CN112849164A - 轨道梁及轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种轨道梁及轨道交通系统。该轨道梁包括轨道梁本体和齿轨，齿轨至少部分设置于轨道梁本体的坡度段，且齿轨沿轨道梁本体的沿长度方向可移动地设置于轨道梁本体，以用于与转向架上的齿轮啮合。由于齿轨是可移动地设置于轨道梁本体上，当齿轮和齿轨初始啮合时，齿轮在啮合入齿轨时，由于齿轮和齿轨之间的相互作用力，可促齿轨进行相应地位移调整，从而保证齿轮能顺利与齿轨进行自适应啮合。只要齿轮上有一个齿与齿轨正确啮合，从而就能够保证齿轮上的其余的齿与齿轨的正确啮合。因此，能够通过齿轨的自适应调整来缓冲初始啮合时可能产生的冲击，保证齿轮和齿轨的正确啮合，从而保证能够有效地提高车辆的爬坡能力。

Description

轨道梁及轨道交通系统

技术领域

本公开涉及轨道交通技术领域，具体地，涉及一种轨道梁及轨道交通系统。

背景技术

齿轨铁路是一种登山铁路。一般铁路可以攀爬的斜坡坡度约为4％至6％，期间亦可越过短的9％路段。齿轨铁路在普通路轨中间的轨枕上，另外放置一条轨道车辆专用的齿轨。行走齿轨铁路的轨道车辆，配备了一个或多个齿轮，与齿轨啮合行走。这样轨道车辆便能克服黏着力不足的问题，使得轨道车辆能够爬上坡度达48％的陡峭斜坡。

当轨道车辆进入坡度段，齿轮与齿条初始啮合时，由于相对位置的不确定，齿轮会与齿轨发生碰撞，损伤齿轮或齿轨，甚至可能会出现齿顶对齿顶无法啮合的情况。

发明内容

本公开的目的是提供一种轨道梁及应用该轨道梁的轨道交通系统，该轨道梁能够提高轨道车辆的爬坡能力，且能够缓冲车辆爬坡时转向架与轨道梁之间的冲击。

为了实现上述目的，本公开提供一种轨道梁，其包括轨道梁本体和齿轨，所述齿轨至少部分设置于所述轨道梁本体的坡度段，且所述齿轨沿所述轨道梁本体的长度方向可移动地设置于所述轨道梁本体，以用于与车辆的转向架上的齿轮啮合。

可选地，所述轨道梁还包括弹性件，所述弹性件两端分别与所述齿轨和所述轨道梁本体连接，所述齿轨移动时压缩或拉伸所述弹性件。

可选地，所述轨道梁本体的顶面设置有沿长度方向延伸的导向槽，所述齿轨可移动地与所述导向槽配合。

可选地，所述轨道梁还包括锁止机构，所述锁止机构包括锁止件和驱动机构，所述齿轨的长度方向的端壁与所述轨道梁本体的端壁之间具有浮动间隙，所述驱动机构用于驱动所述锁止件移动，以使所述锁止件能够进入所述浮动间隙。

可选地，所述锁止件上设置有第一抵顶斜面，所述齿轨上设置有与所述抵顶斜面相对应的第二抵顶斜面，所述第一抵顶斜面用于与所述第二抵顶斜面配合。

可选地，所述轨道梁还包括检测控制装置，所述检测控制装置包括控制器和传感器，所述控制器分别与所述传感器和所述驱动机构电连接，所述齿轨包括依次设置的第一齿和第二齿，所述第一齿设置于所述齿轨的端部且用于最先与所述齿轮啮合，所述传感器用于获取所述齿轮完全啮合入所述第一齿和所述第二齿之间的啮合信号，所述控制器用于接收所述啮合信号后启动所述驱动机构。

可选地，所述齿轨包括多个过渡齿和多个等高齿，多个所述过渡齿间隔设置于所述齿轨的下端部，在所述齿轨的下端部向所述齿轨的上端部延伸的方向上，多个所述过渡齿的齿顶高度依次升高，所述等高齿的齿顶高度均大于所述过渡齿的齿顶高度。

可选地，至少所述过渡齿的齿顶表面为弧形表面。

在上述技术方案中，在车辆爬坡时，当齿轮和齿轨初始啮合，齿轮在啮合入齿轨时，由于齿轮和齿轨之间的相互作用力，可促齿轨进行相应地位移调整，从而保证齿轮能顺利与齿轨进行自适应啮合。只要齿轮上有一个齿与齿轨正确啮合，从而就能够保证齿轮上的其余的齿与齿轨的正确啮合。因此，能够通过齿轨的自适应调整来缓冲初始啮合时可能产生的冲击，保证齿轮和齿轨的正确啮合，从而保证能够有效地提高车辆的爬坡能力。

根据本公开的另一方面还提供了一种轨道交通系统，其包括车辆和上述的轨道梁，所述车辆包括转向架和设置在所述转向架上的车体，所述转向架用于带动所述车体沿所述轨道梁本体行走，所述转向架包括齿轮，所述齿轮用于与所述齿轨啮合。

可选地，所述转向架还包括用于沿所述轨道梁本体的顶面行走的走形轮，所述走形轮与所述齿轮同轴连接。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的轨道交通系统的沿垂直于轨道梁本体的长度方向的横截面结构原理示意图；

图2是图1中I处的局部放大示意图；

图3是本公开一种实施方式的轨道交通系统的沿平行于轨道梁本体的长度方向的横截面结构原理示意图；

图4是图3中II处的局部放大示意图；

图5是本公开一种实施方式的轨道梁的侧视的结构原理示意图；

图6是本公开一种实施方式的轨道交通系统的沿垂直于轨道梁本体的长度方向的横截面结构原理示意图，其中示出了车体。

附图标记说明

100-单轨交通系统；10-转向架；11-走形轮；111-轮毂；112-轮胎；12-齿轮；20-轨道梁；21-轨道梁本体；211-轨道梁本体的端壁；22-齿轨；221-第二抵顶斜面；222-齿轨的端壁；23-弹性件；24-锁止机构；241-锁止件；2411-第一抵顶斜面；242-驱动机构；25-浮动间隙；261-第一齿；262-第二齿；263-第三齿；30-传感器；41-导向轮；42-构架；43-安全轮；44-动力总成；45-悬挂；46-制动系统；50-车体。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常指的是处于使用状态的轨道梁20的“上、下”的方向，“左、右”指的是轨道梁本体21的宽度方向的左右，具体可参考图1所示的图面方向。“长度方向”包括方向相反的两个方向，具体可参照图3中所示的图面方向。“内、外”是指相关零部件轮廓的内、外。此外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

根据本公开中提供了一种轨道梁20及应用该轨道梁20的轨道交通系统，能够保证齿轮12和齿轨22之间的准确啮合，从而增加轨道车辆的爬坡能力。

如图1-6所示，在本公开中提供了一种轨道交通系统，其包括车辆和轨道梁20。该车辆包括转向架10和设置于转向架10上的车体50。转向架10用于带动车体50沿轨道梁本体21行走，转向架10包括齿轮12。轨道梁20包括轨道梁本体21和齿轨22，齿轨22至少部分设置于轨道梁本体21的坡度段，齿轨22沿轨道梁本体21的长度方向可移动地设置于轨道梁本体21，以用于与车辆的转向架10上的齿轮12啮合。

在本公开中的轨道交通系统，既可以是单轨交通系统100也可以是双轨交通系统。以下以单轨交通系统100为例进行说明。

在现有技术中，当齿轮12和齿轨22初始啮合时，由于齿轮12上的齿不一定正好能够进入齿轨22上的齿之间，可能会出现齿轮12上的齿撞击到齿轨22上的齿的情况，出现较大的撞击，甚至出现无法啮合的现象。

在本公开中，由于齿轨22是可移动地设置于轨道梁本体21上，当齿轮12和齿轨22初始啮合时，齿轮12在啮合入齿轨22时，由于齿轮12和齿轨22之间的相互作用力，可促齿轨22进行相应地位移调整，从而保证齿轮12能顺利与齿轨22进行自适应啮合。只要齿轮12上有一个齿与齿轨22正确啮合，从而就能够保证齿轮12上的其余的齿与齿轨22的正确啮合。因此，能够通过齿轨22的自适应调整来缓冲初始啮合时可能产生的冲击，保证齿轮12和齿轨22的正确啮合，从而保证能够有效地提高车辆的爬坡能力。

在线路坡度大于120‰时，转向架10上的齿轮12与齿轨22进行啮合驱动可以获得较大的爬坡能力。具体可结合线路坡度需求进行选择是否设置齿轨22。坡度低于120‰时，可不敷设齿轨22，通过走形轮11的轮胎112与轨道梁本体21的顶面产生的摩擦驱动车辆行驶。当坡度大于120‰时，敷设齿轨22，使其与齿轮12啮合传动，为车辆提供更大的驱动力，通过走形轮11与齿轮12共同驱动车辆行驶，增大车辆的爬坡能力。

为了进一步地缓冲初始啮合时的冲击，轨道梁20还包括弹性件23，弹性件23两端分别与齿轨22和轨道梁本体21连接，齿轨22移动时压缩或拉伸弹性件23。

由于设置了弹性件23，齿轨22在移动时会压缩或拉伸弹性件23，以缓冲齿轮12与齿轨22啮合时的冲击，减小噪音，也减小了齿轮12与齿轨22上的齿牙可能产生的损伤，同时，也避免了齿轨22在移动时会与轨道梁本体21产生猛烈的撞击。

在本公开中对弹性件23的具体结构不作限制，可以是弹簧、弹性硅胶件、弹性橡胶件、弹片或者其他弹性机构。优选地，弹性件23为压簧。

在本公开中，对弹性件23的具体设置位置不作限制，只要弹性件23的一端与齿轨22固定连接，另一端与轨道梁本体21固定连接，且齿轨22在运动时能够使弹性件23发生形变即可。

在一种实施方式中，如图3所示，弹性件23夹设于齿轨22的长度方向的端壁222与轨道梁本体21的端壁211之间。这样可以有效缓冲齿轨22的移动，避免齿轨22突然出现过大的位移，同时也能够有效防止齿轨22的端壁222与轨道梁本体21的端壁211之间的撞击。进一步地，齿轨22的端壁222与轨道梁本体21的端壁211的相对应地位置上分别设置有用于容纳弹性件23的容纳槽。

为了对齿轨22沿长度方向的移动进行导向，在一种实施方式中，轨道梁本体21的顶面设置有沿长度方向延伸的导向槽(图中未示出)，齿轨22可移动地与导向槽配合。在齿轮12与齿轨22初始啮合时，齿轨22可沿导向槽前后滑动，从而保证齿轮12和齿轨22的准确啮合。而且，导向槽还能够限制齿轨22的沿左右方向的位置，从而保证齿轮12和齿轨22在左右方向上也能够更加准确地啮合。

可选地，齿轨22的齿根面与轨道梁本体21的上表面平齐。

在本公开一种实施方式中，为了将处于正确啮合位置的齿轨22进行锁止，如图3和图2所示，轨道梁20还包括锁止机构24。锁止机构24包括锁止件241和驱动机构242。齿轨22的长度方向的端壁222与轨道梁本体21的端壁211之间具有浮动间隙25。当齿轮12和齿轨22正确啮合后，驱动机构242驱动锁止件241移动，以使锁止件241能够进入浮动间隙25，从而使锁止件241抵顶于轨道梁本体21和齿轨22之间，阻止齿轨22在啮合时移动。因此能够保证齿轮12和齿轨22的重复啮合精度，使轨道车辆在行驶时具有足够的爬坡力。

进一步地，锁止件241上设置有第一抵顶斜面2411，齿轨22上设置有与抵顶斜面相对应的第二抵顶斜面221，第一抵顶斜面2411用于与第二抵顶斜面221配合。通过第一抵顶斜面2411和第二抵顶斜面221的配合，能够保证浮动间隙25的宽度发生变化后，锁止件241都能够插入浮动间隙25中，第一抵顶斜面2411始终能够与第二抵顶斜面221抵顶，从而保证锁止件241能够将齿轨22锁止于任何的适当的位置。

本公开对锁止件241的具体结构不作限制，可以根据需要进行设计，只要能够进入浮动间隙25中，抵顶于齿轨22和轨道梁本体21即可。可选地，在一种实施方式中，如图3和图4所示，锁止件241呈楔形块状结构。第二抵顶斜面221设置于齿轨22底部的顶角处。锁止件241和驱动机构242均设置于齿轨22的下方。当齿轨22和齿轮12正确啮合后，启动驱动机构242，带动楔形块向上运动，插入浮动间隙25内，并使得第一抵顶斜面2411抵顶于第二抵顶斜面221，锁止件241上与第一抵顶斜面2411背对设置的侧壁抵顶于轨道梁本体21的端壁211。

可以理解的是，在其他实施方式中，锁止件241也可以设置于齿轨22的左右方向的侧面，从侧面插入浮动间隙25中对齿轨22进行锁止。

进一步地，锁止件241上设置有导向块，轨道梁本体21上设置有与该导向块配合的滑槽，通过导向块与滑槽的配合来对锁止件241的移动进行导向，保证锁止件241运动的准确性。

为了进一步地保证齿轨22与齿轮12初始啮合时的准确啮合，齿轨22包括多个过渡齿261、262和多个等高齿263，多个过渡齿261、262间隔设置于齿轨22的下端部。在齿轨22的下端部向齿轨22的上端部延伸的方向上，多个过渡齿261、262的齿顶高度依次升高，等高齿263的齿顶高度均大于过渡齿261、262的齿顶高度。该齿轨22的上端部和下端部分别设置于轨道梁本体21的坡度段的坡顶和坡底。

具体地，齿轨22包括依次设置的第一齿261、第二齿262···第N齿。第一齿261设置于齿轨22的端部且最先与齿轮12啮合。上述过渡齿261、262至少包括第一齿261和第二齿262。从第一齿261到第N齿的齿顶高度依次升高，N≥2。第N齿以后的齿顶高度均相等，即为等高齿263。通过降低第一齿261到第N齿的齿顶高度，能够减小齿轨22与齿轨22上的齿的碰撞的概率，并能够使齿轨22上的齿更容易啮合进入齿轨22上的齿之间。

在本公开中对N的具体取值不作限制，可以根据实际需要设置。在一种实施方式中，如图3-5所示，N为3。第一齿261、第二齿262和第三齿263的高度依次升高，具体地，依次增高5mm。

为了使齿轮12能够顺利滑入齿轨22的齿间距之间与其准确啮合，在一种实施方式中，至少第一齿261的齿顶表面为弧形表面。

第一齿261是齿轨22上与齿轮12最先接触的齿牙，由于第一齿261的齿顶表面具有光滑的弧形表面，齿轮12能顺利滑入齿轨22中，避免齿轨22的齿顶与齿轮12的齿顶正好相对的现象。既可保证齿轮12和齿轨22啮合的顺畅又能降低二者接触时的冲击，提高了行车的平稳性和舒适性。

可选的，第二齿262的齿顶表面也为弧形表面，从而可以进一步地使齿轮12顺利滑入齿轨22的齿间距之间。

在本公开一种实施方式中，如图2和图5所示，轨道梁20还包括检测控制装置。检测控制装置包括控制器和传感器30。控制器分别与传感器30和驱动机构242电连接。齿轨22包括依次设置的第一齿261和第二齿262，第一齿261设置于齿轨22的端部且用于最先与齿轮12啮合。传感器30用于获取齿轮12完全啮合入第一齿261和第二齿262之间的啮合信号，控制器用于接收啮合信号后启动驱动机构242。

在本公开中对传感器30的具体类型及其型号不作限制，只要能够检测出齿轮12与齿轨22完全啮合的信号即可。例如可以是位置传感器30，检测齿轮12的齿顶与齿轨22上相应位置的齿根之间的距离。或者是接近传感器30，检测齿轮12的齿顶的位置是否处于完全啮合状态。

具体控制过程为：当齿轮12与齿轨22完全啮合后，传感器30检测到此啮合信号，并将啮合信号传递至控制器，控制器启动驱动机构242，驱动机构242将锁止件241推出，锁止件241插入浮动间隙25中，将齿轨22锁止，保证了齿轮12和齿轨22重复啮合精度，使车辆在行驶时足够的爬坡力。

根据本公开的另一方面，如图1和图6所示，还提供了一种轨道交通系统，其包括转向架10和轨道梁20。转向架10还包括用于沿轨道梁本体21的顶面行走的走形轮11，走形轮11与齿轮12同轴连接。

通过将走形轮11与齿轮12同轴连接，动力总成44在驱动走形轮11时，也同时带动齿轮12转动，无需额外为齿轮12增加驱动力，即可增加车辆的爬坡能力，降低了车辆的牵引控制及成本。

具体地，转向架10包括构架42。构架42的两侧均设置有悬挂45，通过悬挂45将转向架10与车体50连接。在本公开中转向架10包括一对走形轮11，采用双胎对称布置，齿轮12同轴设置于两个走形轮11之间。走形轮11包括配合的轮毂111和轮胎112。轮毂111上安装制动系统46，用于制动走形轮11。构架42下方的两侧均装有导向轮41和安全轮43，导向轮41和安全轮43均与轨道梁本体21的侧壁配合。导向轮41用于对转向架10的行走进行导向，安全轮43用于防止车体50发生侧翻。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种轨道梁，其特征在于，包括轨道梁本体(21)和齿轨(22)，所述齿轨(22)至少部分设置于所述轨道梁本体(21)的坡度段，且所述齿轨(22)沿所述轨道梁本体(21)的长度方向可移动，以用于与车辆的转向架(10)上的齿轮(12)啮合。

2.根据权利要求1所述的轨道梁，其特征在于，所述轨道梁(20)还包括弹性件(23)，所述弹性件(23)两端分别与所述齿轨(22)和所述轨道梁本体(21)连接，所述齿轨(22)移动时压缩或拉伸所述弹性件(23)。

3.根据权利要求1所述的轨道梁，其特征在于，所述轨道梁本体(21)的顶面设置有沿长度方向延伸的导向槽，所述齿轨(22)可移动地与所述导向槽配合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的轨道梁，其特征在于，所述轨道梁(20)还包括锁止机构(24)，所述锁止机构(24)包括锁止件(241)和驱动机构(242)，所述齿轨(22)的长度方向的端壁(222)与所述轨道梁本体(21)的端壁(211)之间具有浮动间隙(25)，所述驱动机构(242)用于驱动所述锁止件(241)移动，以使所述锁止件(241)能够进入所述浮动间隙(25)。

5.根据权利要求4所述的轨道梁，其特征在于，所述锁止件(241)上设置有第一抵顶斜面(2411)，所述齿轨(22)上设置有与所述抵顶斜面相对应的第二抵顶斜面(221)，所述第一抵顶斜面(2411)用于与所述第二抵顶斜面(221)配合。

6.根据权利要求4所述的轨道梁，其特征在于，所述轨道梁(20)还包括检测控制装置，所述检测控制装置包括控制器和传感器(30)，所述控制器分别与所述传感器(30)和所述驱动机构(242)电连接，所述齿轨(22)包括依次设置的第一齿(261)和第二齿(262)，所述第一齿(261)设置于所述齿轨(22)的端部且用于最先与所述齿轮(12)啮合，所述传感器(30)用于获取所述齿轮(12)准确啮合入所述第一齿(261)和所述第二齿(262)之间的啮合信号，所述控制器用于接收所述啮合信号后启动所述驱动机构(242)。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的轨道梁，其特征在于，所述齿轨(22)包括多个过渡齿(261、262)和多个等高齿(263)，多个所述过渡齿(261、262)间隔设置于所述齿轨(22)的下端部，在所述齿轨(22)的下端部向所述齿轨(22)的上端部延伸的方向上，多个所述过渡齿(261、262)的齿顶高度依次升高，所述等高齿(263)的齿顶高度均大于所述过渡齿(261、262)的齿顶高度。

8.根据权利要求7所述的轨道梁，其特征在于，所述过渡齿(261、262)的齿顶表面为弧形表面。

9.一种轨道交通系统，其特征在于，包括车辆和权利要求1-8中任一项所述的轨道梁(20)，所述车辆包括所述转向架(10)和设置在所述转向架(10)上的车体(50)，所述转向架(10)用于带动所述车体(50)沿所述轨道梁本体(21)行走，所述转向架(10)包括所述齿轮(12)，所述齿轮(12)用于与所述齿轨(22)啮合。

10.根据权利要求9所述的轨道交通系统，其特征在于，所述转向架(10)还包括用于沿所述轨道梁本体(21)的顶面行走的走形轮(11)，所述走形轮(11)与所述齿轮(12)同轴连接。

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