CN112478699B - 一种轮对转盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路车辆轮对生产和维护设备技术领域，具体涉及一种轮对转盘；本发明包括转盘组件、限位组件、固定组件和检测组件，转盘组件包括同心固定设置的上转盘和下转盘，上转盘的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽，限位组件包括第一双头电机、离合器、第一螺杆和第一滑块，通槽中均设有限位组件，固定组件包括液压升降台、转动环体、电动推杆、第二双头电机、第二滑块以及作用组件，检测组件包括红外发射器、红外接收器以及第一角度传感器，下转盘由外部驱动装置驱动；本发明能够有效地解决现有技术存在效率较低、安全性较低和稳定性不佳等问题。

Description

一种轮对转盘

技术领域

本发明涉及铁路车辆轮对生产和维护设备技术领域，具体涉及一种轮对转盘。

背景技术

列车轮对是轨道交通机车、车辆的一重要部件。不管新造或检修中的列车 轮对都有缓存的需要，并且需要交错紧密存放以缩小占地面积；由于车间布局限制，这些缓存的列车轮对在进出缓存区时往往需要改变方向。由于轮对重量大，且定位在轨道上，调整方向十分困难。通常的方法是采用轮对转盘实现换向。

在申请号为：CN201220724009.3的专利文件中公开了一种偏心轮对转盘，它包括转盘，以可转动的方式设置在地基上的地基坑中，转盘的圆心偏离地基上的一对第一轨道的对称线；两对第二轨道相互平行设置在转盘的表面上，任一对第二轨道之间设置另一对第二轨道的一个第二轨道，两对第二轨道相对于转盘的圆心对称设置。本实用新型提供的偏心轮对转盘能轻快交替地向两组平行轨道转送轮对，以致轮对可交错紧密存放，大大缩小轮对缓存区的占地面积。

但是其在实际应用时仍存在以下不足：

第一，效率较低，因为其在转向对准目标方向轨道的过程中，需要使用者通过自身观察的方式来确定；

第二，安全性较低，因为当轮对转盘一个方向的轨道上有列车轮对时，轮对转盘自身不能防止其他列车轮对从另一方向的轨道进入到轮对转盘上，这就存在轮对转盘不同方向轨道上有列车轮对发生碰撞的可能；

第三，稳定性不佳，因为当轮对转盘进行换向时，其通常只是用楔形挡块插入轮对转盘中的轨道槽中，并使楔形挡块顶紧列车轮对来防止列车轮对在换向过程中发生位移，但是在这种方法下，列车轮对在换向的过程中依然能发生径向的移动和较大的切线方向晃动。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种轮对转盘，包括转盘组件、限位组件、固定组件和检测组件；所述转盘组件包括同心固定设置的上转盘和下转盘，所述上转盘的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽，所述轨道槽将上转盘的顶部表面对称地分隔为一个正方体、四个相同的直角扇形体和四个相同的穹顶四边形体，所述正方体与上转盘同中轴线，所述直角扇形体和穹顶四边形体以正方体的中轴线为对称轴呈等间距交错式的分布在正方体的外边缘，所述穹顶四边形体内部均贯穿有沿其与穹顶边相对的直角边的方向上的通槽，所述通槽的轮廓呈非圆形，所述直角扇形体的直角边侧壁上均开设有与通槽匹配的插槽，所述穹顶四边形体与其穹顶边相邻的直角边侧壁上均开设有第一凹槽，所述直角扇形体的直角边侧壁上均开设有与第一凹槽匹配的第二凹槽；所述限位组件包括第一双头电机、离合器、第一螺杆和第一滑块，所述通槽中均设有限位组件，所述第一双头电机设置在通槽内部中部，所述第一双头电机两端的电机轴上均设有离合器，所述离合器的另一端均设置有第一螺杆，所述第一螺杆螺接在第一滑块内部的螺纹盲槽中；所述固定组件包括同心固定在正方体顶部表面的液压升降台、转动连接在液压升降台顶部的转动环体、对称设置在转动环体外侧壁上的一对电动推杆、固定设置在电动推杆自由端端部的第二双头电机、设置在第二双头电机两端的第二滑块以及设置在第二滑块上的作用组件，所述转动环体靠近其顶部开口处的内侧壁上固定有内齿轮，所述液压升降台处于转动环体内环侧的顶部设有一组与内齿轮啮合的驱动电机；所述检测组件包括设置在第一凹槽中的红外发射器、设置在第二凹槽中的红外接收器以及设置在液压升降台顶部且与内齿轮啮合的第一角度传感器，并且彼此正相对的红外发射器和红外接收器为一对；所述第一双头电机、离合器、液压升降台、电动推杆、第二双头电机、驱动电机、红外发射器、红外接收器和第一角度传感器均由外部电源供电且由外部控制器控制，所述下转盘由外部驱动装置驱动，所述下转盘与外部驱动装置之间还设有配合的第二角度传感器。

优选地，所述通槽的形状为正多边形或矩形。

优选地，所述第二双头电机的电机轴两端均固定有第二螺杆，所述电动推杆自由端的端部均固定有与第二螺杆同方向的导杆，所述导杆末端与第二螺杆末端的连线与电动推杆的中轴线平行。

优选地，所述第二滑块靠近转动环体的一端分别贯穿有与第二螺杆、导杆匹配的螺纹通槽、滑槽。

优选地，所述第二螺杆和导杆的末端均设有防脱块。

优选地，所述作用组件包括固定在第二滑块上、下两端的楔形块和U型夹，所述楔形块的斜面一端、U型夹的开口一端均沿第二螺杆的中轴线指向指向第二双头电机，所述楔形块的宽度等于轨道槽的宽度，所述U型夹的宽度大于等于轨道槽的宽度。

优选地，所述楔形块的斜面均开设有安装槽，所述安装槽中均设有电磁铁，所述电磁铁由外部电源供电且由外部控制器控制。

优选地，所述U型夹的内侧壁均开设有容置槽，所述容置槽中均设有电动气囊，所述电动气囊有外部气泵控制。

优选地，所述电动气囊表面包覆有一层防割层。

优选地，所述驱动电机的数量至少为2个。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明中通过增加转盘组件包括同心固定设置的上转盘和下转盘，上转盘的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽，轨道槽将上转盘的顶部表面对称地分隔为一个正方体、四个相同的直角扇形体和四个相同的穹顶四边形体，正方体与上转盘同中轴线，直角扇形体和穹顶四边形体以正方体的中轴线为对称轴呈等间距交错式的分布在正方体的外边缘，正方体顶部表面固定有同心的液压升降台，转动环体转动连接在液压升降台的顶部，转动环体靠近其顶部开口处的内侧壁上固定有内齿轮，液压升降台处于转动环体内环侧的顶部设有一组与内齿轮啮合的驱动电机，下转盘由外部驱动装置驱动，下转盘与外部驱动装置之间还设有配合的第二角度传感器的设计；这样使用者便可以通过第二角度传感器的反馈数据并通过外部控制器来精确且快速地控制转盘组件的旋转角度；达到有效地的提升换向速度和精度，从而提升工作效率的效果。

2、本发明中通过增加转盘组件包括同心固定设置的上转盘和下转盘，上转盘的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽，轨道槽将上转盘的顶部表面对称地分隔为一个正方体、四个相同的直角扇形体和四个相同的穹顶四边形体，正方体与上转盘同中轴线，直角扇形体和穹顶四边形体以正方体的中轴线为对称轴呈等间距交错式的分布在正方体的外边缘，穹顶四边形体内部均贯穿有沿其与穹顶边相对的直角边的方向上的通槽，通槽的轮廓呈非圆形，直角扇形体的直角边侧壁上均开设有与通槽匹配的插槽，穹顶四边形体与其穹顶边相邻的直角边侧壁上均开设有第一凹槽，直角扇形体的直角边侧壁上均开设有与第一凹槽匹配的第二凹槽，限位组件包括第一双头电机、离合器、第一螺杆和第一滑块，通槽中均设有限位组件，第一双头电机设置在通槽内部中部，第一双头电机两端的电机轴上均设有离合器，离合器的另一端均设置有第一螺杆，第一螺杆螺接在第一滑块内部的螺纹盲槽中，第一凹槽中均设有红外发射器、第二凹槽中均设有红外接收器，并且彼此正相对的红外发射器和红外接收器为一对的设计；这样可以当上转盘任意一个方向的轨道上有列车轮对驶入，则外部控制器控制上转盘另一方向两端的限位组件工作，从而将另一方向轨道的两端封闭，直至原方向轨道另一端检测组件检测到上转盘上的列车轮对驶出，外部控制器才会指令另一方向两端的限位组件接触封锁；达到有效地提升本发明产品实际使用时安全性的效果。

3、本发明中通过增加盘组件包括同心固定设置的上转盘和下转盘，上转盘的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽，轨道槽将上转盘的顶部表面对称地分隔为一个正方体、四个相同的直角扇形体和四个相同的穹顶四边形体，正方体与上转盘同中轴线，直角扇形体和穹顶四边形体以正方体的中轴线为对称轴呈等间距交错式的分布在正方体的外边缘，固定组件包括同心固定在正方体顶部表面的液压升降台、转动连接在液压升降台顶部的转动环体、对称设置在转动环体外侧壁上的一对电动推杆、固定设置在电动推杆自由端端部的第二双头电机、设置在第二双头电机两端的第二滑块以及设置在第二滑块上的作用组件，转动环体靠近其顶部开口处的内侧壁上固定有内齿轮，液压升降台处于转动环体内环侧的顶部设有一组与内齿轮啮合的驱动电机，作用组件包括固定在第二滑块上、下两端的楔形块和U型夹，楔形块的斜面一端、U型夹的开口一端均沿第二螺杆的中轴线指向指向第二双头电机，楔形块的宽度等于轨道槽的宽度，U型夹的宽度大于等于轨道槽的宽度，楔形块的斜面均开设有安装槽，安装槽中均设有电磁铁，电磁铁由外部电源供电且由外部控制器控制，U型夹的内侧壁均开设有容置槽，容置槽中均设有电动气囊，电动气囊有外部气泵控制的设计；这样当列车轮对驶入上转盘任意一个方向的轨道时，则外部控制器控制转动环体旋转至两个电动推杆中轴线与列车轮对车轴中轴线相平行的方向，然后外部控制器控制电动推杆伸长、液压升降台下降，使得楔形块进入轨道槽中，然后外部控制器控制第二双头电机工作，使得楔形块的斜面顶紧列车轮对的两侧，同时让U型夹夹持住立车轮对的轮子，然后外部控制器向电磁铁通电，同时控制外部气泵向电动气囊充气，从而将列车轮对牢牢地固定住；达到有效地提升本发明产品在对列车轮对进行换向时稳定性的效果。

附图说明

图1为本发明的第一视角下的直观图；

图2为本发明的第二视角下的部分爆炸视图；

图3为本发明的固定组件的部分爆炸视图；

图4为本发明的转动环体的爆炸视图；

图5为本发明的第二滑块和作用组件的爆炸视图；

图6为本发明的转盘组件的直观图；

图7为本发明的转盘组件经过部分剖视后其内部限位组件的直观图；

图8为图2中A区域的放大图；

图9为图3中B区域的放大图；

图10为图3中C区域的放大图；

图11为图6中D区域的放大图；

图12为图7中E区域的放大图；

图13为本发明的第一滑块的剖视图；

图14为本发明的第一滑块的剖视图；

图15为本发明的电动气囊的部分剖视截面图；

图16为实验数据的图表；

图中的标号分别代表：1、上转盘；2、下转盘；3、轨道槽；4、正方体；5、直角扇形体；6、穹顶四边形体；7、通槽；8、插槽；9、第一凹槽；10、第二凹槽；11、第一双头电机；12、离合器；13、第一螺杆；14、第一滑块；15、螺纹盲槽；16、液压升降台；17、转动环体；18、电动推杆；19、第二双头电机；20、内齿轮；21、驱动电机；22、红外发射器；23、红外接收器；24、第一角度传感器；25、第二螺杆；26、导杆；27、螺纹通槽；28、滑槽；29、防脱块；30、楔形块；31、U型夹；32、安装槽；33、电磁铁；34、容置槽；35、电动气囊；36、防割层；37、第二滑块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

本实施例的一种轮对转盘，参照图1-16：包括转盘组件、限位组件、固定组件和检测组件。

转盘组件包括同心固定设置的上转盘1和下转盘2，上转盘1的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽3，轨道槽3将上转盘1的顶部表面对称地分隔为一个正方体4、四个相同的直角扇形体5和四个相同的穹顶四边形体6，正方体4与上转盘1同中轴线，直角扇形体5和穹顶四边形体6以正方体4的中轴线为对称轴呈等间距交错式的分布在正方体4的外边缘，穹顶四边形体6内部均贯穿有沿其与穹顶边相对的直角边的方向上的通槽7，通槽7的轮廓呈非圆形，直角扇形体5的直角边侧壁上均开设有与通槽7匹配的插槽8，穹顶四边形体6与其穹顶边相邻的直角边侧壁上均开设有第一凹槽9，直角扇形体5的直角边侧壁上均开设有与第一凹槽9匹配的第二凹槽10。

限位组件包括第一双头电机11、离合器12、第一螺杆13和第一滑块14，通槽7中均设有限位组件，第一双头电机11设置在通槽7内部中部，第一双头电机11两端的电机轴上均设有离合器12，离合器12的另一端均设置有第一螺杆13，第一螺杆13螺接在第一滑块14内部的螺纹盲槽15中。

固定组件包括同心固定在正方体4顶部表面的液压升降台16、转动连接在液压升降台16顶部的转动环体17、对称设置在转动环体17外侧壁上的一对电动推杆18、固定设置在电动推杆18自由端端部的第二双头电机19、设置在第二双头电机19两端的第二滑块37以及设置在第二滑块37上的作用组件，转动环体17靠近其顶部开口处的内侧壁上固定有内齿轮20，液压升降台16处于转动环体17内环侧的顶部设有一组与内齿轮20啮合的驱动电机21。

检测组件包括设置在第一凹槽9中的红外发射器22、设置在第二凹槽10中的红外接收器23以及设置在液压升降台16顶部且与内齿轮20啮合的第一角度传感器24，并且彼此正相对的红外发射器22和红外接收器23为一对。

第一双头电机11、离合器12、液压升降台16、电动推杆18、第二双头电机19、驱动电机21、红外发射器22、红外接收器23和第一角度传感器24均由外部电源供电且由外部控制器控制，下转盘2由外部驱动装置驱动，下转盘2与外部驱动装置之间还设有配合的第二角度传感器，其中离合器12可以使得第一双头电机11的驱动第一螺杆13的启动过程更加平稳。

通槽7的形状为正多边形或矩形，在本实施例中，通槽7的形状为正方边形，这样可以使得第一螺杆13驱动第一滑块14做直线运动时不需要额外设置一个与第一螺杆13平行的杆体，从而简化本发明产品的结构。

第二双头电机19的电机轴两端均固定有第二螺杆25，电动推杆18自由端的端部均固定有与第二螺杆25同方向的导杆26，导杆26末端与第二螺杆25末端的连线与电动推杆18的中轴线平行。

滑块靠近转动环体17的一端分别贯穿有与第二螺杆25、导杆26匹配的螺纹通槽27、滑槽28。

第二螺杆25和导杆26的末端均设有防脱块29，这样可以防止第二滑块37从第二螺杆25和导杆26上滑脱。

作用组件包括固定在第二滑块37上、下两端的楔形块30和U型夹31，楔形块30的斜面一端、U型夹31的开口一端均沿第二螺杆25的中轴线指向指向第二双头电机19，楔形块30的宽度等于轨道槽3的宽度，U型夹31的宽度大于等于轨道槽3的宽度。

楔形块30的斜面均开设有安装槽32，安装槽32中均设有电磁铁33，电磁铁33由外部电源供电且由外部控制器控制。

U型夹31的内侧壁均开设有容置槽34，容置槽34中均设有电动气囊35，电动气囊35有外部气泵控制。

电动气囊35表面包覆有一层防割层36，这样有效地保护电动气囊35的表面与列车轮对的轮子接触时不会被刺破或割破。

驱动电机21的数量至少为2个，在本实施例中，驱动电机21的数量为2个。

其工作原理：

第一步，上转盘1任意一个方向的轨道一端驶入一个列车轮对，此时该方向轨道在列车轮对驶入端的检测组件检测到有列车轮对驶入，并将该检测结果发送给外部控制器；

第二步，紧接上述第一步，外部控制器立即指令上转盘1另一方向轨道两端的限位组件工作从而将另一方向轨道的两端封闭，具体的为外部控制器控制该方向轨道两端的两个第一双头电机11工作，使得第一双头电机11两端的第一滑块14伸出并插入对应的插槽8中；

第三步，外部控制器在控制转动环体17旋转至两个电动推杆18中轴线与列车轮对车轴中轴线相平行的方向（注意，此过程中外部控制器会实际检测第一角度传感器24反馈的数据来进行校准）；

第四步，外部控制器控制电动推杆18伸长、液压升降台16下降，使得楔形块30进入轨道槽3中，注意楔形块30的底部与轨道槽3的底壁完全贴合；

第五步，外部控制器控制两个第二双头电机19工作，使得楔形块30的斜面顶紧列车轮对的两侧，同时让U型夹31夹持住立车轮对的轮子；

第六步，外部控制器指令外部电源向电磁铁33中通入直流电，同时控制外部气泵向电动气囊35充气，从而将列车轮对牢牢地固定住。

第七步，使用者通过外部控制器、外部驱动装置和第二角度传感器的配合下来对转盘组件间进行快速且精准的换向工作；

第八步，紧接上述第七步，当换向工作完成后，外部控制器会依次将第六步、第五步、第四步中步骤反过来操作，从而对列车轮对进行释放；

第九步，列车轮对从驶入方向的轨道的任意一端驶出，此时该方向轨道检测组件检测到有列车轮对驶出，并将该检测结果发送给外部控制器；

第十步，紧接上述第九步，外部控制器立即指令上转盘1另一方向轨道两端的限位组件工作从而将另一方向轨道的两端打开，即将第二步中的步骤反过来操作。

值得注意的是利用本发明产品来对列车轮对进行换向时能有效地提升列车轮在换向过程中的稳定性；为此，将对本发明产品在实际使用时实验检测到上转盘1上列车轮对发生径向和切向移动的数据制作成图表，其中表格中的数据均为经过至少50次实验后所测得平均值，具体的详见图16。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮对转盘，其特征在于：包括转盘组件、限位组件、固定组件和检测组件；所述转盘组件包括同心固定设置的上转盘（1）和下转盘（2），所述上转盘（1）的顶部表面垂直向下开设有“井”字型的轨道槽（3），所述轨道槽（3）将上转盘（1）的顶部表面对称地分隔为一个正方体（4）、四个相同的直角扇形体（5）和四个相同的穹顶四边形体（6），所述正方体（4）与上转盘（1）同中轴线，所述直角扇形体（5）和穹顶四边形体（6）以正方体（4）的中轴线为对称轴呈等间距交错式的分布在正方体（4）的外边缘，所述穹顶四边形体（6）内部均贯穿有沿其与穹顶边相对的直角边的方向上的通槽（7），所述通槽（7）的轮廓呈非圆形，所述直角扇形体（5）的直角边侧壁上均开设有与通槽（7）匹配的插槽（8），所述穹顶四边形体（6）与其穹顶边相邻的直角边侧壁上均开设有第一凹槽（9），所述直角扇形体（5）的直角边侧壁上均开设有与第一凹槽（9）匹配的第二凹槽（10）；所述限位组件包括第一双头电机（11）、离合器（12）、第一螺杆（13）和第一滑块（14），所述通槽（7）中均设有限位组件，所述第一双头电机（11）设置在通槽（7）内部中部，所述第一双头电机（11）两端的电机轴上均设有离合器（12），所述离合器（12）的另一端均设置有第一螺杆（13），所述第一螺杆（13）螺接在第一滑块（14）内部的螺纹盲槽（15）中；所述固定组件包括同心固定在正方体（4）顶部表面的液压升降台（16）、转动连接在液压升降台（16）顶部的转动环体（17）、对称设置在转动环体（17）外侧壁上的一对电动推杆（18）、固定设置在电动推杆（18）自由端端部的第二双头电机（19）、设置在第二双头电机（19）两端的第二滑块（37）以及设置在第二滑块（37）上的作用组件，所述转动环体（17）靠近其顶部开口处的内侧壁上固定有内齿轮（20），所述液压升降台（16）处于转动环体（17）内环侧的顶部设有一组与内齿轮（20）啮合的驱动电机（21）；所述检测组件包括设置在第一凹槽（9）中的红外发射器（22）、设置在第二凹槽（10）中的红外接收器（23）以及设置在液压升降台（16）顶部且与内齿轮（20）啮合的第一角度传感器（24），并且彼此正相对的红外发射器（22）和红外接收器（23）为一对；所述第一双头电机（11）、离合器（12）、液压升降台（16）、电动推杆（18）、第二双头电机（19）、驱动电机（21）、红外发射器（22）、红外接收器（23）和第一角度传感器（24）均由外部电源供电且由外部控制器控制，所述下转盘（2）由外部驱动装置驱动，所述下转盘（2）与外部驱动装置之间还设有配合的第二角度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述通槽（7）的形状为正多边形或矩形。

3.根据权利要求1所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述第二双头电机（19）的电机轴两端均固定有第二螺杆（25），所述电动推杆（18）自由端的端部均固定有与第二螺杆（25）同方向的导杆（26），所述导杆（26）末端与第二螺杆（25）末端的连线与电动推杆（18）的中轴线平行。

4.根据权利要求1或3所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述第二滑块（37）靠近转动环体（17）的一端分别贯穿有与第二螺杆（25）、导杆（26）匹配的螺纹通槽（27）、滑槽（28）。

5.根据权利要求3所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述第二螺杆（25）和导杆（26）的末端均设有防脱块（29）。

6.根据权利要求1所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述作用组件包括固定在第二滑块（37）上、下两端的楔形块（30）和U型夹（31），所述楔形块（30）的斜面一端、U型夹（31）的开口一端均沿第二螺杆（25）的中轴线指向指向第二双头电机（19），所述楔形块（30）的宽度等于轨道槽（3）的宽度，所述U型夹（31）的宽度大于等于轨道槽（3）的宽度。

7.根据权利要求6所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述楔形块（30）的斜面均开设有安装槽（32），所述安装槽（32）中均设有电磁铁（33），所述电磁铁（33）由外部电源供电且由外部控制器控制。

8.根据权利要求6所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述U型夹（31）的内侧壁均开设有容置槽（34），所述容置槽（34）中均设有电动气囊（35），所述电动气囊（35）有外部气泵控制。

9.根据权利要求8所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述电动气囊（35）表面包覆有一层防割层（36）。

10.根据权利要求1所述的一种轮对转盘，其特征在于，所述驱动电机（21）的数量至少为2个。

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