CN109131368B - 一种悬挂式车辆平移式换线设备及换线方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种悬挂式车辆运行时能够可靠换线的悬挂式车辆平移式换线设备及换线方法，由滑移端梁总成、短横梁总成、平移梁总成、主横梁总成、电控总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构、固定端梁总成、曲线端梁总成构成；固定端梁总成为道岔后方用于衔接线路的直线侧和曲线侧轨道梁；滑移端梁总成为道岔前方用于衔接线路的直线侧轨道梁；短横梁总成和主横梁总成为门式承重梁结构，纵向装有走行机构，端部装有止挡组件，用于悬挂承载平移梁总成及承载悬挂式车辆；平移梁总成、电气控制总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构用于实现线路切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种悬挂式车辆运行时能够可靠换线的悬挂式车辆平移式换线设备及换线方法，属悬挂式运营轨道制造领域。
背景技术
CN101279604A、名称“悬挂式磁动力微型无人驾驶车及其轨道”，其由车辆、轨道和自动控制系统组成。轨道由悬轨和换轨台组成，悬轨由悬轨支撑柱支撑在空中，换轨台建造在轨道交叉处。车辆悬挂在悬轨上行使，当车辆行驶在换轨台面上时，车厢上面的悬挂装置恰能脱离原来的悬轨，而当车辆行驶到目标悬轨时，车厢上面的悬挂装置能顺利进入目标悬轨。自动控制系统由总自动控制装置、车辆自动控制装置和轨道自动控制装置组成，它们之间相互配合来完成对车辆运行的自动控制。其不足之处：无法实现悬挂车辆的平移换线。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种一是空中悬挂式车辆运营进出站、进出车场时，均需要进行线路变换，到达各站点、维修保养点、车库，能够实现需要换线设备的线路切换；二是根据目前车辆厂商开发的悬挂式车辆，走行机构各有差异特点，力求设计一种适应性强的换线设备，以适应不同悬挂式车辆走行机构差异；三是悬挂式车辆平移式换线设备，满足了悬挂式车辆进出站场要求，具有结构紧凑、联动互锁、动作灵活、安全可靠等特点。
设计方案：为了实现上述设计目的。随着城轨交通的迅猛发展，运营车辆高负荷、高频次的停靠，运送大量乘客。悬挂式车辆换线设备，为空中悬挂式走行的车辆运营时，进出站、进出车场时所用的换线设备。设备结构为道岔梁组件、联动凸轮锁定机构和间隙补偿翻转机构，采用变频驱动、故障安全型PLC控制系统，机构动作灵活，安全稳定性高。解决了悬挂式车辆运行时换线问题，提供了一种行车运营的保证措施。
悬挂式车辆平移式换线设备，主要由滑移端梁总成、短横梁总成、平移梁总成、主横梁总成、电气控制总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构、固定端梁总成、曲线端梁总成构成（见图2）。固定端梁总成为道岔后方用于衔接线路的直线侧和曲线侧轨道梁；滑移端梁总成为道岔前方用于衔接线路的直线侧轨道梁；主横梁总成为门式承重梁结构，纵向装有走行机构、，端部装有止挡组件，用于悬挂承载平移梁总成及承载悬挂式车辆；平移梁总成、电气控制总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构用于实现线路切换。
平移梁总成装有驱动机构、滚轮组件、梁间伸缩缝组件、位置行程开关。二个直线端锁定机构、一个曲线端锁定机构分别固定于滑移端梁总成、固定端梁总成上。短横梁总成结构与主横梁总成相同，尺寸短小。与主横梁总成共同实现承载平移梁总成功能。实现换线过程为联锁顺序动作，机构动作要求高精度、高可靠性。
驱动机构主要实现平移梁总成的动力输入、行程控制和驱动力传递。减速器固定安装于平移梁总成上，齿轮与镶嵌于主横梁总成底部的齿条啮合，在减速器驱动力作用下实现平移梁总成与主横梁总成之间的相对移动。(见图4)
驱动机构在电气控制总成(系统)给出移动信号后，产生相应动作。
主横梁总成中横梁上，安装有导轨组件、齿条组件；连接于平移梁总成的滚轮组件实现沿导轨的滚动（平移），由齿条组件提供导向，至规定换线位置。（见图5）
导向轮组件、齿条组件(或定位铁组件)镶嵌于主横梁总成底部，导向轮组件与齿条组件(或定位铁组件)控制平移运动方向，并承受水平方向载荷。（见图6）
在驱动机构作用下，由导向轮组件导向，平移梁总成上滚轮组件沿导轨组件进行滚动。到达行程时，触发行程开关，产生到位信号，完成平移动作。
大于平移行程时，使用与齿条等截面形状尺寸的矩形定位铁，降低了制造成本。
主横梁总成和短横梁总成端部装有止挡开关组件，止挡组件用于极限行程位置安全防护，当位置行程开关控制失效时，防止意外撞击，损坏设备（见图7）。
锁定机构由锁销、锁销座、锁销座二、撞块、位置开关、电动推杆组成。安装时需对开关进行位置调整，（见图8）。
锁定机构动作，由‘解锁－>平移－>锁定‘构成。动作过程由电气控制总成(系统)进行逻辑控制。
梁间伸缩缝组件，用于悬挂式车辆通过道岔时，悬挂式车辆导向轮顺畅通过梁间缝隙。设计为齿形结构，安装于固定梁端、平移梁端。适应于温度作用下梁间缝隙变化。安装调试时需修配，（见图9-10）
平移梁总成由直线轨道梁、曲线轨道梁用联接梁联接为一整体组件。曲线梁线型参数可由线路设计给定，可由实现多种线型组合，如：直线-圆-直线；直线-缓和-缓和-直线；直线-缓和-圆-缓和-直线；适应于各种需求。直线轨道梁、曲线轨道梁端部安装联接等部位，均需要大型数控机床整体加工而成，（见图11）
直线轨道梁、曲线轨道梁截面基本型式为图12 所示，但不仅限于该型式。梁截面基本型式由悬挂式车辆走行机构设计而定。
悬挂式车辆平移式换线设备，采用变频驱动、故障安全型PLC控制系统，设置供电装置、开关控制装置等。控制设备安全稳定地进行换线操作。（电气控制总成中行程开关、撞块布置见图13）
技术方案1：一种悬挂式车辆平移式换线设备，由滑移端梁总成、短横梁总成、平移梁总成、主横梁总成、电控总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构、固定端梁总成、曲线端梁总成构成；固定端梁总成为道岔后方用于衔接线路的直线侧和曲线侧轨道梁；滑移端梁总成为道岔前方用于衔接线路的直线侧轨道梁；短横梁总成和主横梁总成为门式承重梁结构，纵向装有走行机构，端部装有止挡组件，用于悬挂承载平移梁总成及承载悬挂式车辆；平移梁总成、电气控制总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构用于实现线路切换。
技术方案2：一种悬挂式车辆平移式换线设备的换线方法，曲线位置平移至直线位置时：1）电控系统给出解锁信号，直线端锁定机构、曲线端锁定机构释放解锁；2）电动推杆拉动直线侧二个直线端锁定机构中锁销，使其脱离锁销座二，到达行程时撞块触发行程开关，产生到位信号，电控系统根据到位信号停止解锁动作，给出解锁完成信号，见图17；3）平移梁总成上驱动机构齿轮，驱动主横梁总成上齿条组件，通过齿条组件为导向，进行平移运动，到位后触发位置开关发出到位信号，见图18；4）平移到位后，电控系统给出锁定信号，二个直线端锁定机构进行锁定；5）电动推杆推动直线侧二个直线端锁定机构中锁销，使其插入锁销座二，到达行程时撞块触发行程开关，产生到位信号，电控系统根据到位信号完成锁定动作，给出锁定完成信号，见图16；6）锁定检测完成后，电控系统给出换线完成信号；当直线位置平移至曲线位置时：为上述1）～6）的逆动作过程。
本发明与背景技术相比，一是悬挂式车辆平移式换线设备，采用平移型式，满足了悬挂式车辆进出站场要求，结构紧凑，具备联动互锁、动作灵活、安全可靠等特点；二是悬挂式车辆平移式换线设备，满足了悬挂式车辆换线要求，使其可以顺利进出各站点、维修保养点、车库等；三是悬挂式车辆平移式换线设备，可以通过调整曲线梁线型适用于各种线路需求。具备实用性和可推广性，并能形成系列化产品；四是凸轮锁紧翻转机构和齿形梁间伸缩缝组件的设计，不仅结构紧凑简单，而且实现了轨道梁连续衔接；五是悬挂式车辆平移式换线设备，充分利用了狭小空间，结构紧凑、功能完整，并且零部件设计具备良好的制造工艺性。
附图说明
图1-1 是换线设备布置主视示意图。
图1-2是图1-1的俯视示意图。
图2 是换线设备组成示意图。
图3 是换线设备轴测图。
图4是驱动机构示意图。
图5 是走行机构示意图。
图6 是导向轮组件示意图。
图7 是止挡组件示意图。
图8是直线端锁定机构、曲线端锁定机构示意图。
图9 是梁间伸缩缝组件示意图。
图10 是悬挂式车辆走行轮、导向轮示意图。
图11 是平移梁总成曲线线型意图。
图12是轨道梁截面基本型式示意图。
图13 是电气控制总成中行程开关、撞块布置示意图。
图14是换线设备示意图。
图15 是换线设备平移动作示意图。
图16 是锁定机构锁定状态动作示意图。
图17 是锁定机构解锁状态动作示意图。
图18 是驱动机构动作示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1-18。一种悬挂式车辆平移式换线设备，由滑移端梁总成1、短横梁总成2、平移梁总成3、主横梁总成4、电控总成5、直线端锁定机构6、曲线端锁定机构7、固定端梁总成8、曲线端梁总成9构成；固定端梁总成8为道岔后方用于衔接线路的直线侧和曲线侧轨道梁；滑移端梁总成1为道岔前方用于衔接线路的直线侧轨道梁；短横梁总成2和主横梁总成4为门式承重梁结构，纵向装有走行机构，端部装有止挡组件，用于悬挂承载平移梁总成3及承载悬挂式车辆；平移梁总成3、电气控制总成5、直线端锁定机构6、曲线端锁定机构7用于实现线路切换。
结构及主要部件如下：
1、驱动机构：驱动机构主要实现平移梁总成的动力输入、行程控制和驱动力传递。减速器固定安装于平移梁总成上，齿轮与镶嵌于主横梁总成底部的齿条啮合，在减速器驱动力作用下实现平移梁总成与主横梁总成之间的相对移动。驱动机构在电气控制总成(系统)给出移动信号后，产生相应动作。其主要包括：减速器(带手动)、齿轮、齿条，见图4；
2、走行机构：主横梁总成中横梁上，安装有导轨组件、齿条组件；连接于平移梁总成的滚轮组件实现沿导轨的滚动（平移），由齿条组件提供导向，至规定换线位置，见图5。
导向轮组件（见图6）；导向轮组件、齿条组件(或定位铁组件)镶嵌于主横梁总成底部，导向轮组件与齿条组件(或定位铁组件)控制平移运动方向，并承受水平方向载荷。大于平移行程时，使用与齿条等截面形状尺寸的矩形定位铁，降低制造成本。在驱动机构作用下，由导向轮组件导向，平移梁总成上滚轮组件沿导轨组件进行滚动。到达行程时，触发行程开关，产生到位信号，完成平移动作。
3、止挡组件：主横梁总成和短横梁总成端部装有止挡开关组件，止挡组件用于极限行程位置安全防护，当位置行程开关控制失效时，防止意外撞击，损坏设备，见图7。
4、直线端锁定机构、曲线端锁定机构（见图8）：锁定机构由锁销81、锁销座82、锁销座二83、撞块84、位置开关、电动推杆85组成。安装时需对开关进行位置调整。锁定机构动作，由‘解锁－>平移－>锁定‘构成。动作过程由电气控制总成(系统)进行逻辑控制。
5、梁间伸缩缝组件（见图9-10）：梁间伸缩缝组件，用于悬挂式车辆通过道岔时，悬挂式车辆导向轮102顺畅通过梁间缝隙。设计为齿形结构，安装于固定梁端、平移梁端。适应于温度作用下梁间缝隙变化。安装调试时需修配。101车辆行走轮。
6、平移梁总成（见图11-12）：平移梁总成由直线轨道梁、曲线轨道梁用联接梁联接为一整体组件。曲线梁线型参数可由线路设计给定，可由实现多种线型组合，如：直线-圆-直线；直线-缓和-缓和-直线；直线-缓和-圆-缓和-直线；适应于各种需求。直线轨道梁、曲线轨道梁端部安装联接等部位，均需要大型数控机床整体加工而成。直线轨道梁、曲线轨道梁截面基本型式为图12 所示，但不仅限于该型式。梁截面基本型式由悬挂式车辆走行机构设计而定。
7、电气控制总成：悬挂式车辆平移式换线设备，采用变频驱动、故障安全型PLC控制系统，设置供电装置、开关控制装置等。控制设备安全稳定地进行换线操作，见图13，131接近开关，132撞块，133极限位置撞块。
实施例2：在实施例1的基础上，一种悬挂式车辆平移式换线设备的换线方法，其特征是：曲线位置平移至直线位置时：1）电控系统给出解锁信号，直线端锁定机构（6）、曲线端锁定机构（7）释放解锁；2）电动推杆拉动直线侧二个直线端锁定机构中锁销，使其脱离锁销座二，到达行程时撞块触发行程开关，产生到位信号，电控系统根据到位信号停止解锁动作，给出解锁完成信号，见图17；3）平移梁总成（1）上驱动机构齿轮，驱动主横梁总成（3）上齿条组件，通过齿条组件为导向，进行平移运动，到位后触发位置开关发出到位信号，见图18；4）平移到位后，电控系统给出锁定信号，二个直线端锁定机构（6）进行锁定；5）电动推杆推动直线侧二个直线端锁定机构中锁销，使其插入锁销座二，到达行程时撞块触发行程开关，产生到位信号，电控系统根据到位信号完成锁定动作，给出锁定完成信号，见图16；6）锁定检测完成后，电控系统给出换线完成信号；当直线位置平移至曲线位置时：为上述1）～6）的逆动作过程。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是由滑移端梁总成、短横梁总成、平移梁总成、主横梁总成、电控总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构、固定端梁总成、曲线端梁总成构成；平移梁总成装有驱动机构、滚轮组件、梁间伸缩缝组件、位置行程开关，二个直线端锁定机构、一个曲线端锁定机构分别固定于滑移端梁总成、固定端梁总成上；固定端梁总成为道岔后方用于衔接线路的直线侧和曲线侧轨道梁；滑移端梁总成为道岔前方用于衔接线路的直线侧轨道梁；短横梁总成和主横梁总成为门式承重梁结构，纵向装有走行机构，端部装有止挡组件，用于悬挂承载平移梁总成及承载悬挂式车辆；驱动机构主要实现平移梁总成的动力输入、行程控制和驱动力传递；减速器固定安装于平移梁总成上，齿轮与镶嵌于主横梁总成底部的齿条啮合，在减速器驱动力作用下实现平移梁总成与主横梁总成之间的相对移动；平移梁总成、电气控制总成、直线端锁定机构、曲线端锁定机构用于实现线路切换；其换线方法：曲线位置平移至直线位置时：
1）电控系统给出解锁信号，直线端锁定机构、曲线端锁定机构）释放解锁；
2）电动推杆拉动直线侧二个直线端锁定机构中锁销，使其脱离锁销座二，到达行程时撞块触发行程开关，产生到位信号，电控系统根据到位信号停止解锁动作，给出解锁完成信号；
3）平移梁总成上驱动机构齿轮，驱动主横梁总成上齿条组件，通过齿条组件为导向，进行平移运动，到位后触发位置开关发出到位信号；
4）平移到位后，电控系统给出锁定信号，二个直线端锁定机构进行锁定；
5）电动推杆推动直线侧二个直线端锁定机构中锁销，使其插入锁销座二，到达行程时撞块触发行程开关，产生到位信号，电控系统根据到位信号完成锁定动作，给出锁定完成信号；
6）锁定检测完成后，电控系统给出换线完成信号；当直线位置平移至曲线位置时：为上述1）～6）的逆动作过程。
2.根据权利要求1所述的悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是：主横梁总成中横梁上安装有导轨组件、齿条组件；连接于平移梁总成的滚轮组件实现沿导轨的平移且由齿条组件提供导向，至规定换线位置。
3.根据权利要求2所述的悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是：导向由导向轮组件、齿条组件或定位铁组件镶嵌于主横梁总成底部，导向轮组件与齿条组件或定位铁组件控制平移运动方向，并承受水平方向载荷。
4.根据权利要求1所述的悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是：主横梁总成和短横梁总成端部装有止挡开关组件，止挡组件用于极限行程位置安全防护。
5.根据权利要求1所述的悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是：梁间伸缩缝组件由固定端齿形板和平移端齿形板构成；固定端齿形板安装于固定梁端总成上、平移端齿形板安装在平移梁端总成。
6.根据权利要求1所述的悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是：平移梁总成由直线轨道梁、曲线轨道梁用联接梁联接为一整体组件。
7.根据权利要求1所述的悬挂式车辆平移式换线设备，其特征是：悬挂式车辆平移式换线设备采用变频驱动、故障安全型PLC控制系统，设置供电装置、开关控制装置。
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