CN112141154A - 一种轨道小车导向结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种轨道小车导向结构，属于轨道交通技术领域，包含：转向电机、支架、减速机；减速机上垂直设置换向轴，换向轴上固定有水平设置的换向板，传力臂设置于换向板下方并与换向轴连接；传力臂一端与转向压力连杆的一端销轴连接，转向压力连杆与导向轮的固定臂销轴连接；拉力臂设置于传力臂的下方并与所述换向轴连接；所述拉力臂与换向板、传力臂和拉力臂之间形成联动；拉力臂通过拉力装置连接车架的中轴；换向组件包括第一状态和第二状态；在第一状态下：第一导向轮抵接同侧轨道的凸沿，当转向电机施加转向力时，转向组件从第一状态切换到第二状态。本申请实现转向组件与单侧路沿配合即可实现换向。

Description

一种轨道小车导向结构

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道小车导向结构。

背景技术

专用路权的无人驾驶是无人驾驶的一种，导向和道岔转向控制是其中的两项关键技术。路边石导向是专用路权无人驾驶的一种导向方案。

路边石导向采用导轮接触凸沿石导向，两侧路和导向轮共同作用实现导向功能。要求凸沿建造安装精度较高，要求导向轮安装位置精度高。在通过岔道时，只有一侧凸沿可用，需要借助其它结构或控制系统保证车辆顺利通过道岔。

双侧凸沿石和两侧导向轮共同作用，实现导向功能，凸沿石相对位置精度和导向轮安装精度要求高。除此之外，两侧凸沿导向，车辆易产生左右摆动。在通过道岔时，因为车辆导向轮不能同时接触两侧凸沿，需要另外增加机构，使车辆正确通过道岔，在成本上较高。

发明内容

有鉴于此，本申请要解决的技术问题是提供一种轨道小车导向结构,以解决现有轨道交通中，对凸沿石建造要求高、导向结构复杂、控制成本高、车辆易产生摆动的问题。

本申请解决上述技术问题，提供一种轨道小车导向结构，包括：

具有双侧凸沿的路轨，用于引导沿路轨行驶的小车的行驶方向；

小车，用于承载乘客，包括车厢和设置在车厢下方的行走装置；

其中，所述行走装置包括车架、和设置在车架下方的多个行走轮和分别设置在车架两侧的第一导向轮和第二导向轮，所述第一导向轮和第二导向轮分别与同侧的行走轮联动；

所述车架上还设置转向组件，转向组件包括支架、减速机、转向电机；所述转向电机连接减速机，所述支架设置于车架的中间位置处，用于固定所述减速机；所述减速机上垂直设置换向轴，换向轴上固定有水平设置的换向板，所述换向板在减速机的带动下来回转动，换向板上设置有第一弧形槽；

还包括传力臂，所述传力臂与所述换向轴连接；所述传力臂的一端为包括第二弧形槽的扇面，另一端与转向压力连杆的一端销轴连接，所述转向压力连杆的另一端与其中一个导向轮的固定臂销轴连接；

还包括拉力臂，所述拉力臂与所述换向轴连接；所述拉力臂的一端固定设置有同位销，所述同位销穿过所述第二弧形槽和第一弧形槽，使所述换向板、传力臂和拉力臂之间形成联动；

所述拉力臂的另一端连接有拉力装置，所述拉力装置连接车架的中轴；

所述换向组件包括第一状态和第二状态；

在第一状态下：第一导向轮抵接同侧轨道的凸沿，所述传力臂与转向压力连杆处于一侧，所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续拉力；

当转向电机施加转向力时，减速机带动换向轴转动使换向板转向另一侧，换向板在同位销的作用下带动传力臂转动，使传力臂与转向压力杆处于不同侧，传力臂带动转向压力连杆位移，从而使第一导向轮摆动并脱离轨道凸沿，直到第二导向轮抵接同侧轨道的凸沿，此时转向组件完成第一状态向第二状态的切换，所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续推力，直到下一次换向。

本申请实现的轨道小车导向结构，采用单侧路轨凸沿导向技术，降低了道路建造精度要求，降低了导向轮安装精度要求，在通过道岔时，选择沿一侧凸沿前进，可顺利通过道岔，不需要在道岔增加专用设备，从而降低系统建设成本，增加系统可靠性。

附图说明

图1为本申请提供的轨道小车的一个应用示意图；

图2为本申请提供的轨道小车的另一个应用示意图；

图3为本申请其中一个实施例的轨道小车导向结构的立体示意图；

图4为本申请其中一个实施例的转向组件的爆炸图；

图5为图4实施例的转向组件的组合后的顶视图；

图6为图5所示转向组件的的剖视图；

图7为本申请轨道小车导向结构在第一状态时的示意图；

图8为本申请轨道小车导向结构在第二状态时的示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种轨道小车导向结构，包括：

具有双侧凸沿的路轨，用于引导沿路轨行驶的小车的行驶方向；

小车，用于承载乘客，包括车厢和设置在车厢下方的行走装置；

其中，所述行走装置包括车架、和设置在车架下方的多个行走轮和分别设置在车架两侧的第一导向轮和第二导向轮，所述第一导向轮和第二导向轮分别与同侧的行走轮联动；

所述车架上还设置转向组件，转向组件包括支架、减速机、转向电机；所述转向电机连接减速机，所述支架设置于车架的中间位置处，用于固定所述减速机；所述减速机上垂直设置换向轴，换向轴上固定有水平设置的换向板，所述换向板在减速机的带动下来回转动，换向板上设置有第一弧形槽；

还包括传力臂，所述传力臂与所述换向轴连接；所述传力臂的一端为包括第二弧形槽的扇面，另一端与转向压力连杆的一端销轴连接，所述转向压力连杆的另一端与其中一个导向轮的固定臂销轴连接；

还包括拉力臂，所述拉力臂与所述换向轴连接；所述拉力臂的一端固定设置有同位销，所述同位销穿过所述第二弧形槽和第一弧形槽，使所述换向板、传力臂和拉力臂之间形成联动；

所述拉力臂的另一端连接有拉力装置，所述拉力装置连接车架的中轴；

所述换向组件包括第一状态和第二状态；

在第一状态下：第一导向轮抵接同侧轨道的凸沿，所述传力臂与转向压力连杆处于一侧，所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续拉力；

当转向电机施加转向力时，减速机带动换向轴转动使换向板转向另一侧，换向板在同位销的作用下带动传力臂转动，使传力臂与转向压力杆处于不同侧，传力臂带动转向压力连杆位移，从而使第一导向轮摆动并脱离轨道凸沿，直到第二导向轮抵接同侧轨道的凸沿，此时转向组件完成第一状态向第二状态的切换，所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续推力，直到下一次换向。由于转向机构通过转向压力连杆连接到一侧导向轮上，所以通过改变转向机构的状态，可以改变转向力矩的方向，继而向导向轮施加推力或拉力。换向的过程中，换向板通过同步销带动拉力臂，使拉力臂移动到另一侧，拉力装置作用在拉力臂的力可以维持转向压力连杆向导向轮施加的推力或拉力，进而维持相对应的导向轮持续偏向同侧并保持对路沿的压力，而凸起的路沿可以持续向小车施加反向作用力和引导小车的前进方向。

可选的一个实施例中，还包括换向缓冲器，所述换向缓冲器一端连接拉力臂，另一端连接车架的中轴，使所述换向缓冲器与所述拉力装置的方向一致。

可选的一个实施例中，所述换向缓冲器为液压缓冲器，用于在拉力装置拉伸或收缩时提供反向阻力。

可选的一个实施例中，所述支架的下表面上设置有两个限位销，两个限位销之间保持一定的距离，用于限制换向板的转动范围。

可选的一个实施例中，所述第一导向轮和第二导向轮分别通过一个L形的固定臂与同侧的行走轮的固定轴连接；且所述第一导向轮和第二导向轮的固定臂的尾部通过一个连杆销轴连接。使两个导向轮与行走轮形成联动，即当导向轮发生偏转时，行走轮也同步发生同向偏转。

可选的一个实施例中，所述拉力装置通过拉力调节杆固定于车架中轴上，所述拉力调节杆用于改变拉力装置的拉力。

可选的一个实施例中，所述拉力调节杆为螺杆。通过调节拉力调节杆，可改变拉力装置的拉力。拉力装置对拉力臂产生转动力矩，转动力矩通过同步销传递到传力臂上，使车辆前行走轮获得转向力矩。

可选的一个实施例中，所述行走轮包括两个前行走轮和两个后行走轮；所述第一导向轮和第二导向轮分别与位于车架前方的两个行走轮连接。

可选的一个实施例中，所述拉力装置为弹簧。

以下结合附图更进一步的描述实施例。

如图1所示为发明提供的轨道小车的一个应用示意图，图中省略了小车的车厢，仅以设置于车厢下方的行走装置100进行示意；行走装置100在轨道上行走，所述轨道包括轨道面301和在轨道面301两侧的凸沿302；所述轨道不限于水泥材质或金属材质。或如图2所示，在轨道上有多个小车行走，其中小车行走装置401沿主干道行走，小车行走装置402在岔道口转向分支道行走。车辆401是直行通过道岔，车辆402右转通过道岔。可以看到车辆401转向机构的拉力臂在右边，向左转动前行走轮。车辆402的拉力臂在右边，向右转动前行走轮。因为车辆401沿直道运行，前行走轮转弯角度小。车辆402转弯进入右道，前行走轮转弯角度较大。当车辆转弯半径小于弯道半径时，车辆的右侧导向轮才能接触凸沿。这时凸沿对导向轮产生推力，使车辆转弯半径增大，使车辆转弯半径和弯道半径接近相等。

如图3所示，小车行走装置包括车架201、前行走轮206、导向轮205、后行走轮207。前行走轮206是转向轮，所述导向轮205包括两个导向轮，即导向轮2051和导向轮2052；两个导向轮由L形的固定臂202与前行走轮的固定轴202连接，所述L形的固定臂202的末端由同步连杆203连接。具体的，所述L形的固定臂穿过所述水平槽孔并与所述行走轮的固定轴固定连接，使所述第一导向轮和第二导向轮分别与同侧的行走轮联动。L形的固定臂204，水平头部向外弯曲并安装导向轮205，导向轮外侧轮沿伸出前行走轮外侧。

车架201前端安装转向机构209，转向机构209的具体结构如图4、5、6所示，包括减速机102、转向电机101、拉力臂109、传力臂107、换向板106、换向轴105、转向压力连杆108、拉力装置111、缓冲器112、支架103、限位销104。

所述支架103设置于车架的中间位置处，用于固定所述减速机102；所述减速机102上垂直设置换向轴105，换向轴105上固定有水平设置的换向板106，使所述换向板106在减速机102的带动下来回转动，换向板106上设置有第一弧形槽113；安装支架103上有两个限位销104，使换向板转动时有两个定位，最左定位和最右定位，限制换向板106的左右转动范围。换向板到达定位后，当前车轮在左右最大摆动幅度内，同步销都可以在换向板的弧形槽自由活动。

传力臂107设置于所述换向板106下方并与所述换向轴105连接；所述传力臂107的一端为包括第二弧形槽114的扇面，另一端与转向压力连杆108的一端销轴连接，所述转向压力连杆108的另一端与其中一个导向轮的固定臂销轴连接。传力臂107可在左右方向摆动一定相同角度，推动前行传力臂107左右摆动角度相等，摆动最大幅度能适应前行走轮最大转向幅度。传力臂107上的第二弧形槽的长度需要满足两个条件，一是使拉力臂和传力臂角度接近90度，因为传力臂的运动是左右摆动，拉力臂是前后摆动。拉力装置接近前后方向安装。前行走轮向左转向或向右转向。传力臂107摆动幅度和前行走轮转向幅度成关联。

拉力臂109设置于所述传力臂107的下方并与所述换向轴105连接；所述拉力臂109的一端固定设置有同位销110，所述同位销110穿过所述第二弧形槽114和第一弧形槽113，使所述换向板106、传力臂107和拉力臂109之间形成联动；拉力臂109的另一端连接有拉力装置111，所述拉力装置111连接车架201的中轴，拉力装置优选为弹簧、拉簧；拉力臂109前端安装缓冲器112，缓冲器112和拉力装置安装在拉力臂109上的同一个固定柱上，缓冲器112的另一端安装在支架上，拉力臂摆动时受到一个阻尼。换向板上第一弧形槽的长度，是保证传力臂在最左或最右位置时，同步销都不对换向板干涉。在需要换向时，换向板转动，通过同步销带动拉力臂转动，拉力臂转过中点后，拉力装置拉力矩方向改变，弹力臂通过同步销传力臂，对传力臂产生一个改变了方向的压力。所述拉力装置通过拉力调节杆208固定于车架201的中轴上，所述拉力调节杆用于改变拉力装置的拉力。可选的，所述拉力调节杆为螺杆。所述车架201的中轴可以包括多个。

所述换向组件包括图7所示的第一状态和图8所示的第二状态；

在第一状态下：第一导向轮2052抵接同侧轨道的凸沿302，换向板处于靠近第二导向轮2051的一侧；所述传力臂107与转向压力连杆108之间处于同侧，使转向压力连杆向导向轮施加拉力，所述拉力装置拉紧拉力臂109，使拉力臂109处于转向压力连杆108同侧并维持转向压力连杆108向导向轮施加的拉力；

当转向电机施加转向力时，转向电机101通过减速机102，驱动换向轴103，换向板104和换向轴同步转动。减速机102带动换向轴103转动使换向板转向另一侧，在同位销的作用下，传力臂107与拉力臂109也转向另一侧，传力臂107与转向压力连杆108处于不同的两侧，该不同的两侧，是指传力臂与转向压力连杆的转轴的两侧；传力臂107带动转向压力连杆108位移，从而使第一导向轮2052摆动并脱离轨道凸沿，直到第二导向轮2051抵接同侧轨道的凸沿302，此时转向组件从图7所示的第一状态切换到图8所示的第二状态；所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续推力，直到下一次换向。

当车辆运行时，转向机构产生的转向力矩作用到前行走轮上，使车辆向设定的一侧转弯，直到这一侧的导向轮205和凸沿302接触，凸沿对导向轮产一个和转向力矩相反的导向力矩，当转向力矩和导向力矩大小相等时，小车前进方向和凸沿石切线方向接近平行，从而实现小车沿轨道一侧的凸沿导向的目的。

在通过分离道岔前，设置使小车沿左侧凸沿导向，则小车进入左支路。设置使小车沿右侧凸沿导向，则小车进入右支路。

通过合并道岔时，当小车从左侧支路进入道岔，需设置使小车沿左侧凸沿导向。当小车从右侧支路进入道岔时，需设置使小车沿右侧凸沿导向。凸沿对导向轮的压力转矩和前行走轮转向力矩抵销。车辆实现沿凸沿前进，并保持一侧导向轮和凸沿持续接触。这时车辆运行方向接近凸沿的切线方向。

恒定压力转向结构可以改变转向力矩的方向，使小车沿左侧凸沿或右侧凸沿行驶，顺利通过道岔并进入左侧支路或右侧支路。

当换向板转动，将拉力臂推动，使前行走轮无论转向最左或最右，同步销都不能接触传力臂，这时前行走轮上没有施加转向力，车辆将直行，直到侧导向轮碰到凸沿，车辆才改变方向。一般情况下，换向板只有两种位置，最左或最右，中间位置需要快速通过。一般情况下，拉力装置长度较长，当前行走轮最左和最右之间变化时，拉力臂也在最前和最后之间变化，拉力装置长度也随之改变。设计时加大拉力装置长度，使拉力臂前后位置变化时，拉力装置长度的改变量，和拉力装置总拉伸量相比，占比较少，从而使拉力装置的拉力变化幅度较小，使推动前行走轮的转向力保持一个接近恒定的值。数值举例说明：假设拉力臂在最后时，拉力装置拉伸长度是500mm,对应拉力50牛，拉力臂在最前时，拉力装置拉伸长度是600mm,对应拉力60牛。则拉力最小50牛，最大60牛，变化范围20％，变化范围较小。

所述拉力装置也可以替换成恒力圈簧，拉伸长度变化时，拉力变化更小。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质，可以有多种变型方案实现本申请，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本申请的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道小车导向结构，包括：具有双侧凸沿的路轨，用于引导沿路轨行驶的小车的行驶方向；小车，用于承载乘客，包括车厢和设置在车厢下方的行走装置；其特征在于：

所述行走装置包括车架、和设置在车架下方的多个行走轮和分别设置在车架两侧的第一导向轮和第二导向轮，所述第一导向轮和第二导向轮分别与同侧的行走轮联动；

所述车架上还设置转向组件，转向组件包括支架、减速机、转向电机；所述转向电机连接减速机，所述支架设置于车架的中间位置处，用于固定所述减速机；所述减速机上垂直设置换向轴，换向轴上固定有水平设置的换向板，所述换向板在减速机的带动下来回转动，换向板上设置有第一弧形槽；

还包括传力臂，所述传力臂与所述换向轴连接；所述传力臂的一端为包括第二弧形槽的扇面，另一端与转向压力连杆的一端销轴连接，所述转向压力连杆的另一端与其中一个导向轮的固定臂销轴连接；

还包括拉力臂，所述拉力臂与所述换向轴连接；所述拉力臂的一端固定设置有同位销，所述同位销穿过所述第二弧形槽和第一弧形槽，使所述换向板、传力臂和拉力臂之间形成联动；

所述拉力臂的另一端连接有拉力装置，所述拉力装置连接车架的中轴；

所述换向组件包括第一状态和第二状态；

在第一状态下：第一导向轮抵接同侧轨道的凸沿，所述传力臂与转向压力连杆处于一侧，所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续拉力；

当转向电机施加转向力时，减速机带动换向轴转动使换向板转向另一侧，换向板在同位销的作用下带动传力臂转动，使传力臂与转向压力杆处于不同侧，传力臂带动转向压力连杆位移，从而使第一导向轮摆动并脱离轨道凸沿，直到第二导向轮抵接同侧轨道的凸沿，此时转向组件完成第一状态向第二状态的切换，所述拉力装置拉紧拉力臂，使传力臂向转向压力连杆施加持续推力，直到下一次换向。

2.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：还包括换向缓冲器，所述换向缓冲器一端连接拉力臂，另一端连接车架的中轴，使所述换向缓冲器与所述拉力装置的方向一致。

3.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述换向缓冲器为液压缓冲器，用于在拉力装置拉伸或收缩时提供反向阻力。

4.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述支架的下表面上设置有两个限位销，两个限位销之间保持一定的距离，用于限制换向板的转动范围。

5.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述第一导向轮和第二导向轮分别通过一个L形的固定臂与同侧的行走轮的固定轴连接；且所述第一导向轮和第二导向轮的固定臂的尾部通过一个连杆销轴连接。

6.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述拉力装置通过拉力调节杆固定于车架中轴上，所述拉力调节杆用于改变拉力装置的拉力。

7.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述拉力调节杆为螺杆。

8.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述行走轮包括两个前行走轮和两个后行走轮；所述第一导向轮和第二导向轮分别与位于车架前方的两个行走轮连接。

9.根据权利要求1所述的轨道小车导向结构，其特征在于：所述拉力装置为弹簧。

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