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅱ2中，轨道Ⅱ2自身成断路状态，同时轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2连通，车体顺着轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间的连接部位移动到轨道Ⅱ2中；当不需要换向时，则控制器使电磁继电器7处于断电状态，继而道岔臂Ⅰ4位于轨道Ⅰ1中，轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间处于隔断状态，车体沿着轨道Ⅱ2移动。

实施例4

本实施例是在实施例3的基础上，对驱动机构的触发过程作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，光敏开关打开，电流接通，通过电线传递于电磁继电器，电磁继电器工作，将道岔磁吸转动，实现到车体换道。车体离开后，光敏微动开关9关闭，电流断开，电磁继电器停止工作，由复位弹簧8将道岔臂Ⅰ4复位。

为了保证车体以最高时速120km/h运行时换道，车体经过光敏微动开关9(简称“光敏开关”)时，光敏微动开关9的光敏探头检测车体进入道岔工作区，其触发电磁继电器7通电工作并将道岔臂Ⅰ4吸附固定的反应时间为0.01s，车体在这0.01s的反应时间中运行距离为120km/h×0.01s＝33cm，同时设定本系统安全系数为2.0，则光敏开关与电磁继电器安全距离为33cm×2.0＝66cm，即光敏微动开关9距离电磁继电器7的距离为66cm，如图1中所示L尺寸。

车体运行至道岔系统，需要变更行驶车道时，可由无人驾驶系统对动作自动编码、自动解码、自动执行码后动作，经光电系统二级确认，道岔臂Ⅰ4经电磁继电器7通电后进行磁吸转动，完成变道动作。车体通过当前结构以后，编解码系统及光电系统逆向操作，系统复位。

实施例5

本实施例是在实施例4的基础上，对复位弹簧8作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，复位弹簧8优选扭簧，扭簧套设在转轴Ⅰ3上，并与转轴Ⅰ3固定连接，同时扭簧的两个末端均与安装孔5的孔壁连接，以使转轴Ⅰ3转动时，扭簧因与转轴Ⅰ3固定连接而变形。

同时，还可以在安装孔5的孔壁和转轴Ⅰ3之间设置扭簧，扭簧的两个末端分别与安装孔5的孔壁以及转轴Ⅰ3的侧壁连接。

实施例6

本实施例是在实施例4的基础上，对道岔臂Ⅰ4的工作状态作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，在所述安装孔5的孔壁上远离道岔臂Ⅰ4的一端设置有限位槽10，所述限位槽10的轴线与安装孔5的轴线平行；

在所述转轴Ⅰ3的侧壁上远离道岔臂Ⅰ4的一端设置有限位板11，当道岔臂Ⅰ4被电磁继电器7吸附固定时，限位板11上靠近轨道Ⅰ1的侧壁与限位槽10靠近轨道Ⅰ1的槽壁接触；当道岔臂Ⅰ4回到原位时，限位板11上远离轨道Ⅰ1的侧壁与限位槽10远离轨道Ⅰ1的槽壁接触。

为了便于车体顺利通过轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间的连接口，道岔臂Ⅰ4处于两个极限位置时，与对应轨道的接触面极小；且车体在移动中，会因动力传动以及轨道的平面的粗糙度等原因或者参数产生晃动，当车体通过轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间的连接口时，车体的滚轮会对道岔臂Ⅰ4产生极大的撞击力，而这个撞击力主要由，道岔臂Ⅰ4与对应轨道的接触部位承受，这致使道岔臂Ⅰ4与对应轨道的接触部位受到极大的冲击力，会在道岔臂Ⅰ4此部位产生裂纹，甚至断裂，增加了后期的检修、维修次数，不利于车体顺利通过道岔系统；为了解决此问题，设置限位槽10和限位板11，以使道岔臂Ⅰ4处于两个极限位置时，不仅通过道岔臂Ⅰ4与对应轨道的接触部位承受来自车体的冲击力，还通过限位板11与限位槽10上对应的槽壁接触来承受自车体的冲击力，继而降低道岔臂Ⅰ4与对应轨道的接触部位的应力，保护道岔臂Ⅰ4的质量，提高道岔臂Ⅰ4的使用寿命，降低后期的检修、维修次数，利于车体顺利通过道岔系统。

进一步地，所述限位槽10的横截面为扇形，其圆心角与道岔臂Ⅰ4所转动的角度大小一致，且限位槽10的轴线与安装孔5的轴线重合；所述限位板11上能与限位槽10的槽壁接触的面均与转轴Ⅰ3的轴线平行，且限位板11上能与限位槽10的槽壁接触的面在转轴Ⅰ3的轴线处相交。

将限位槽10的横截面设置为扇形，同时使限位板11上能与限位槽10的槽壁接触的面在转轴Ⅰ3的轴线处相交并与此轴线平行，以使道岔臂Ⅰ4处于两个极限位置时，限位板10能与限位槽10的槽壁平行接触，获得最大的支撑面。

实施例7

本实施例是在实施例6的基础上，对道岔臂Ⅰ4的减震作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，在所述限位槽10的槽壁上均设置有安装槽12，所述安装槽12的轴线平行于安装孔5的轴线，在安装槽12中均设置有依次连接的减震弹簧13和接触板14，所述接触板14通过减震弹簧13与对应的安装槽12的槽底连接，所述接触板14上远离减震弹簧13的一端位于限位槽10中；

旋转转轴Ⅰ3，能使限位板11与接触板14上远离减震弹簧13的一端接触，且压缩减震弹簧13，能使接触板14上远离减震弹簧13的一端与限位槽10的槽壁共面。

为了使车体顺利通过道岔系统，当电磁继电器7被触发后，道岔臂Ⅰ4会迅速转动并被电磁继电器7吸附住，而当道岔臂Ⅰ4被电磁继电器7吸附住时，道岔臂Ⅰ4具有旋转动能，因此道岔臂Ⅰ4会直接撞击在电磁继电器7以及轨道Ⅱ2上的接触部位上，这会导致道岔臂Ⅰ4上远离转轴3的一端受到较大的撞击力，损伤道岔臂Ⅰ4的质量，会导致道岔臂Ⅰ4上远离转轴3的一端断裂；为了解决此问题，在限位槽10的槽壁上设置安装槽12、减震弹簧13等部件结构，以使道岔臂Ⅰ4即将被电磁继电器7吸附住时，限位板11与接触板14上远离减震弹簧13的一端接触，并压缩减震弹簧13，以使道岔臂Ⅰ4的一部分旋转动能被减震弹簧13吸收，继而降低道岔臂Ⅰ4上远离转轴3的一端受到较大的撞击力，提高道岔臂Ⅰ4的使用寿命。

实施例8

本实施例是在实施例7的基础上，对接触板14的安装作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，所述减震弹簧13为圆柱螺旋压缩弹簧，且接触板14均通过两个旋向相反的减震弹簧13与对应的安装槽12的槽底连接。

由于接触板14能在限位槽10中移动，因此接触板14与限位槽10之间为间隙配合；同时，由于表面粗糙度较大、配合间隙以及动力传动带来振动等原因会导致接触板14在移动过程中，会在其限位槽10之间的间隙中在垂直于减震弹簧13轴线方向产生移动，继而使接触板14与限位板11之间产生滑动摩擦，损伤限位板11的表面质量，继而增大了限位板11接触到接触板14的行程，延后了道岔臂Ⅰ4受到减震弹簧13带来缓冲力的时间，不利于及时对即将运动到极限位置的道岔臂Ⅰ起到缓冲保护的作用。

实施例9

本实施例是在实施例1的基础上，对增加的被动道岔作出进一步说明。

如图1-图9所示，本发明一种空铁道岔系统，在所述轨道Ⅰ1上远离来车方向且与轨道Ⅱ2连通的端口处均设置有被动道岔机构，所述被动道岔机构包括依次连接的转轴Ⅱ和道岔臂Ⅱ15，所述转轴Ⅱ的轴线垂直于轨道，所述道岔臂Ⅱ15的一端通过转轴Ⅱ与轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2之间的连接部位转动连接，道岔臂Ⅱ15的另一端位于轨道Ⅰ1和轨道Ⅱ2的连通处。

道岔臂Ⅱ15绕着转轴Ⅱ转动，且道岔臂Ⅱ15位于轨道Ⅰ1中时，轨道Ⅱ2上靠近道岔臂Ⅱ15的部位为通路状态，同时轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间远离来车方向的连接端口处于断开状态；道岔臂Ⅱ15位于轨道Ⅱ2中时，轨道Ⅱ2上靠近道岔臂Ⅱ15的部位为断路状态，同时轨道Ⅰ1与轨道Ⅱ2之间远离来车方向的连接端口处于连通状态。

变道中，当车体即将完成变道，即车体即将从轨道Ⅰ1中移动到轨道Ⅱ2上时，若是道岔臂Ⅱ15位于轨道Ⅰ1中，车体的滚轮将道岔臂Ⅱ15撞开，然后再进入轨道Ⅱ2中；当车体不变道，仅在轨道Ⅱ2中移动时，当车体移动到道岔臂Ⅱ15附近，若是道岔臂Ⅱ15位于轨道Ⅱ2中，车体的滚轮将道岔臂Ⅱ15撞开，并继续移动。

优选地，道岔臂Ⅱ15处于极限位置时，能分别与对应的轨道壁接触。

被动道岔位于主动道岔远离来车方向的一侧，在车体完成主动道岔变道后，车体行驶至被动道岔，道岔臂Ⅱ15跟随车体运行方向被动转向，完成被动变道动作。

同时，为了减少道岔臂Ⅱ15被车体撞击次数，可在道岔臂Ⅱ15出设置复位弹簧，以使道岔臂Ⅱ15通过复位弹簧进行道岔复位。复位弹簧也起到道岔的转动保护。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空铁道岔系统，其特征在于：包括两个互相平行的平直轨道Ⅱ(2)，在所述轨道Ⅱ(2)之间设置有X形轨道Ⅰ(1)，所述轨道Ⅰ(1)的末端均与靠近的轨道Ⅱ(2)连通；

在所述轨道Ⅰ(1)上靠近来车方向且与轨道Ⅱ(2)连通的端口处均设置有依次连接的主动道岔机构和驱动机构，所述驱动机构驱动主动道岔机构旋转，以控制轨道Ⅰ(1)与轨道Ⅱ(2)之间的通断状态以及轨道Ⅱ(2)自身的通断状态，且同一时刻有且只有一个处于通路或者断路状态。

2.根据权利要求1所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：所述主动道岔机构包括依次连接的转轴Ⅰ(3)和道岔臂Ⅰ(4)，所述转轴Ⅰ(3)的轴线垂直于轨道，所述道岔臂Ⅰ(4)的一端通过转轴Ⅰ(3)与轨道Ⅰ(1)和轨道Ⅱ(2)之间的连接部位转动连接，道岔臂Ⅰ(4)的另一端位于轨道Ⅰ(1)和轨道Ⅱ(2)的连通处，所述驱动机构驱动道岔臂Ⅰ(4)绕着转轴Ⅰ(3)转动，且道岔臂Ⅰ(4)位于轨道Ⅰ(1)中时，轨道Ⅱ(2)自身成通路状态，同时轨道Ⅰ(1)与轨道Ⅱ(2)之间处于断开状态；道岔臂Ⅰ(4)位于轨道Ⅱ(2)中时，轨道Ⅱ(2)自身成断路状态，同时轨道Ⅰ(1)与轨道Ⅱ(2)之间处于连通状态。

3.根据权利要求2所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：在所述轨道Ⅰ(1)和轨道Ⅱ(2)之间用于安装道岔臂Ⅰ(4)的连接部均设置有安装孔(5)，所述安装孔(5)的孔壁上远离道岔臂Ⅰ(4)的一端设置有插入安装孔(5)中，且在安装孔(5)和转轴Ⅰ(3)之间设置有轴承(6)。

4.根据权利要求3所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：所述驱动机构包括复位弹簧(8)、电磁继电器(7)、传感器(9)、控制器和电源，所述复位弹簧(8)的一端与转轴Ⅰ(3)连接，其另一端与安装孔(5)连接，所述电磁继电器(7)安装在轨道Ⅱ(2)上远离轨道Ⅰ(1)的侧壁上，所述传感器(9)位于电磁继电器(7)靠近来车方向的侧，所述控制器与传感器(9)和电磁继电器(7)连接，所述电源给电磁继电器(7)、传感器(9)和控制器提供电源；

所述传感器(9)将其感应到的信息通过电信号发送给控制，所述控制器接收来自传感器(9)的电信号，并控制电磁继电器(7)的通断电状态；

电磁继电器(7)通电时，道岔臂Ⅰ(4)上远离转轴Ⅰ(3)的一端被电磁继电器(7)吸附固定，道岔臂Ⅰ(4)位于轨道Ⅱ(2)中，且复位弹簧(8)处于变形状态；

电磁继电器(7)端电时，道岔臂Ⅰ(4)在复位弹簧(8)的作用下回到原位，道岔臂Ⅰ(4)位于轨道Ⅰ(1)中，复位弹簧(8)处于原态。

5.根据权利要求3所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：在所述安装孔(5)的孔壁上远离道岔臂Ⅰ(4)的一端设置有限位槽(10)，所述限位槽(10)的轴线与安装孔(5)的轴线平行；

在所述转轴Ⅰ(3)的侧壁上远离道岔臂Ⅰ(4)的一端设置有限位板(11)，当道岔臂Ⅰ(4)被电磁继电器(7)吸附固定时，限位板(11)上靠近轨道Ⅰ(1)的侧壁与限位槽(10)靠近轨道Ⅰ(1)的槽壁接触；当道岔臂Ⅰ(4)回到原位时，限位板(11)上远离轨道Ⅰ(1)的侧壁与限位槽(10)远离轨道Ⅰ(1)的槽壁接触。

6.根据权利要求5所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：所述限位槽(10)的横截面为扇形，其圆心角与道岔臂Ⅰ(4)所转动的角度大小一致，且限位槽(10)的轴线与安装孔(5)的轴线重合；所述限位板(11)上能与限位槽(10)的槽壁接触的面均与转轴Ⅰ(3)的轴线平行，且限位板(11)上能与限位槽(10)的槽壁接触的面在转轴Ⅰ(3)的轴线处相交。

7.根据权利要求5所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：在所述限位槽(10)的槽壁上均设置有安装槽(12)，所述安装槽(12)的轴线平行于安装孔(5)的轴线，在安装槽(12)中均设置有依次连接的减震弹簧(13)和接触板(14)，所述接触板(14)通过减震弹簧(13)与对应的安装槽(12)的槽底连接，所述接触板(14)上远离减震弹簧(13)的一端位于限位槽(10)中；

旋转转轴Ⅰ(3)，能使限位板(11)与接触板(14)上远离减震弹簧(13)的一端接触，且压缩减震弹簧(13)，能使接触板(14)上远离减震弹簧(13)的一端与限位槽(10)的槽壁共面。

8.根据权利要求7所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：所述减震弹簧(13)为圆柱螺旋压缩弹簧，且接触板(14)均通过两个旋向相反的减震弹簧(13)与对应的安装槽(12)的槽底连接。

9.根据权利要求1所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：在所述轨道Ⅰ(1)上远离来车方向且与轨道Ⅱ(2)连通的端口处均设置有被动道岔机构，所述被动道岔机构包括依次连接的转轴Ⅱ和道岔臂Ⅱ(15)，所述转轴Ⅱ的轴线垂直于轨道，所述道岔臂Ⅱ(15)的一端通过转轴Ⅱ与轨道Ⅰ(1)和轨道Ⅱ(2)之间的连接部位转动连接，道岔臂Ⅱ(15)的另一端位于轨道Ⅰ(1)和轨道Ⅱ(2)的连通处；

道岔臂Ⅱ(15)绕着转轴Ⅱ转动，且道岔臂Ⅱ(15)位于轨道Ⅰ(1)中时，轨道Ⅱ(2)上靠近道岔臂Ⅱ(15)的部位为通路状态，同时轨道Ⅰ(1)与轨道Ⅱ(2)之间远离来车方向的连接端口处于断开状态；道岔臂Ⅱ(15)位于轨道Ⅱ(2)中时，轨道Ⅱ(2)上靠近道岔臂Ⅱ(15)的部位为断路状态，同时轨道Ⅰ(1)与轨道Ⅱ(2)之间远离来车方向的连接端口处于连通状态。

10.根据权利要求1所述的一种空铁道岔系统，其特征在于：所述轨道Ⅰ(1)的末端均与轨道Ⅱ(2)圆顺衔接。