CN108819956A - 悬挂式轨道变轨系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬挂式轨道变轨系统，包括机车、第一基础轨和第二基础轨，第一基础轨和第二基础轨分设于机车的两侧，所述机车包括两行走机构，变轨前，与第一基础轨一侧的行走机构在第一基础轨上行走；变轨过程中，与第一基础轨一侧的行走机构先在第一基础轨上行走，并在另一行走机构能在第二基础轨上行走时，与第一基础轨一侧的行走机构与第一基础轨分离；变轨后，与第二基础轨一侧的行走机构在第二基础轨上行走。本发明易施工且成本低，变轨时不存在道岔的机械运动以及结构的变化，只通过机车行走轮状态的改变使得机车可快速变轨，前后车只需要预留数米的安全距离即可，从而从根本上解决了轨道交通的变轨问题。

Description

悬挂式轨道变轨系统

技术领域

本发明涉及交通技术领域，尤其是涉及一种悬挂式轨道变轨系统。

背景技术

随着城市化进程加快，越来越多的资源及劳动力涌向城市，促进城市发展同时，交通拥堵问题越来越突出，尤其是一些大城市的交通状况更为严重，交通拥堵已严重影响到城市的发展。

常规道路交通，已经占用了地面，虽然高架桥能充分利用城市的近地面空间，但高架桥造价高，噪音大，占地大，也不可能大面积建设。地铁轨道交通系统充分利用地下空间，运力大，为目前大型城市缓解交通拥堵的有效手段，但地铁建设成本高，难度大，建设周期长，不能从根本上解决城市交通拥堵。

传统的轨道交通系统在运行过程中需要改变运行轨道时，需要通过轨道道岔的机械运动来调整轨道的状态来切换机车的运行轨道，不但轨道的施工时间长，而且该方案存在一个弊端，就是非固定道岔变轨需要较长时间来完成操作，基于安全的原则必然会预留足够的变轨安全时间，这必然拉大轨道上运行的前后车的安全距离，严重拉低了轨道交通的运力，降低运行平均速度，浪费乘客通行时间。当轨道上运行的是大运力的火车编组时，这个弊端体现不明显，但当轨道运用于PRT（Personal Rapid Transit 个人快速运输系统）时，该弊端立刻明显放大。特别是高速运行的PRT轨道交通，假设机车变轨需要10秒的安全变轨时间，则当机车运行速度为80公里/小时时，前后车需要安全间距为222米，这样的安全距离使整个轨道交通系统的运行效率很低。

发明内容

本发明为了克服上述的不足，提供了一种施工时间短、成本低且变轨方式简单快速的悬挂式轨道变轨系统，包括机车1、第一基础轨2和第二基础轨3，第一基础轨2和第二基础轨3分设于机车1的两侧，所述机车包括两行走机构， 变轨前，与第一基础轨2一侧的行走机构在第一基础轨2上行走； 变轨过程中，与第一基础轨2一侧的行走机构先在第一基础轨2上行走，并在另一行走机构能在第二基础轨3上行走时，与第一基础轨2一侧的行走机构与第一基础轨2分离； 变轨后，与第二基础轨3一侧的行走机构在第二基础轨3上行走。

优选的，第一基础轨2包括两条，且上下对应平行，第二基础轨3包括两条，且上下对应平行；机车每一侧都有两条基础轨的结构使悬挂在基础轨之间的机车在行走时更加稳定。 行走机构包括若干可伸缩的上行走轮12和下行走轮13； 变轨前，与两第一基础轨2一侧的行走机构中的上、下行走轮伸开并分别在两第一基础轨2上行走，另一侧的行走轮收缩并悬空； 变轨中，与两第一基础轨2一侧的行走机构中的上、下行走轮伸开并分别在两第一基础轨2上行走，与第二基础轨3一侧的行走机构中的上、下行走轮伸开并分别在两第二基础轨3上行走； 变轨后，与第二基础轨3一侧的行走机构中的上、下行走轮伸开并分别在两第二基础轨3上行走，另一侧的行走轮收缩并悬空。变轨前后都只采用一侧的行走机构行走，可以节省能耗。

本发明悬挂式轨道变轨系统，所述第二基础轨3为弯轨，使机车从第一基础轨变轨到第二基础轨时能达到改变方向的效果。

本发明悬挂式轨道变轨系统，所述机车还包括车体11，在车体11内还设有双轴电机14，两行走机构位于车体11内且分设在双轴电机14的两侧，在双轴电机14的两侧轴上分别设有一凸轮15，两凸轮15反向设置，由于两凸轮反向设置，因此随着电机的转动，两凸轮的运动轨迹是相反的，而由于是凸轮结构，因此根据凸轮的特性，在两凸轮的转动过程中，必然有一个位置是在其中一个凸轮将升降件顶起时，另一个凸轮可使升降件落下。 每个行走机构均包括两组相对设置的行走组件，每组行走组件均包括升降件19、一个上行走轮12、一个下行走轮13和两个曲柄16，两曲柄16之间的上端连接升降件19，下端连接下行走轮13、中间折弯部连接上行走轮12； 双轴电机14两侧的升降件19的下端分别与该侧对应的凸轮15上端接触。

本发明悬挂式轨道变轨系统，所述升降件19为通过轴连接在两曲柄上端之间的传动轮，传动轮能在凸轮的上端滚动，使其升降时能够更加顺畅。

本发明悬挂式轨道变轨系统，在同一行走组件中的两曲柄16之间还横穿一限位轴17，限位轴17同时穿过相邻行走组件中的两曲柄，限位轴17横穿的位置位于上、下行走轮之间，且限位轴17的两端分别与车体11的两侧内壁连接。此时以限位轴作为支点，在传动轮升降的过程中，上、下行走轮能够被伸开或收缩，在上、下行走轮伸开时，行走机构可用于行走。

本发明悬挂式轨道变轨系统，所述凸轮15包括连续的圆弧形曲面18和曲槽，圆弧形曲面18以双轴电机14的轴为圆心，且在该圆弧形曲面18与升降件19接触时，升降件19被升至最高位，曲槽与升降件19接触时，升降件19降至最低位； 在本悬挂式轨道变轨系统中，变轨前后，两行走机构中的行走轮均可同时伸出，只需在变轨过程中将不需要的一侧行走轮收起即可。而为了节省能耗以及提高行走轮的使用寿命，在变轨前后一般只采用一侧行走机构行走。即， 变轨前，与两第一基础轨一侧的行走机构中的凸轮圆弧形曲面在上端，传动轮位于最高位，在限位轴和曲柄的作用下，上、下行走轮伸开并在第一基础轨上行走；另一侧的行走机构中凸轮的曲槽在上端，传动轮位于下凹的曲槽中，为最低位，在限位轴和曲柄的作用下，上、下行走轮收缩，不与第二基础轨接触，此时机车在第一基础轨上行走。 变轨过程中，两凸轮的圆弧形曲面均在上端时，两侧的传动轮均位于最高位，此时在限位轴和曲柄的作用下，两侧所有的行走轮都伸开并在对应的轨道上行走，当机车需要脱离第一基础轨时，与第一基础轨一侧的行走机构中凸轮的曲槽转至上端，该侧的行走轮收起并脱离第一基础轨。 变轨后，与第二基础轨一侧的行走机构中的凸轮圆弧形曲面在上端，传动轮位于最高位，上、下行走轮沿着第一基础轨继续在第二基础轨上行走；另一侧的行走机构中的凸轮曲槽在上端，传动轮位于最低位，上、下行走轮不与第一基础轨接触。

本发明悬挂式轨道变轨系统，行走机构位于车体内，车体可对行走机构进行保护，在车体11上还开有若干供行走轮伸出的行走轮孔。

本发明悬挂式轨道变轨系统，在两第二基础轨3的前端均连有引导轨4，引导轨4与第一基础轨2平行。

本发明悬挂式轨道变轨系统，引导轨4的前端两侧均由外向内收缩，因此该前端的宽度小于引导轨本身的宽度，因此机车的行走轮在与其接触的瞬间避免与引导轨碰撞，使机车变轨顺畅。

本发明悬挂式轨道变轨系统，两第一基础轨2安装在第一轨道外壳5内，两第二基础轨3和与其连接的两引导轨4安装在第二轨道外壳6内，第一轨道外壳5和第二轨道外壳6安装悬挂于轨道支架7上，轨道支架安装在道路两侧。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，易施工且成本低，在机车需要变轨时也无需调整轨道状态，不存在道岔的机械运动以及结构的变化，仅仅只通过机车行走轮状态的改变再配合轨道整体的结构，使得机车可快速变轨，可以前车紧跟后车，根据需要，前后车只需要预留数米的安全距离即可，从而从根本上解决了轨道交通的变轨问题。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明中机车在第一基础轨上行走时的示意图；

图2是轨道外壳内的结构示意图；

图3是变轨前机车的示意图；

图4是变轨中机车的示意图；

图5是变轨后机车的示意图；

图6是机车内部结构的示意图；

图7是双轴电机和凸轮的连接示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是变轨中凸轮和传动轮的状态示意图；

图10是变轨前或变轨后凸轮和传动轮的状态示意图；

图11是引导轨前端的示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示的悬挂式轨道变轨系统，包括机车1、两根上下对应且平行的第一基础轨2、两根上下对应且平行的第二基础轨3，第一基础轨2和第二基础轨3分设于机车1的两侧，第二基础轨为弯轨，在两第二基础轨3的前端均连有引导轨4，引导轨4与第一基础轨2平行，而引导轨4的前端为了使行走轮更顺畅的上轨，两侧均由外向内收缩如图11所示。两第一基础轨2安装在第一轨道外壳5内，两第二基础轨3和与其连接的两引导轨4安装在第二轨道外壳6内，第一轨道外壳5和第二轨道外壳6则悬挂安装于若干轨道支架7上，轨道支架安装在道路两侧。

如图3-6所示，所述机车1包括车体11和车体11内的双轴电机14及其两侧的行走机构，每个行走机构均包括两组相对设置的行走组件，每组行走组件均包括作为升降件19的传动轮、一个上行走轮12、一个下行走轮13和两个曲柄16，两曲柄16之间的上端连接传动轮，下端连接下行走轮13、中间折弯部连接上行走轮12。双轴电机的电源可采用现有的第三轨、自带电池等。在双轴电机14的两侧轴上分别设有一凸轮15，两凸轮15反向设置，双轴电机14两侧的传动轮的下端分别与该侧对应的凸轮15上端接触。

在同一行走组件中的两曲柄16之间还横穿一限位轴17，限位轴17同时穿过相邻行走组件中的两曲柄，且限位轴17的两端分别与车体11的两侧内壁连接。而限位轴17横穿的位置则位于上、下行走轮之间。

如图7和图8所示，所述凸轮15包括连续的圆弧形曲面18和曲槽，圆弧形曲面18以双轴电机14的轴为圆心，且在该圆弧形曲面18与升降件19接触时，升降件19被升至最高位，曲槽与升降件19接触时，升降件19降至最低位。

变轨前，如图10所示，与两第一基础轨一侧的行走机构中的凸轮圆弧形曲面在上端，传动轮位于最高位，在限位轴和曲柄的作用下，上、下行走轮伸开并在第一基础轨上行走；另一侧的行走机构中的凸轮曲槽在上端，传动轮位于下凹的曲槽中，为最低位，在限位轴和曲柄的作用下，上、下行走轮收缩且不与第二基础轨接触，此时机车在第一基础轨上行走。 变轨中，如图9所示，两凸轮的圆弧形曲面均在上端时，两侧的传动轮均位于最高位，此时在限位轴和曲柄的作用下，两侧所有的行走轮都伸开并在对应的轨道上行走。当机车需要脱离第一基础轨时，与第一基础轨一侧的行走机构中凸轮的曲槽转至上端，该侧的行走轮收起并脱离第一基础轨。 变轨后，与第二基础轨一侧的行走机构中的凸轮圆弧形曲面在上端，传动轮位于最高位，上、下行走轮沿着第一基础轨继续在第二基础轨上行走；另一侧的行走机构中的凸轮曲槽在上端，传动轮位于最低位，在限位轴和曲柄的作用下，上、下行走轮收缩且不与第一基础轨接触。

上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (11)

1.一种悬挂式轨道变轨系统，其特征是：包括机车（1）、第一基础轨（2）和第二基础轨（3），第一基础轨（2）和第二基础轨（3）分设于机车（1）的两侧，所述机车包括两行走机构，变轨前，与第一基础轨（2）一侧的行走机构在第一基础轨（2）上行走； 变轨过程中，与第一基础轨（2）一侧的行走机构先在第一基础轨（2）上行走，并在另一行走机构在第二基础轨（3）上行走时，与第一基础轨（2）一侧的行走机构与第一基础轨（2）分离； 变轨后，与第二基础轨（3）一侧的行走机构在第二基础轨（3）上行走。

2.根据权利要求1所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：第一基础轨（2）包括两条，且上下对应平行，第二基础轨（3）包括两条，且上下对应平行。

3.根据权利要求1或2所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：所述第二基础轨（3）为弯轨。

4.根据权利要求2所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：所述机车还包括车体（11），在车体（11）内还设有双轴电机（14），两行走机构位于车体（11）内且分设在双轴电机（14）的两侧，在双轴电机（14）的两侧轴上分别设有一凸轮（15），两凸轮（15）反向设置； 每个行走机构均包括两组相对设置的行走组件，每组行走组件均包括升降件（19）、一个上行走轮（12）、一个下行走轮（13）和两个曲柄（16），两曲柄（16）之间的上端连接升降件（19），下端连接下行走轮（13）、中间折弯部连接上行走轮（12）； 双轴电机（14）两侧的升降件（19）的下端分别与该侧对应的凸轮（15）上端接触。

5.根据权利要求4所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：所述升降件（19）为能在凸轮（15）上表面滚动的传动轮。

6.根据权利要求4所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：在同一行走组件中的两曲柄（16）之间还横穿一限位轴（17），限位轴（17）同时穿过相邻行走组件中的两曲柄，且限位轴（17）的两端分别与车体（11）的两侧内壁连接。

7.根据权利要求6所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：限位轴（17）横穿的位置位于上、下行走轮之间。

8.根据权利要求4所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：所述凸轮（15）包括连续的圆弧形曲面（18）和曲槽，圆弧形曲面（18）以双轴电机（14）的轴为圆心，且在该圆弧形曲面（18）与升降件（19）接触时，升降件（19）被升至最高位，曲槽与升降件（19）接触时，升降件（19）降至最低位。

9.根据权利要求2所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：在两第二基础轨（3）的前端均连有引导轨（4），引导轨（4）与第一基础轨（2）平行。

10.根据权利要求9所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：引导轨（4）的前端两侧均由外向内收缩。

11.根据权利要求2所述的悬挂式轨道变轨系统，其特征是：两第一基础轨（2）安装在第一轨道外壳（5）内，两第二基础轨（3）和与其连接的两引导轨（4）安装在第二轨道外壳（6）内，第一轨道外壳（5）和第二轨道外壳（6）安装于轨道支架（7）上。