CN113215874A - 悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程，系统包括三个双滚轮式定位块、楔块式定位器I、楔块式定位器II和电控系统构成，定位与锁定通过双斜面、双球面滚轮与数控系统的配合作业实现。本发明能实现悬挂式货运三开道岔变线梁的精准定位和锁定，定位构件间为纯滚动摩擦，定位过程无磨损，满足悬挂式货运列车道岔的频繁变轨要求，且可靠性高、列车运行平稳。

Description

悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程

技术领域

本发明涉及一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程。

背景技术

悬挂式单轨交通系统主要特点是：通过车辆上部的走行部置于开口箱型轨道梁内车辆悬吊在轨道梁下方行驶。悬挂式单轨交通将地面交通移至空中，充分利用了城市空间，具有不易出轨，爬坡能力强，转弯半径小，噪音低，造价低，受天气影响小，可预制且施工工期短，占地少，可拆卸并重复使用等诸多优势。

悬挂式单轨交通系统一般用于客运，载荷小，平稳性要求高，故多为胶轮制式；而悬挂式货运单轨交通系统用于货运，载荷大，平稳性要求较低，故采用钢轮钢轨制式。

悬挂式货运单轨交通系统的道岔有二开、三开两种，道岔部分的变线转动开口箱型轨道梁一端与支撑立柱采用铰链连接，另一端设置变线驱动系统，即变线转动开口箱型轨道梁的变线是在变线驱动系统驱动下开口箱型轨道梁绕连接铰链旋转实现的；而道岔部分的钢轨采用整根结构，通过强制弹性变形的方法实现变线。

悬挂式货运三开道岔的变线开口箱型轨道梁具有三个工作位置，当变线开口箱型轨道梁转动到每一个工作位置后，必须对其进行精准定位并锁定，以保证道岔变线钢轨与固定钢轨的准确对接，从而减小车辆通过时的振动、噪音。

发明内容

根据上述提出的现有技术不能对变线开口箱型轨道梁进行精准定位并锁定的技术问题，而提供一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程。本发明能实现悬挂式货运三开道岔变线梁的精准定位和锁定，定位构件间为纯滚动摩擦，定位过程无磨损，满足悬挂式货运列车道岔的频繁变轨要求，且可靠性高、列车运行平稳。

本发明采用的技术手段如下：

一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，对变线单轨开口箱型轨道梁准确定位并锁定，包括：固定龙门横梁、变线单轨开口箱型轨道梁、三轨开口箱型轨道梁、3个间隔设置的双滚轮式定位块、楔块式定位器I、楔块式定位器II和电控系统，楔块式定位器I和楔块式定位器II均与电控系统电连接，3个双滚轮式定位块均固连在固定龙门横梁，位于中间的双滚轮式定位块与楔块式定位器I和楔块式定位器II相连，两个楔块式定位器均固连在变线单轨开口箱型轨道梁上；

所述双滚轮式定位块由球面滚子A、滚动轴承A、U形支承框架、滚动轴承B、支承轴A、球面滚子B、滚动轴承C、滚动轴承D和支承轴B组成；所述U形支承框架由两个矩形立板以及连接在两个矩形立板间的矩形底板构成，两个矩形立板上各设有两个圆柱形通孔，4个圆柱形通孔内分别安装滚动轴承A、滚动轴承B、滚动轴承C、滚动轴承D；所述支承轴A为由三段圆柱体构成的阶梯轴，中间轴段直径大于两端轴段直径，支承轴A的两端小轴直径段分别插入滚动轴承B、滚动轴承C的内环内孔，球面滚子B套入支承轴A的中间大直径轴段的中部并与之固连；所述支承轴B为由三段圆柱体构成的阶梯轴，中间轴段直径大于两端轴段直径，支承轴B的两端小轴直径段分别插入滚动轴承A、滚动轴承D的内环内孔，球面滚子A套入支承轴B的中间大直径轴段的中部并与之固连；球面滚子A和球面滚子B的外形尺寸完全相同，均为带有外球面的套筒；

所述楔块式定位器I由滚动导轨A、滚动导轨滑块A、立柱A、滚动导轨滑块B、轴承座A、滚动轴承E、伺服电机A、减速器A、滚动轴承F、轴丝杠A、螺母A和楔块A组成；所述立柱A为矩形构件，在其一侧面中间偏上位置固连滚动导轨A，滚动导轨A与立柱A的下表面平行；滚动导轨滑块A和滚动导轨滑块B均滑动安装在滚动导轨A上；立柱A上固连滚动导轨A的同一侧面的一端部固连有轴承座A；轴承座A上设有轴线与滚动导轨A平行的圆柱形通孔Ⅰ，圆柱形通孔Ⅰ内安装有滚动轴承E和滚动轴承F；轴丝杠A由直径不等的两个轴段构成，其大直径轴段为圆柱体，小直径轴段为丝杠；轴丝杠A的大直径轴段同时插入滚动轴承E和滚动轴承F的内环内孔且其端部与减速器A的输出轴固连；减速器A的壳体与轴承座A的侧面固连，伺服电机A的输出轴与减速器A的输入轴固连，伺服电机A的壳体与减速器A的壳体固连；楔块A的外轮廓为半梯形，即外轮廓的一侧面由两部分构成：平行于另一侧面的平面和与另一侧面构成一定角度的斜面；楔块A内设有阶梯状盲孔，大直径孔段在外；螺母A插入楔块A的大直径孔段并与之固连，螺母A与轴丝杠A的丝杠构成螺纹副；楔块A上与斜面相对的另一侧面与滚动导轨滑块A和滚动导轨滑块B固连；

所述楔块式定位器II由滚动导轨B、滚动导轨滑块C、立柱B、滚动导轨滑块D、轴承座B、滚动轴承G、伺服电机B、减速器B、滚动轴承H、轴丝杠B、螺母B和楔块B组成；所述立柱B为矩形构件，在其一侧面中间偏上位置固连滚动导轨B，滚动导轨B与立柱B的下表面平行；滚动导轨滑块C和滚动导轨滑块D均滑动安装在滚动导轨B上；立柱B上固连滚动导轨B的同一侧面的一端部固连有轴承座B；轴承座B上设有轴线与滚动导轨B平行的圆柱形通孔Ⅱ，圆柱形通孔Ⅱ内安装有滚动轴承G和滚动轴承H；轴丝杠B由直径不等的两个轴段构成，其大直径轴段为圆柱体，小直径轴段为丝杠；轴丝杠B的大直径轴段同时插入滚动轴承G和滚动轴承H的内环内孔且其端部与减速器B的输出轴固连；减速器B的壳体与轴承座B的侧面固连，伺服电机B的输出轴与减速器B的输入轴固连，伺服电机B的壳体与减速器B的壳体固连；楔块B的外轮廓为半梯形，即外轮廓的一侧面由两部分构成：平行于另一侧面的平面和与另一侧面构成一定角度的斜面；楔块B内设有阶梯状盲孔，大直径孔段在外；螺母B插入楔块B的大直径孔段并与之固连，螺母B与轴丝杠B的丝杠构成螺纹副；楔块B上与斜面相对的另一侧面与滚动导轨滑块C和滚动导轨滑块D固连。

进一步地，所述固定龙门横梁为具有倒U字形横截面的构件，由上横梁板、下横梁板以及连接在上横梁板和下横梁板间的立板构成，每个双滚轮式定位块上U形支承框架的一个矩形立板外侧面均固连在固定龙门横梁的下横梁板上表面，每个双滚轮式定位块的支承轴A和支承轴B均处于铅锤状态；

三个双滚轮式定位块中的其中一个双滚轮式定位块位于固定龙门横梁的中央位置，另两个分别位于固定龙门横梁的左右两侧；三个双滚轮式定位块的支承轴A和支承轴B的轴线位于以铰链b的轴线为中心线的同一个圆柱面上；

相邻两个双滚轮式定位块的支承轴A的轴线和支承轴B的轴线的对称面间夹角等于三开道岔变线角；位于中央位置的双滚轮式定位块的支承轴A的轴线和支承轴B的轴线的对称面与6个三开道岔钢轨d中的中间两个钢轨纵向对称面重合。

进一步地，所述楔块式定位器I的立柱A的底面和所述楔块式定位器II的立柱B的底面分别固连在变线单轨开口箱型轨道梁上表面端部的两侧；

楔块式定位器I和楔块式定位器II对称于变线单轨开口箱型轨道梁的纵向铅锤中心平面，且立柱A和立柱B距离变线单轨开口箱型轨道梁的纵向铅垂中心平面最远。

进一步地，所述楔块式定位器I的楔块A的斜面和所述楔块式定位器II的楔块B的斜面间最大距离大于位于中央位置的双滚轮式定位块的球面滚子B的球面外母线和球面滚子A的球面外母线的铅垂切平面间的距离，两个铅垂切平面彼此平行且距离最远；

楔块A的斜面和楔块B的斜面间最小距离小于位于中央位置的双滚轮式定位块的球面滚子B的球面外母线和球面滚子A的球面外母线的铅垂切平面间的距离，两个铅垂切平面彼此平行且距离最远。

进一步地，所述双滚轮式定位块的球面滚子B和球面滚子A的外球面直径为8000mm～11000mm。

进一步地，所述双滚轮式定位块的球面滚子B和球面滚子A的外球面均需淬火，淬火硬度大于HRC50。

进一步地，所述楔块式定位器I的楔块A的斜面和所述楔块式定位器II的楔块B的斜面的斜度均为1：5～1：15。

进一步地，所述楔块式定位器I的楔块A的斜面和所述楔块式定位器II的楔块B的斜面均需淬火，淬火硬度大于HRC50。

进一步地，所述伺服电机A和伺服电机B均内置绝对式编码器，伺服电机A和伺服电机B具有两种操作模式：自动和点动；伺服电机A和伺服电机B均与电控系统之间采用电连接。

本发明还提供了一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的工作过程，包括安装调试过程和工作过程；

所述安装调试过程包括如下步骤：

进行安装调试过程，获得变线单轨开口箱型轨道梁位于中位、左位、右位时的工作点；

S1、中位工作点设定；

S11、初始状态下为悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的定位锁定状态，首先，同时反向启动伺服电机A和伺服电机B，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B反向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向远离双滚轮式定位块的方向移动，直到楔块A、楔块B的位置不影响变线单轨开口箱型轨道梁的变线转动时，伺服电机A和伺服电机B制动；电控系统分别记录下此时伺服电机A内置绝对式编码器和伺服电机B内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为原点；

S12、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁到达居中位置，变线单轨开口箱型轨道梁对称于铰链的轴线，变线驱动系统为一种非自锁系统；

S13、正向启动伺服电机A和伺服电机B的点动操作模式，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B正向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向靠近双滚轮式定位块的方向移动，人工观察变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况，分别正向或反向点动伺服电机A和伺服电机B，在楔块A的斜面和楔块B的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A的斜面和楔块B的斜面与球面滚子B和球面滚子A完全贴合；电控系统分别记录下此时伺服电机A内置绝对式编码器和伺服电机B内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁位于中位时的工作点；

S2、左位工作点设定；

S21、同时反向启动伺服电机A和伺服电机B，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B反向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向远离双滚轮式定位块的方向移动，直到伺服电机A和伺服电机B的内置编码器到达设定原点，伺服电机A和伺服电机B制动；

S22、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁逆时针转动一个道岔变线角；

S23、正向启动伺服电机A和伺服电机B的点动操作模式，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B正向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向靠近双滚轮式定位块的方向移动，人工观察变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况，分别正向或反向点动伺服电机A和伺服电机B，在楔块A的斜面和楔块B的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A的斜面和楔块B的斜面与球面滚子B和球面滚子A完全贴合；电控系统分别记录下此时伺服电机A内置绝对式编码器和伺服电机B内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁位于左位时的工作点；

S3、右位工作点设定；

S31、同时反向启动伺服电机A和伺服电机B，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B反向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向远离双滚轮式定位块的方向移动，直到伺服电机A和伺服电机B的内置编码器到达设定原点，伺服电机A和伺服电机B制动；

S32、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁顺时针转动两倍道岔变线角；

S33、正向启动伺服电机A和伺服电机B的点动操作模式，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B正向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向靠近双滚轮式定位块的方向移动，人工观察变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况，分别正向或反向点动伺服电机A和伺服电机B，在楔块A的斜面和楔块B的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A的斜面和楔块B的斜面与球面滚子B和球面滚子A完全贴合；电控系统分别记录下此时伺服电机A内置绝对式编码器和伺服电机B内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁位于右位时的工作点；

所述工作过程包括如下步骤：

步骤一、初始状态下为悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位、左位或右位定位锁定状态，首先，同时反向启动伺服电机A和伺服电机B，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B反向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向远离双滚轮式定位块的方向移动，直到伺服电机A和伺服电机B的内置编码器到达设定原点，伺服电机A和伺服电机B制动；

步骤二、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁逆时针或顺时针转动一个或两倍道岔变线角；

步骤三、正向启动伺服电机A和伺服电机B的自动操作模式，分别通过减速器A和减速器B带动轴丝杠A和轴丝杠B正向旋转，进而带动螺母A、楔块A和螺母B、楔块B向靠近双滚轮式定位块的方向移动，直到伺服电机A和伺服电机B的内置编码器到达设定的中位、左位或右位工作点，伺服电机A和伺服电机B制动，实现中位到左位变线定位与锁定，或中位到右位变线定位与锁定，或左位到中位变线定位与锁定，或右位到中位变线定位与锁定，或左位到右位变线定位与锁定，或右位到左位变线定位与锁定；

所述工作过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁逆时针或顺时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B的斜面与球面滚子B接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁逆时针或顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁逆时针或顺时针转动的角度刚好等于一个道岔变线角或两倍道岔变线角时，楔块A的斜面与球面滚子A接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁逆时针或顺时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A的斜面与球面滚子A接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁顺时针或逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁逆时针转动的角度刚好等于一个道岔变线角或两倍道岔变线角时，楔块B的斜面与球面滚子B接触，从而实现精确定位及锁定；

由于楔块A的斜面和楔块B的斜面与球面滚子B和球面滚子A表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁已被准确定位并锁定。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程，能实现悬挂式货运三开道岔变线梁的精准定位和锁定，定位构件间为纯滚动摩擦，定位过程无磨损，满足悬挂式货运列车道岔的频繁变轨要求，且可靠性高、列车运行平稳。

2、本发明提供的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程，可实现中位到左位变线定位与锁定、中位到右位变线定位与锁定、左位到中位变线定位与锁定、右位到中位变线定位与锁定、左位到右位变线定位与锁定和右位到左位变线定位与锁定。

3、本发明提供的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程，实现了三开道岔变线过程的全自动。

4、本发明提供的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统及其工作过程，由于能实现在使用现场的精确调整，故其定位精度比现有技术提高明显，可显著减少列车运行过程中的冲击、振动。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术不能对变线开口箱型轨道梁进行精准定位并锁定的问题。

基于上述理由本发明可在交通系统等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为悬挂式货运单轨三开道岔的结构示意图。

图2为悬挂式货运单轨三开道岔处于工作状态下的示意图。

图3为本发明悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的主视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为图3的B-B剖视图。

图6为本发明悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的双滚轮式定位块主视图。

图7为图6的C-C剖视图。

图8为本发明悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的楔块式定位器I主视图。

图9为图8的D-D剖视图。

图10为本发明悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的楔块式定位器II主视图。

图11为图10的F-F剖视图。

图中：a、固定单轨开口箱型轨道梁；b、铰链；c、变线单轨开口箱型轨道梁；d、三开道岔钢轨；e、三轨开口箱型轨道梁；f、变线钢轨；g、道岔钢轨弯曲驱动系统；h、本发明悬挂式货运三开道岔变线梁精确定位系统的楔块式定位器；i、本发明悬挂式货运三开道岔变线梁精确定位系统的双滚轮式定位块；

001、固定龙门横梁；002、变线单轨开口箱型轨道梁，003、三轨开口箱型轨道梁；100、双滚轮式定位块；200、楔块式定位器I；300、楔块式定位器II；400、电控系统；

101、球面滚子A；102、滚动轴承A；103、U形支承框架；104、滚动轴承B；105、支承轴A；106、球面滚子B；107、滚动轴承C；108、滚动轴承D；109、支承轴B；

201、滚动导轨A；202、滚动导轨滑块A；203、立柱A；204、滚动导轨滑块B；205、轴承座A；206、滚动轴承E；207、伺服电机A；208、减速器A；209、滚动轴承F；210、轴丝杠A；211、螺母A；212、楔块A；

301、滚动导轨B；302、滚动导轨滑块C；303、立柱B；304、滚动导轨滑块D；305、轴承座B；306、滚动轴承G；307、伺服电机B；308、减速器B；309、滚动轴承H；310、轴丝杠B；311、螺母B；312、楔块B。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例1

如图1-2所示，在图1的悬挂式货运单轨三开道岔的结构示意图中，固定单轨开口箱型轨道梁a是两个相互固连的在空间呈平行布置的工字形大梁(图1-2中做了简化，下同)，变线单轨开口箱型轨道梁c也是相互固连的两个在空间呈平行布置的工字形大梁；三轨开口箱型轨道梁e是由相互固连的六个工字形大梁构成，三轨开口箱型轨道梁e的中央两个工字形大梁在空间呈平行布置；两侧的各两个工字形大梁在空间分别呈平行布置；中央工字形大梁与两侧工字形大梁间夹角刚好等于道岔变线角。两根变线钢轨f分别置于固定单轨开口箱型轨道梁a和变线单轨开口箱型轨道梁c的工字形大梁内侧下底板上表面(工字形大梁立板内侧)，且两根变线钢轨f彼此平行。铰链b位于变线单轨开口箱型轨道梁c的两根工字形大梁的对称中心线上。道岔钢轨弯曲驱动系统g位于两根变线钢轨f外侧并分别与固定单轨开口箱型轨道梁a和变线单轨开口箱型轨道梁c固连。三开道岔钢轨d由六根钢轨构成，中央两根钢轨分别与变线钢轨f的两根钢轨共线；两侧的四根钢轨两两平行且间距与变线钢轨f的两根钢轨的间距相等；两侧的四根钢轨与中央两根钢轨间夹角刚好分别等于道岔变线角。本发明悬挂式货运三开道岔变线梁精确定位系统的双滚轮式定位块i与三轨开口箱型轨道梁e固连；本发明悬挂式货运三开道岔变线梁精确定位系统的楔块式定位器h与变线单轨开口箱型轨道梁c固连。

如图3-11所示，本发明提供了一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，对变线单轨开口箱型轨道梁002准确定位并锁定，由固定龙门横梁001、变线单轨开口箱型轨道梁002、与固定龙门横梁001连接的三轨开口箱型轨道梁003、3个间隔设置的双滚轮式定位块100、一个楔块式定位器I200、一个楔块式定位器II300和电控系统400等组成，楔块式定位器I200和楔块式定位器II300均与电控系统400电连接，3个双滚轮式定位块100均固连在固定龙门横梁001，位于中间的双滚轮式定位块100与楔块式定位器I200和楔块式定位器II300相连，两个楔块式定位器均固连在变线单轨开口箱型轨道梁002上。

所述双滚轮式定位块100由球面滚子A101、滚动轴承A102、U形支承框架103、滚动轴承B104、支承轴A105、球面滚子B106、滚动轴承C107、滚动轴承D108和支承轴B109组成。在双滚轮式定位块100中，U形支承框架103由一个矩形底板、两个矩形立板构成，在U形支承框架103的两个矩形立板上各有两个圆柱形通孔，该4个圆柱形通孔内分别安装滚动轴承A102、滚动轴承B104、滚动轴承C107、滚动轴承D108。支承轴A105是一个由3段圆柱体构成的阶梯轴，中间轴段直径大、两端轴段直径小，支承轴A105的两端小轴直径段分别插入滚动轴承B104、滚动轴承C107的内环内孔，球面滚子B106套入支承轴A105的中间大直径轴段的中部并与之固连。支承轴B109是一个由3段圆柱体构成的阶梯轴，中间轴段直径大、两端轴段直径小，支承轴B109的两端小轴直径段分别插入滚动轴承A102、滚动轴承D108的内环内孔，球面滚子A101套入支承轴B109的中间大直径轴段的中部并与之固连。球面滚子A101和球面滚子B106的外形尺寸完全相同，均为带有外球面的套筒。

所述楔块式定位器I200由滚动导轨A201、滚动导轨滑块A202、立柱A203、滚动导轨滑块B204、轴承座A205、滚动轴承E206、伺服电机A207、减速器A208、滚动轴承F209、轴丝杠A210、螺母A211和楔块A212组成。在楔块式定位器I200中，立柱A203是一个矩形构件，在其一侧面中间偏上位置固连滚动导轨A201，滚动导轨A201与立柱A203的下表面平行；滚动导轨滑块A202、滚动导轨滑块B204滑动安装在滚动导轨A201上；在立柱A203固连滚动导轨A201的同一侧面的一端部固连轴承座A205。在轴承座A205上有一个轴线与滚动导轨A201平行的圆柱形通孔，孔内安装滚动轴承E206、滚动轴承F209。轴丝杠A210由直径不等的两个轴段构成，大直径轴段为圆柱体，小直径轴段为丝杠；轴丝杠A210的大直径轴段插入滚动轴承E206、滚动轴承F209的内环内孔且其端部与减速器A208的输出轴固连。减速器A208的壳体与轴承座A205一侧面固连，伺服电机A207的输出轴与减速器A208的输入轴固连，伺服电机A207的壳体与减速器A208的壳体固连。楔块A212的外轮廓为近似半梯形，即该轮廓的一侧面由两部分构成：平行于另一侧面的平面和与另一侧面构成一定角度的斜面；楔块A212上有一个阶梯状盲孔，大直径孔段在外；螺母A211插入楔块A212大直径孔段并与之固连，螺母A211与轴丝杠A210的丝杠构成螺纹副。楔块A212的与斜面相对的另一侧面与滚动导轨滑块A202、滚动导轨滑块B204固连。

所述楔块式定位器II300由滚动导轨B301、滚动导轨滑块C302、立柱B303、滚动导轨滑块D304、轴承座B305、滚动轴承G306、伺服电机B307、减速器B308、滚动轴承H309、轴丝杠B310、螺母B311和楔块B312组成。在楔块式定位器II300中，立柱B303是一个矩形构件，在其一侧面中间偏上位置固连滚动导轨B301，滚动导轨B301与立柱B303的下表面平行；滚动导轨滑块C302、滚动导轨滑块D304滑动安装在滚动导轨B301上；在立柱B303固连滚动导轨B301的同一侧面的一端部固连轴承座B305。在轴承座B305上有一个轴线与滚动导轨B301平行的圆柱形通孔，孔内安装滚动轴承G306、滚动轴承H309。轴丝杠B310由直径不等的两个轴段构成，大直径轴段为圆柱体，小直径轴段为丝杠；轴丝杠B310的大直径轴段插入滚动轴承G306、滚动轴承H309的内环内孔且其端部与减速器B308的输出轴固连。减速器B308的壳体与轴承座B305一侧面固连，伺服电机B307的输出轴与减速器B308的输入轴固连，伺服电机B307的壳体与减速器B308的壳体固连。楔块B312的外轮廓为近似半梯形，即矩形轮廓的一侧面由两部分构成：平行于另一侧面的平面和与另一侧面构成一定角度的斜面；楔块B312上有一个阶梯状盲孔，大直径孔段在外；螺母B311插入楔块B312大直径孔段并与之固连，螺母B311与轴丝杠B310的丝杠构成螺纹副。楔块B312的与斜面相对的另一侧面与滚动导轨滑块C302、滚动导轨滑块D304固连。

作为优选的实施方式，所述固定龙门横梁001是一个具有倒U字形横截面的构件，即由三部分构成：一个上横梁板、一个下横梁板和一个立板，三个双滚轮式定位块100的U形支承框架103的一个矩形立板外侧面分别固连在固定龙门横梁001的下横梁板上表面，三个双滚轮式定位块100的支承轴A105和支承轴B109均处于铅锤状态。一个双滚轮式定位块100位于固定龙门横梁001的中央位置，另两个分别位于左右两侧；三个双滚轮式定位块100的支承轴A105和支承轴B109(共6个)的轴线位于以铰链b的轴线为中心线的同一个圆柱面上；相邻两个双滚轮式定位块100的支承轴A105的轴线和支承轴B109的轴线的对称面间夹角等于三开道岔变线角。位于中央位置的双滚轮式定位块100的支承轴A105的轴线和支承轴B109的轴线的对称面与6个三开道岔钢轨d中的中间两个钢轨纵向对称面重合。

作为优选的实施方式，所述楔块式定位器I200的立柱A203的底面固连在变线单轨开口箱型轨道梁002上表面端部一侧，楔块式定位器II300的立柱B303的底面固连在变线单轨开口箱型轨道梁002上表面同一端部另一侧。楔块式定位器I200和楔块式定位器II300对称于变线单轨开口箱型轨道梁002的纵向铅锤中心平面，且楔块式定位器I200的立柱A203和楔块式定位器II300的立柱B303距离变线单轨开口箱型轨道梁002的纵向铅垂中心平面最远。楔块式定位器I200的楔块A212的斜面和楔块式定位器II300的楔块B312的斜面间最大距离大于位于中央位置的双滚轮式定位块100的球面滚子B106的球面外母线和球面滚子A101的球面外母线的铅垂切平面(该两个铅垂切平面彼此平行且距离最远)；楔块式定位器I200的楔块A212的斜面和楔块式定位器II300的楔块B312的斜面间最小距离小于位于中央位置的双滚轮式定位块100的球面滚子B106的球面外母线和球面滚子A101的球面外母线的铅垂切平面(该两个铅垂切平面彼此平行且距离最远)。

作为优选的实施方式，所述双滚轮式定位块100的球面滚子B106和球面滚子A101的外球面直径为8000mm～11000mm。

所述双滚轮式定位块100的球面滚子B106和球面滚子A101的外球面均需淬火，淬火硬度大于HRC50。

作为优选的实施方式，所述楔块式定位器I200的楔块A212的斜面和所述楔块式定位器II300的楔块B312的斜面的斜度均为1：5～1：15。

所述楔块式定位器I200的楔块A212的斜面和所述楔块式定位器II300的楔块B312的斜面均需淬火，淬火硬度大于HRC50。

作为优选的实施方式，所述伺服电机A207和伺服电机B307均内置绝对式编码器，伺服电机A207和伺服电机B307具有两种操作模式：自动和点动；伺服电机A207和伺服电机B307均与电控系统400之间采用电连接。

本发明还提供了一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的工作过程，包括如下步骤：

步骤一、进行安装调试过程，获得变线单轨开口箱型轨道梁002位于中位、左位或右位时的工作点；

步骤二、初始状态下为悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位、左位或右位定位锁定状态，首先，同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动；

步骤三、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针或顺时针转动一个或两倍道岔变线角；

步骤四、正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的中位、左位或右位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动，实现中位到左位变线定位与锁定，或中位到右位变线定位与锁定，或左位到中位变线定位与锁定，或右位到中位变线定位与锁定，或左位到右位变线定位与锁定，或右位到左位变线定位与锁定；

所述工作过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针或顺时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针或顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针或顺时针转动的角度刚好等于一个道岔变线角或两倍道岔变线角时，楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针或顺时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针或逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动的角度刚好等于一个道岔变线角或两倍道岔变线角时，楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，从而实现精确定位及锁定；

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

实施例2

本发明提供了一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的工作过程，分两部分：安装调试过程和工作过程。

1.安装调试过程

1)中位工作点设定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的定位锁定状态，同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到楔块A212、楔块B312的位置不影响变线单轨开口箱型轨道梁002的变线转动时，伺服电机A207和伺服电机B307制动。电控系统400分别记录下此时伺服电机A207内置绝对式编码器和伺服电机B307内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为原点。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002到达居中位置(变线单轨开口箱型轨道梁002对称于铰链b的轴线)，变线驱动系统是一种非自锁系统。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的点动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，人工观察变线钢轨f与固定钢轨的相互位置状况，分别点动伺服电机A207和伺服电机B307(正向或反向)，在楔块A212的斜面和楔块B312的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁002的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101完全贴合(0.01mm塞尺不入)。电控系统400分别记录下此时伺服电机A207内置绝对式编码器和伺服电机B307内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁002位于中位时的工作点。

2)左位工作点设定

同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动一个道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的点动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，人工观察变线钢轨f与固定钢轨的相互位置状况，分别点动伺服电机A207和伺服电机B307(正向或反向)，在楔块A212的斜面和楔块B312的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁002的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101完全贴合(0.01mm塞尺不入)。电控系统400分别记录下此时伺服电机A207内置绝对式编码器和伺服电机B307内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁002位于左位时的工作点。

3)右位工作点设定

同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动2倍道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的点动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，人工观察变线钢轨f与固定钢轨的相互位置状况，分别点动伺服电机A207和伺服电机B307(正向或反向)，在楔块A212的斜面和楔块B312的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁002的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101完全贴合(0.01mm塞尺不入)。电控系统400分别记录下此时伺服电机A207内置绝对式编码器和伺服电机B307内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁002位于右位时的工作点。

2.工作过程

本发明可实现中位到左位变线定位与锁定，或中位到右位变线定位与锁定，或左位到中位变线定位与锁定，或右位到中位变线定位与锁定，或左位到右位变线定位与锁定，或右位到左位变线定位与锁定。

1)中位到左位变线定位与锁定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位定位锁定状态，同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动一个道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的左位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

在此过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，从而实现精确定位及锁定。

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

2)中位到右位变线定位与锁定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位定位锁定状态，同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动一个道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的左位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

在此过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B212的斜面与球面滚子B101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块A312的斜面与球面滚子A106接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A312的斜面与球面滚子A106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块B212的斜面与球面滚子B101接触，从而实现精确定位及锁定。

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

3)左位到中位变线定位与锁定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位定位锁定状态。当悬挂式货运三开道岔变线梁从左位到中位变线的初始状态是：悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统位于左位定位锁定。同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动一个道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的左位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

在此过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，从而实现精确定位及锁定。

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

4)右位到中位变线定位与锁定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位定位锁定状态。当悬挂式货运三开道岔变线梁从右位到中位变线的初始状态是：悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统位于右位定位锁定。同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动一个道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的左位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

在此过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B212的斜面与球面滚子B101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块A312的斜面与球面滚子A106接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A312的斜面与球面滚子A106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于一个道岔变线角时，楔块B212的斜面与球面滚子B101接触，从而实现精确定位及锁定。

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

5)左位到右位变线定位与锁定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位定位锁定状态，当悬挂式货运三开道岔变线梁从左位到右位变线的初始状态是：悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统位于左位定位锁定。同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动两倍道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的左位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

在此过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动角度小于两倍道岔变线角，则楔块B212的斜面与球面滚子B101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于两倍道岔变线角时，楔块A312的斜面与球面滚子A106接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动角度大于两倍道岔变线角，则楔块A312的斜面与球面滚子A106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转角刚好等于两倍道岔变线角时，楔块B212的斜面与球面滚子B101接触，从而实现精确定位及锁定。

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

6)右位到左位变线定位与锁定

附图1～图11所示的是悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位定位锁定状态。当悬挂式货运三开道岔变线梁从右位到左位变线的初始状态是：悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统位于右位定位锁定。同时反向启动伺服电机A207和伺服电机B307，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310反向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向远离双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定原点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

启动变线驱动系统(图中未表示)，使变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动两倍道岔变线角。

正向启动伺服电机A207和伺服电机B307的自动操作模式，分别通过减速器A208和减速器B308带动轴丝杠A210和轴丝杠B310正向旋转，进而带动螺母A211、楔块A212和螺母B311、楔块B312向靠近双滚轮式定位块100的方向移动，直到伺服电机A207和伺服电机B307的内置编码器到达设定的左位工作点，伺服电机A207和伺服电机B307制动。

在此过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动角度小于两倍道岔变线角，则楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转角刚好等于两倍道岔变线角时，楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转动角度大于两倍道岔变线角，则楔块A212的斜面与球面滚子A101接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁002顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁002逆时针转角刚好等于两倍道岔变线角时，楔块B312的斜面与球面滚子B106接触，从而实现精确定位及锁定。

由于楔块A212的斜面和楔块B312的斜面与球面滚子B106和球面滚子A101表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B310的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁002已被准确定位并锁定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，对变线单轨开口箱型轨道梁(002)准确定位并锁定，其特征在于，包括：固定龙门横梁(001)、变线单轨开口箱型轨道梁(002)、三轨开口箱型轨道梁(003)、3个间隔设置的双滚轮式定位块(100)、楔块式定位器I(200)、楔块式定位器II(300)和电控系统(400)，楔块式定位器I(200)和楔块式定位器II(300)均与电控系统(400)电连接，3个双滚轮式定位块(100)均固连在固定龙门横梁(001)，位于中间的双滚轮式定位块(100)与楔块式定位器I(200)和楔块式定位器II(300)相连，两个楔块式定位器均固连在变线单轨开口箱型轨道梁(002)上；

所述双滚轮式定位块(100)由球面滚子A(101)、滚动轴承A(102)、U形支承框架(103)、滚动轴承B(104)、支承轴A(105)、球面滚子B(106)、滚动轴承C(107)、滚动轴承D(108)和支承轴B(109)组成；所述U形支承框架(103)由两个矩形立板以及连接在两个矩形立板间的矩形底板构成，两个矩形立板上各设有两个圆柱形通孔，4个圆柱形通孔内分别安装滚动轴承A(102)、滚动轴承B(104)、滚动轴承C(107)、滚动轴承D(108)；所述支承轴A(105)为由三段圆柱体构成的阶梯轴，中间轴段直径大于两端轴段直径，支承轴A(105)的两端小轴直径段分别插入滚动轴承B(104)、滚动轴承C(107)的内环内孔，球面滚子B(106)套入支承轴A(105)的中间大直径轴段的中部并与之固连；所述支承轴B(109)为由三段圆柱体构成的阶梯轴，中间轴段直径大于两端轴段直径，支承轴B(109)的两端小轴直径段分别插入滚动轴承A(102)、滚动轴承D(108)的内环内孔，球面滚子A(101)套入支承轴B(109)的中间大直径轴段的中部并与之固连；球面滚子A(101)和球面滚子B(106)的外形尺寸完全相同，均为带有外球面的套筒；

所述楔块式定位器I(200)由滚动导轨A(201)、滚动导轨滑块A(202)、立柱A(203)、滚动导轨滑块B(204)、轴承座A(205)、滚动轴承E(206)、伺服电机A(207)、减速器A(208)、滚动轴承F(209)、轴丝杠A(210)、螺母A(211)和楔块A(212)组成；所述立柱A(203)为矩形构件，在其一侧面中间偏上位置固连滚动导轨A(201)，滚动导轨A(201)与立柱A(203)的下表面平行；滚动导轨滑块A(202)和滚动导轨滑块B(204)均滑动安装在滚动导轨A(201)上；立柱A(203)上固连滚动导轨A(201)的同一侧面的一端部固连有轴承座A(205)；轴承座A(205)上设有轴线与滚动导轨A(201)平行的圆柱形通孔Ⅰ，圆柱形通孔Ⅰ内安装有滚动轴承E(206)和滚动轴承F(209)；轴丝杠A(210)由直径不等的两个轴段构成，其大直径轴段为圆柱体，小直径轴段为丝杠；轴丝杠A(210)的大直径轴段同时插入滚动轴承E(206)和滚动轴承F(209)的内环内孔且其端部与减速器A(208)的输出轴固连；减速器A(208)的壳体与轴承座A(205)的侧面固连，伺服电机A(207)的输出轴与减速器A(208)的输入轴固连，伺服电机A(207)的壳体与减速器A(208)的壳体固连；楔块A(212)的外轮廓为半梯形，即外轮廓的一侧面由两部分构成：平行于另一侧面的平面和与另一侧面构成一定角度的斜面；楔块A(212)内设有阶梯状盲孔，大直径孔段在外；螺母A(211)插入楔块A(212)的大直径孔段并与之固连，螺母A(211)与轴丝杠A(210)的丝杠构成螺纹副；楔块A(212)上与斜面相对的另一侧面与滚动导轨滑块A(202)和滚动导轨滑块B(204)固连；

所述楔块式定位器II(300)由滚动导轨B(301)、滚动导轨滑块C(302)、立柱B(303)、滚动导轨滑块D(304)、轴承座B(305)、滚动轴承G(306)、伺服电机B(307)、减速器B(308)、滚动轴承H(309)、轴丝杠B(310)、螺母B(311)和楔块B(312)组成；所述立柱B(303)为矩形构件，在其一侧面中间偏上位置固连滚动导轨B(301)，滚动导轨B(301)与立柱B(303)的下表面平行；滚动导轨滑块C(302)和滚动导轨滑块D(304)均滑动安装在滚动导轨B(301)上；立柱B(303)上固连滚动导轨B(301)的同一侧面的一端部固连有轴承座B(305)；轴承座B(305)上设有轴线与滚动导轨B(301)平行的圆柱形通孔Ⅱ，圆柱形通孔Ⅱ内安装有滚动轴承G(306)和滚动轴承H(309)；轴丝杠B(310)由直径不等的两个轴段构成，其大直径轴段为圆柱体，小直径轴段为丝杠；轴丝杠B(310)的大直径轴段同时插入滚动轴承G(306)和滚动轴承H(309)的内环内孔且其端部与减速器B(308)的输出轴固连；减速器B(308)的壳体与轴承座B(305)的侧面固连，伺服电机B(307)的输出轴与减速器B(308)的输入轴固连，伺服电机B(307)的壳体与减速器B(308)的壳体固连；楔块B(312)的外轮廓为半梯形，即外轮廓的一侧面由两部分构成：平行于另一侧面的平面和与另一侧面构成一定角度的斜面；楔块B(312)内设有阶梯状盲孔，大直径孔段在外；螺母B(311)插入楔块B(312)的大直径孔段并与之固连，螺母B(311)与轴丝杠B(310)的丝杠构成螺纹副；楔块B(312)上与斜面相对的另一侧面与滚动导轨滑块C(302)和滚动导轨滑块D(304)固连。

2.根据权利要求1所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述固定龙门横梁(001)为具有倒U字形横截面的构件，由上横梁板、下横梁板以及连接在上横梁板和下横梁板间的立板构成，每个双滚轮式定位块(100)上U形支承框架(103)的一个矩形立板外侧面均固连在固定龙门横梁(001)的下横梁板上表面，每个双滚轮式定位块(100)的支承轴A(105)和支承轴B(109)均处于铅锤状态；

三个双滚轮式定位块(100)中的其中一个双滚轮式定位块位于固定龙门横梁(001)的中央位置，另两个分别位于固定龙门横梁(001)的左右两侧；三个双滚轮式定位块(100)的支承轴A(105)和支承轴B(109)的轴线位于以铰链b的轴线为中心线的同一个圆柱面上；

相邻两个双滚轮式定位块(100)的支承轴A(105)的轴线和支承轴B(109)的轴线的对称面间夹角等于三开道岔变线角；位于中央位置的双滚轮式定位块(100)的支承轴A(105)的轴线和支承轴B(109)的轴线的对称面与6个三开道岔钢轨d中的中间两个钢轨纵向对称面重合。

3.根据权利要求1或2所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述楔块式定位器I(200)的立柱A(203)的底面和所述楔块式定位器II(300)的立柱B(303)的底面分别固连在变线单轨开口箱型轨道梁(002)上表面端部的两侧；

楔块式定位器I(200)和楔块式定位器II(300)对称于变线单轨开口箱型轨道梁(002)的纵向铅锤中心平面，且立柱A(203)和立柱B(303)距离变线单轨开口箱型轨道梁(002)的纵向铅垂中心平面最远。

4.根据权利要求3所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述楔块式定位器I(200)的楔块A(212)的斜面和所述楔块式定位器II(300)的楔块B(312)的斜面间最大距离大于位于中央位置的双滚轮式定位块(100)的球面滚子B(106)的球面外母线和球面滚子A(101)的球面外母线的铅垂切平面间的距离，两个铅垂切平面彼此平行且距离最远；

楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面间最小距离小于位于中央位置的双滚轮式定位块(100)的球面滚子B(106)的球面外母线和球面滚子A(101)的球面外母线的铅垂切平面间的距离，两个铅垂切平面彼此平行且距离最远。

5.根据权利要求1所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述双滚轮式定位块(100)的球面滚子B(106)和球面滚子A(101)的外球面直径为8000mm～11000mm。

6.根据权利要求1或5所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述双滚轮式定位块(100)的球面滚子B(106)和球面滚子A(101)的外球面均需淬火，淬火硬度大于HRC50。

7.根据权利要求1所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述楔块式定位器I(200)的楔块A(212)的斜面和所述楔块式定位器II(300)的楔块B(312)的斜面的斜度均为1：5～1：15。

8.根据权利要求1或7所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述楔块式定位器I(200)的楔块A(212)的斜面和所述楔块式定位器II(300)的楔块B(312)的斜面均需淬火，淬火硬度大于HRC50。

9.根据权利要求1所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统，其特征在于，所述伺服电机A(207)和伺服电机B(307)均内置绝对式编码器，伺服电机A(207)和伺服电机B(307)具有两种操作模式：自动和点动；伺服电机A(207)和伺服电机B(307)均与电控系统(400)之间采用电连接。

10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述的悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的工作过程，其特征在于，包括安装调试过程和工作过程；

所述安装调试过程包括如下步骤：

进行安装调试过程，获得变线单轨开口箱型轨道梁(002)位于中位、左位、右位时的工作点；

S1、中位工作点设定；

S11、初始状态下为悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的定位锁定状态，首先，同时反向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)反向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向远离双滚轮式定位块(100)的方向移动，直到楔块A(212)、楔块B(312)的位置不影响变线单轨开口箱型轨道梁(002)的变线转动时，伺服电机A(207)和伺服电机B(307)制动；电控系统(400)分别记录下此时伺服电机A(207)内置绝对式编码器和伺服电机B(307)内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为原点；

S12、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁(002)到达居中位置，变线单轨开口箱型轨道梁(002)对称于铰链的轴线，变线驱动系统为一种非自锁系统；

S13、正向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的点动操作模式，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)正向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向靠近双滚轮式定位块(100)的方向移动，人工观察变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况，分别正向或反向点动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，在楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁(002)的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面与球面滚子B(106)和球面滚子A(101)完全贴合；电控系统(400)分别记录下此时伺服电机A(207)内置绝对式编码器和伺服电机B(307)内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁(002)位于中位时的工作点；

S2、左位工作点设定；

S21、同时反向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)反向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向远离双滚轮式定位块(100)的方向移动，直到伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的内置编码器到达设定原点，伺服电机A(207)和伺服电机B(307)制动；

S22、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针转动一个道岔变线角；

S23、正向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的点动操作模式，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)正向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向靠近双滚轮式定位块(100)的方向移动，人工观察变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况，分别正向或反向点动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，在楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁(002)的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面与球面滚子B(106)和球面滚子A(101)完全贴合；电控系统(400)分别记录下此时伺服电机A(207)内置绝对式编码器和伺服电机B(307)内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁(002)位于左位时的工作点；

S3、右位工作点设定；

S31、同时反向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)反向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向远离双滚轮式定位块(100)的方向移动，直到伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的内置编码器到达设定原点，伺服电机A(207)和伺服电机B(307)制动；

S32、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁(002)顺时针转动两倍道岔变线角；

S33、正向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的点动操作模式，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)正向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向靠近双滚轮式定位块(100)的方向移动，人工观察变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况，分别正向或反向点动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，在楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面推动下，实现变线单轨开口箱型轨道梁(002)的微量转动，直到变线钢轨与固定钢轨的相互位置状况达到设定要求为止，同时保证楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面与球面滚子B(106)和球面滚子A(101)完全贴合；电控系统(400)分别记录下此时伺服电机A(207)内置绝对式编码器和伺服电机B(307)内置绝对式编码器的位置信号，并将此位置设定为变线单轨开口箱型轨道梁(002)位于右位时的工作点；

所述工作过程包括如下步骤：

步骤一、初始状态下为悬挂式货运三开道岔变线梁数控定位锁定系统的中位、左位或右位定位锁定状态，首先，同时反向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)反向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向远离双滚轮式定位块(100)的方向移动，直到伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的内置编码器到达设定原点，伺服电机A(207)和伺服电机B(307)制动；

步骤二、启动变线驱动系统，使变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针或顺时针转动一个或两倍道岔变线角；

步骤三、正向启动伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的自动操作模式，分别通过减速器A(208)和减速器B(308)带动轴丝杠A(210)和轴丝杠B(310)正向旋转，进而带动螺母A(211)、楔块A(212)和螺母B(311)、楔块B(312)向靠近双滚轮式定位块(100)的方向移动，直到伺服电机A(207)和伺服电机B(307)的内置编码器到达设定的中位、左位或右位工作点，伺服电机A(207)和伺服电机B(307)制动，实现中位到左位变线定位与锁定，或中位到右位变线定位与锁定，或左位到中位变线定位与锁定，或右位到中位变线定位与锁定，或左位到右位变线定位与锁定，或右位到左位变线定位与锁定；

所述工作过程中，若变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针或顺时针转动角度小于道岔变线角，则楔块B(312)的斜面与球面滚子B(106)接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针或顺时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针或顺时针转动的角度等于一个道岔变线角或两倍道岔变线角时，楔块A(212)的斜面与球面滚子A(101)接触，从而实现精确定位及锁定；若变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针或顺时针转动角度大于道岔变线角，则楔块A(212)的斜面与球面滚子A(101)接触，并推动变线单轨开口箱型轨道梁(002)顺时针或逆时针转动，直到变线单轨开口箱型轨道梁(002)逆时针转动的角度等于一个道岔变线角或两倍道岔变线角时，楔块B(312)的斜面与球面滚子B(106)接触，从而实现精确定位及锁定；

由于楔块A(212)的斜面和楔块B(312)的斜面与球面滚子B(106)和球面滚子A(101)表面处于完全贴合状态，并且轴丝杠B(310)的丝杠具有自锁功能，故变线单轨开口箱型轨道梁(002)已被准确定位并锁定。

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