CN112663411A - 一种悬挂式轨道梁无缝对接机构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种悬挂式轨道梁无缝对接机构。其包括插接在相邻两段天梁之间的调节梁，沿水平方向连接在天梁与调节梁之间的导向机构，以及运动机构。本申请中通过运动机构将相邻两段天梁端部之间因热胀冷缩而产生的沿天梁长度方向上的相对位移转化为调节梁在天梁高度方向上的位移，从而驱动调节梁在相邻两段天梁受热膨胀时向外松脱，驱动调节梁在相邻两段天梁受冷收缩时向内插入，从而保证天梁之间无缝对接，并能够自动弥补热涨冷缩引起的缝隙变化。

Description

一种悬挂式轨道梁无缝对接机构

技术领域

本申请涉及轨道设备技术领域，具体而言涉及一种悬挂式轨道梁无缝对接机构。

背景技术

中国专利cn109056431A和专利cn109131370A公开了一种悬挂式永磁磁浮轨道交通系统和机械结构。其所提供的是一种新型中低速磁浮交通系统，包括立柱、天梁、悬浮系统、直线电机、导向系统、转向架、轿厢，天梁截面呈倒“U”型，立柱立于地面上，天梁两端安装有“扁梁”，扁梁直接架落在立柱上，并将天梁悬挂于10米左右的高空，转向架上安装的导向轮沿天梁内壁运动，通过一段一段的天梁的铺设，从而构成了磁浮列车的运行轨迹。

上述专利（中国专利申请 109056431A、和专利申请109131370A）公布的悬挂式磁悬浮轨道交通系统和机械结构，具备节能环保等特点，可缓解城市的交通拥堵问题，是一种新型交通系统。其天梁与立柱采用简支梁连接方式，由于考虑温度应力的影响，两天梁之间需要留有一定的间隙。但两段天梁之间连接处所设置的上述间隙会造成以下问题：

1、天梁之间有间隙，天梁无法实现无缝对接；

2、由于安装误差，缝隙前后两边的两天梁的侧面无法保证完全处于同一个平面内，两者之间通常在安装完成后会形成一个台阶。

上述两个因素的影响下，轨道车辆的导向轮通过两端梁之间的间隙时会在天梁端部引起较大冲击，严重影响车辆运行的平稳性。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种悬挂式轨道梁无缝对接机构，本申请可消除轨道梁结构件热胀冷缩所引起的变化，使得轨道中相邻两段天梁之间能够做到无缝对接，从而改善车辆通过时对天梁结构的冲击，保证车辆能够沿轨道平稳运行。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种悬挂式轨道梁无缝对接机构，其包括：调节梁，其插接在相邻两段天梁之间，所述调节梁的端面与天梁的端部贴合；导向机构，其两端设置有导柱，所述导柱分别与相邻两段天梁的端部固定连接，两个导柱之间连接有滑动导块，所述滑动导块与调节梁固定连接，所述导柱在所述相邻两段天梁伸缩变形时在所述滑动导块内相对移动；运动机构，其同时连接相邻两段天梁以及相邻两段天梁之间所设置的调节梁和导向机构，用于在所述相邻两段天梁伸缩变形时，将相邻两段天梁端部之间沿天梁长度方向的位移转化为调节梁沿天梁高度方向上的位移，驱动调节梁在相邻两段天梁受热膨胀时向外松脱，驱动调节梁在相邻两段天梁受冷收缩时向内插入。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述天梁通过扁梁架设在立柱上，悬挂在空中；每一段所述天梁的前后两端面均分别设置为具有倾斜角度；所述调节梁的前后两端面插接在相邻两段天梁之间，并且，所述调节梁的前后两端面分别具有与天梁端面互补的倾斜角度，所述调节梁的高度不低于所述天梁的高度。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述导向机构包括：导柱支座，其固定安装在天梁的外侧端部，其中间设置有沿天梁高度方向的贯通的安装孔；导柱，其连接在所述导柱支座的安装孔内；滑动导块，两端分别沿其长度方向设置有用于容纳导柱的腰型槽，所述导柱在所述相邻两段天梁伸缩变形时在所述腰型槽相对移动，所述滑动导块的中间还设置有螺柱，所述螺柱的外侧端部与滑动导块固定连接，所述螺柱的内侧端部抵接在调节梁的侧壁外表面，用于限制所述调节梁的侧壁与该调节梁前后相邻的两段天梁的侧壁位于同一平面。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述调节梁的侧壁外表面设置有凸缘；所述运动机构与调节梁之间通过顶杆连接，所述顶杆的顶部与所述凸缘固定连接，所述顶杆的中部与调节梁固定连接。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述运动机构还包括：推杆，其设置在相邻两段天梁之间，所述推杆的固定端与其中第一段天梁的侧壁外表面固定连接，所述推杆的驱动端延伸至第二段天梁的侧壁外；杠杆，其中部与第二段天梁的侧壁转动连接，所述推杆的驱动端与所述杠杆的自由端抵接；连杆，其转动连接在杠杆的从动端和顶杆的底部之间；复位机构，其连接在所述第二段天梁的侧壁与所述连杆之间，用于在相邻两段天梁受冷收缩时驱动所述连杆复位，通过连杆所连接的顶杆驱动滑动导块带动调节梁向内插入相邻两段天梁之间的间隙。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述复位机构为伸缩弹簧，其底端固定安装在第二段天梁的侧壁底部，其顶端铰链连接在所述连杆与杠杆之间。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述推杆的驱动端设置为球头型结构，并与所述杠杆的侧面自由接触；所述杠杆的中部设置有转轴，所述转轴安装在第二段天梁的侧壁上，所述转轴位于推杆的驱动端与伸缩弹簧的顶端之间。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述导柱、导柱支座的安装孔以及顶杆相互平行；所述推杆沿天梁的侧壁表面设置为垂直于所述顶杆。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述导柱支座和导柱的刚度大于所述滑动导块的刚度。

可选的，如上任一所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其中，所述导向机构和所述运动机构同时设置在调节梁的两侧。

有益效果

本申请所提供的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其通过运动机构将相邻两段天梁端部之间因热胀冷缩而产生的沿天梁长度方向上的相对位移转化为调节梁沿天梁高度方向上的位移，从而驱动调节梁在相邻两段天梁受热膨胀时向外松脱以减小调节梁所占插接缝隙的大小，为天梁结构长度上尺寸的增加提供空间；驱动调节梁在相邻两段天梁受冷收缩时向内插入以增加调节梁所占插接缝隙的大小，填充天梁结构长度上尺寸缩短所产生的间隙。本申请能够保证天梁之间无缝对接，并能够自动弥补热涨冷缩引起的缝隙变化。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为本发明实施例机构天梁收缩状态时二维示意图；

图2为本发明实施例机构天梁膨胀状态时二维示意图；

图3为本发明实施例机构三维示意图；

图4为调节梁三维结构示意图

图5为滑动导块三维结构示意图

其中：1：天梁、2：扁梁、3：调节梁、4：顶杆、5：导柱、6:导柱支座、7：滑动导块、8：伸缩弹簧、9：连杆、10：杠杆、11：推杆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于悬挂式轨道系统本身而言，由扁梁指向天梁开口内部的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本申请中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对悬挂式轨道系统中轨道车辆的前进方向时，由轨道车辆指向天梁顶部的方向即为上，反之即为下，而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“前、后”的含义指的是使用者正对悬挂式轨道系统中轨道车辆的前进方向时，使用者的前方即为前，反之即为后。

图1为根据本申请的一种悬挂式轨道梁无缝对接机构，用于对通过扁梁2架设在立柱上，以悬挂在空中的天梁进行连接。所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构用于补偿天梁的热胀冷缩，其结构包括：

调节梁3，其插接在相邻两段天梁1之间，所述调节梁3的端面与天梁1的端部贴合；

导向机构，其两端设置有导柱5，所述导柱5分别与相邻两段天梁1的端部固定连接，两个导柱5之间连接有滑动导块7，所述滑动导块7与调节梁3固定连接，所述导柱5在所述相邻两段天梁1伸缩变形时在所述滑动导块7内相对移动；

运动机构，其同时连接相邻两段天梁1以及相邻两段天梁1之间所设置的调节梁3和导向机构，用于在所述相邻两段天梁1伸缩变形时，将相邻两段天梁1端部之间的沿天梁长度方向上的相对位移转化为调节梁3在天梁高度方向上的位移，驱动调节梁3在相邻两段天梁1受热膨胀时向外松脱，驱动调节梁3在相邻两段天梁1受冷收缩时向内插入；

该无缝对接机构能够自动地驱动调节梁在相邻两段天梁受热膨胀时向外松脱以减小调节梁所占插接缝隙的大小，为天梁结构长度上尺寸的增加提供空间；驱动调节梁在相邻两段天梁受冷收缩时向内插入以增加调节梁所占插接缝隙的大小，填充天梁结构长度上尺寸缩短所产生的间隙。本申请能够：

（1）、调节梁为一段活动梁，外形尺寸小，重量轻，方便安装调试；

（2）、安装调节梁后，可保证调节梁壁面与天梁侧壁面对齐，消除了连接处的台阶；

（3）、安装调节梁后，天梁与调节梁通过端部斜面可实现无缝对接，并自动弥补热涨冷缩引起的缝隙变化；

（4）通过消除天梁连接处的台阶和缝隙，可消除磁浮列车过接缝时的冲击，保证了列车运行的平稳性。

具体参考图2所示，本申请的悬挂式轨道梁中，每一段所述天梁1的前后两端面均分别设置为具有倾斜角度；所述调节梁3的前后两端面插接在相邻两段天梁1之间，并且，配合于该角度，所述调节梁3的前后两端面分别具有与天梁1端面互补的倾斜角度，所述调节梁3的高度不低于所述天梁1的高度，以通过调节梁3的上下移动调节天梁端部之间的间隙大小以配合天梁的伸缩实现无缝对接。

该无缝对接机构中具体所采用的导向机构包括：

导柱支座6，其固定安装在天梁1的外侧端部，其中间设置有沿天梁1高度方向的贯通的安装孔；

导柱5，其连接在所述导柱支座6的安装孔内；

滑动导块7，两端分别沿其长度方向设置有用于容纳导柱5的腰型槽，所述导柱5在所述相邻两段天梁1伸缩变形时在所述腰型槽相对移动，所述滑动导块7的中间还设置有螺柱，所述螺柱的外侧端部与滑动导块7固定连接，所述螺柱的内侧端部抵接在调节梁3的侧壁外表面，用于限制所述调节梁3的侧壁与该调节梁3前后相邻的两段天梁1的侧壁位于同一平面。

本申请的调节梁3的侧壁外表面还设置有图4所示的凸缘；所述运动机构与调节梁3之间通过顶杆4连接，所述顶杆4的顶部与所述凸缘固定连接，所述顶杆4的中部与调节梁3固定连接。该无缝对接机构中具体所采用的运动机构还包括：

推杆11，其设置在相邻两段天梁1之间，所述推杆11的固定端与其中第一段天梁的侧壁外表面固定连接，所述推杆11的驱动端延伸至第二段天梁的侧壁外；

杠杆10，其中部与第二段天梁的侧壁转动连接，所述推杆11的驱动端与所述杠杆10的自由端抵接；

连杆9，其转动连接在杠杆10的从动端和顶杆4的底部之间；

复位机构，其连接在所述第二段天梁的侧壁与所述连杆9之间，用于在相邻两段天梁1受冷收缩时驱动所述连杆9复位，通过连杆9所连接的顶杆4驱动滑动导块7带动调节梁3向内插入相邻两段天梁1之间的间隙。

由此，本申请通过推杆随着天梁的热胀冷缩在水平面内前后运动，可实现推杆的垂直上下运动，从而实现调节梁的上下运动，自动填充天梁之间间隙。本申请的悬挂轨道梁对接机构，结构简单、安装维护方便、安全可靠，能消除轨道梁在温度应力作用下引起的间隙变化，以及天梁侧面不平而产生的台阶。由此，本申请能够消除导向轮通过接缝时的产生的冲击，保证列车运行的平稳性。

在其他更为具体的实现方式下，本申请还可以直接通过伸缩弹簧8实现上述运动机构中的复位机构。所述伸缩弹簧8的底端可固定安装在第二段天梁的侧壁底部，所述伸缩弹簧8的顶端可铰链连接在所述连杆9与杠杆10之间。由此，杠杆10中部所设置的转轴可将杠杆10以可转动的方式安装在第二段天梁的侧壁上。为通过推杆的水平移动驱动杠杆结构旋转而带动连杆上下移动，该杠杆的转轴可具体设置在推杆11的驱动端与伸缩弹簧8的顶端之间。

由此，下面以图3所示的水平方向架设的悬挂式轨道系统说明本申请中无缝对接机构的工作原理。

该悬挂式轨道系统在天梁两端焊接有“扁梁”，通过扁梁2将天梁1架在立柱上，从而将天梁1悬挂在高空。扁梁2可以在立柱上产生水平位移，随着热胀冷缩效应，天梁1可在水平方向伸缩移动，天梁1两端开有斜面，调节梁3两端也开有斜面，并与天梁1所开斜面角度相同；调节梁3高度要比天梁1高度要高，且调节梁3的厚度与天梁1厚度相同，安装时，两者斜面对齐贴合；调节梁3上部加工有一凸缘，凸缘上开有螺栓孔用于顶杆4与调节梁3连接。随着热胀冷缩效应，天梁可在水平方向伸缩移动。

推杆11一端为方形，一端为圆柱形，固定在天梁1下部，推杆11圆柱形的头部加工成球状，并伸出与杠杆10进行自由接触；杠杆10中部与天梁进行可转动连接，另一端部与连杆9进行铰链连接；

连杆9两端分别与杠杆10和顶杆4进行铰链连接；顶杆4中部固定在滑动导块7上。由此，当推杆随着天梁的热胀冷缩在水平面内左右移动时，推杆会推动杠杆进行转动，杠杆会带动连杆转动，连杆会驱动推杆的垂直上下运动，从而实现调节梁的上下运动。

导柱支座6通过螺丝固定在天梁1上，在天梁1上呈上下布置两个，保证垂直，并在两段天梁1上呈对称布置，导柱5固定在导柱支座6上，通过调节导柱支座6保证两根导柱5在同一水平面内且平行。加工制作的导柱支座6和导柱5具有较大刚度。轨道车辆通过调节梁3的过程中，由于所述导柱支座6和导柱5的刚度大于所述滑动导块7的刚度，因而，轨道车辆的导向轮通过调节梁的瞬时，导向轮对调节梁3向外的撑力会最终作用在导柱5和导柱支座6上，由于导柱5和导柱支座6两者具有较大的刚度从而不会引起变形；

如图5所示，滑动导块7，两端开有腰型槽，腰型槽大小与导柱5直径相同，滑动导块7通过螺柱固定在调节梁3上，当滑动导块7和导柱5安装好以后，通过调节滑动导块7上的螺柱，可在纵向方向上调整调节梁3的位置使其与天梁1处于同一平面；而通过腰型槽，可设置滑动导块可以沿导柱上下运动，导柱也可以沿滑动导块左右运动，但导柱与滑动导块被限制了纵向相对运动。

伸缩弹簧8两端通过铰链连接，一端固定在连杆9上，一端固定在天梁1下部，连杆9、杠杆10和伸缩弹簧8三者的一端铰接在一起；推杆11和伸缩弹簧8分别是固定在两个天梁上；伸缩弹簧8始终都有一定拉力，可保证推杆11和杠杆10始终接触，并设置推杆和伸缩弹簧分别固定在两个天梁上。当天梁受热膨胀伸长时，在杠杆逆时针转动过程中，弹簧继续受拉伸长；反之，当天梁受冷收缩时，推杆会后退，在弹簧力的作用下杠杆具有顺时针转动的趋势。由此，当推杆11随着天梁1的热胀冷缩在水平面内左右移动时，可实现推杆11的垂直上下运动，从而实现调节梁3的上下运动。本申请可设置推杆产生的水平位移与调节梁产生的垂直位移成三角函数关系，由此，可始终保证天梁斜面与调节梁斜面对齐。

具体过程如图2所示，当天梁1受热膨胀伸长时，推杆11和杠杆10相向移动，在推杆11的作用下，杠杆10绕中部逆时针转动，带动连杆9运动，并拉长伸缩弹簧8，连杆9运动带动顶杆4向上运动，此时滑动导块7向上运动，两根导柱5在滑动导块7的腰型槽内也有一个相向运动，相对距离缩小，由于顶杆4与调节梁3连接，从而带动调节梁3向上运动，推杆11的水平位移与顶杆4的垂直位移满足直角函数关系，从而可保证调节梁3与天梁1的斜面始终对齐。

如图1所示，当天梁1受冷收缩时，在调节梁3重力作用和伸缩弹簧8的拉力作用下，推杆11和杠杆10背向移动，杠杆10绕中部顺时针转动，引起连杆9运动，从而带动顶杆4向下运动，此时滑动导块7向下运动，导柱5在滑动导块7腰型槽内有一个背向运动，相对距离增大，由于顶杆4与调节梁3连接，从而带动调节梁3向下运动，推杆11的水平位移与顶杆4的垂直位移满足直角函数关系，从而可保证调节梁3与天梁1的斜面始终对齐。

以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，包括：

调节梁（3），其插接在相邻两段天梁（1）之间，所述调节梁（3）的端面与天梁（1）的端部贴合；

导向机构，其两端设置有导柱（5），所述导柱（5）分别与相邻两段天梁（1）的端部固定连接，两个导柱（5）之间连接有滑动导块（7），所述滑动导块（7）与调节梁（3）固定连接，所述导柱（5）在所述相邻两段天梁（1）伸缩变形时在所述滑动导块（7）内相对移动；

运动机构，其同时连接相邻两段天梁（1）以及相邻两段天梁（1）之间所设置的调节梁（3）和导向机构，用于在所述相邻两段天梁（1）伸缩变形时，将相邻两段天梁（1）端部之间沿天梁长度方向的位移转化为调节梁（3）沿天梁高度方向上的位移，驱动调节梁（3）在相邻两段天梁（1）受热膨胀时向外松脱，驱动调节梁（3）在相邻两段天梁（1）受冷收缩时向内插入。

2.如权利要求1所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述天梁（1）通过扁梁（2）架设在立柱上，悬挂在空中；

每一段所述天梁（1）的前后两端面均分别设置为具有倾斜角度；

所述调节梁（3）的前后两端面插接在相邻两段天梁（1）之间，并且，所述调节梁（3）的前后两端面分别具有与天梁（1）端面互补的倾斜角度，所述调节梁（3）的高度不低于所述天梁（1）的高度。

3.如权利要求2所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述导向机构包括：

导柱支座（6），其固定安装在天梁（1）的外侧端部，其中间设置有沿天梁（1）高度方向的贯通的安装孔；

导柱（5），其连接在所述导柱支座（6）的安装孔内；

滑动导块（7），两端分别沿其长度方向设置有用于容纳导柱（5）的腰型槽，所述导柱（5）在所述相邻两段天梁（1）伸缩变形时在所述腰型槽相对移动，所述滑动导块（7）的中间还设置有螺柱，所述螺柱的外侧端部与滑动导块（7）固定连接，所述螺柱的内侧端部抵接在调节梁（3）的侧壁外表面，用于限制所述调节梁（3）的侧壁与该调节梁（3）前后相邻的两段天梁（1）的侧壁位于同一平面。

4.如权利要求1所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述调节梁（3）的侧壁外表面设置有凸缘；

所述运动机构与调节梁（3）之间通过顶杆（4）连接，所述顶杆（4）的顶部与所述凸缘固定连接，所述顶杆（4）的中部与调节梁（3）固定连接。

5.如权利要求4所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述运动机构还包括：

推杆（11），其设置在相邻两段天梁（1）之间，所述推杆（11）的固定端与其中第一段天梁的侧壁外表面固定连接，所述推杆（11）的驱动端延伸至第二段天梁的侧壁外；

杠杆（10），其中部与第二段天梁的侧壁转动连接，所述推杆（11）的驱动端与所述杠杆（10）的自由端抵接；

连杆（9），其转动连接在杠杆（10）的从动端和顶杆（4）的底部之间；

复位机构，其连接在所述第二段天梁的侧壁与所述连杆（9）之间，用于在相邻两段天梁（1）受冷收缩时驱动所述连杆（9）复位，通过连杆（9）所连接的顶杆（4）驱动滑动导块（7）带动调节梁（3）向内插入相邻两段天梁（1）之间的间隙。

6.如权利要求5所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述复位机构为伸缩弹簧（8），其底端固定安装在第二段天梁的侧壁底部，其顶端铰链连接在所述连杆（9）与杠杆（10）之间。

7.如权利要求6所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述推杆（11）的驱动端设置为球头型结构，并与所述杠杆（10）的侧面自由接触；

所述杠杆（10）的中部设置有转轴，所述转轴安装在第二段天梁的侧壁上，所述转轴位于推杆（11）的驱动端与伸缩弹簧（8）的顶端之间。

8.如权利要求5所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述导柱（5）、导柱支座（6）的安装孔以及顶杆（4）相互平行；

所述推杆（11）沿天梁的侧壁表面设置为垂直于所述顶杆（4）。

9.如权利要求5所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述导柱支座（6）和导柱（5）的刚度大于所述滑动导块（7）的刚度。

10.如权利要求1所述的悬挂式轨道梁无缝对接机构，其特征在于，所述导向机构和所述运动机构同时设置在调节梁的两侧。

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