CN217201966U - 一种剪叉升降式信号应答器变位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种剪叉升降式信号应答器变位装置，包括机壳和顶部的盖板，机壳底部设有剪叉升降单元，该剪叉升降单元顶部连接信号应答器安装座，所述剪叉升降单元顶部纵向一侧的伸缩臂连杆与信号应答器安装座底部的滑槽构成滑动副；剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆之间分别通过第一长销轴和第二长销轴连接，其中第一长销轴两端通过轴承支座连接；第二长销轴一端固定于导槽支座上，可沿其纵向导槽滑动；所述剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆还与驱动组件连接。本实用新型采用升降折叠变位的方式，可由单电机实现对伸缩装置的运动控制，同时可实现在正常工作、让行、复位等工作模式间的灵活切换，并控制盖板的自动打开闭合。

Description

一种剪叉升降式信号应答器变位装置

技术领域

本实用新型属于城市轨道交通车辆检修技术领域，具体涉及一种剪叉升降式信号应答器变位装置。

背景技术

随着我国城市轨道交通全自动运行技术的推广应用，列车的运用检修方式也随之发展改变。由于采用全自动运行车辆不需要司机，在车辆基地内，列车每日收发车时，需根据设置在检修地沟内的应答器来确定列车停车位置。

为使列车停车精准，应答器需设置在轨面以下90~120mm左右。目前普遍做法是采用固定式支架将应答器安装在检修地沟内，因此会侵占检修作业人员或自动化列检机器人的作业空间，降低了检修作业的效率，同时存在干涉、碰撞等安全风险。

因此，根据全自动运行需求，需要一种在检修作业人员或自动化列检机器人作业时不会侵占作业空间的应答器安装机构，以确保列车停车精确定位的同时，又能在检修作业时不会阻碍作业人员和列检机器人的通行。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种剪叉升降式信号应答器变位装置，采用升降折叠变位的方式，可由单电机实现对伸缩装置的运动控制，同时可实现在正常工作、让行、复位等工作模式间的灵活切换，并控制盖板的自动打开闭合。

为实现上述目的，本实用新型提供一种剪叉升降式信号应答器变位装置，设于地沟开设的凹槽内，包括机壳和顶部的盖板；

所述机壳底部设有剪叉升降单元，该剪叉升降单元顶部连接信号应答器安装座，所述剪叉升降单元顶部纵向一侧的伸缩臂连杆与信号应答器安装座铰接，另一侧的伸缩臂连杆与信号应答器安装座底部的滑槽构成滑动副；

所述剪叉升降单元横向设置两组，两组剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆之间分别通过第一长销轴和第二长销轴连接，其中第一长销轴两端通过轴承支座连接；第二长销轴一端固定于导槽支座上，可沿其纵向导槽滑动，同时第二长销轴中部固定有滑块，滑块与相对的机壳内壁之间设有弹簧；

所述剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆还与驱动组件连接，所述驱动组件包括驱动电机、传动轮以及传动单元，其中第一长销轴一端设有第一传动轮，盖板铰接在机壳上，且铰接处设有第二传动轮，驱动电机的齿轮与第一传动轮之间，以及第一传动轮和第二传动轮之间均采用传动单元连通。

作为本实用新型的进一步改进，信号应答器周围的四个立柱上安装激光位移传感器，并且其中一个立柱上还设有光电传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述机壳盖板开口侧内壁上安装接近传感器。

作为本实用新型的进一步改进，两组剪叉升降单元顶部的伸缩臂连杆之间分别通过第三长销轴和第四长销轴铰接，第三长销轴设于滑槽内，可沿其纵向移动，第四长销轴与信号应答器安装座底部固定。

作为本实用新型的进一步改进，每组剪叉升降单元包括若干交叉设置的伸缩臂连杆，伸缩臂连杆交叉处以及伸缩臂连杆的连接端之间均采用连接销连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述导槽支座纵向一侧还设有可调止挡，可调节导槽端部的位置，控制导槽的长度，以调节第二长销轴的运动范围。

作为本实用新型的进一步改进，所述导槽支座和轴承支座安装在所述机壳的侧壁上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一传动轮、第二传动轮和所述驱动电机在机壳横向同侧对应设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一传动轮和第二传动轮同时为带轮或链轮，与之对应的，所述传动单元为传动带或传动链。

作为本实用新型的进一步改进，需保证机壳顶部的盖板闭合时，信号应答器收于机壳内部，同时盖板的顶部与地沟地面相平。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置，包括剪叉升降单元和驱动单元，采用升降折叠变位的方式，可由单电机实现对伸缩装置的运动控制，同时可实现在正常工作、让行、复位等工作模式间的灵活切换，并可对位置精度进行控制。为实现盖板的自动打开闭合，可通过传动单元将传动轮的动能分流到盖板传动轮上，在伸缩机构上升行程中，盖板先于伸缩机构运动到出口处时打开；在伸缩机构下降行程中，盖板落后于伸缩机构降入沟道地面以下时闭合。本实用新型确保列车停车精确定位的同时，又能在检修作业时不会阻碍作业人员和列检机器人的通行。

（2）本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置，滑块与机壳的内壁之间设有弹簧，利用弹簧在“让行行程”中存储的弹性势能为“复位行程”提供动能，即利用弹簧的弹力作为机构在“复位行程”中的驱动力，可保证系统故障情况下仍能使应答器自动复位到工作位置，且限位止挡起到了简单的机械定位作用。

（3）本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置，可调式止挡可以在一定范围内进行调节，可以使滑块在“复位行程”终止时平衡在不同的位置，即可以调节伸缩折叠机构或信号应答器的工作高度，满足不同的地沟深度尺寸上的要求。

（4）本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置，采用激光位移传感器，可检测变位机构是否复位完成，若没有复位到指定位置，则发出声光报警提醒人工去调整，以保障列车精准收发车的需求。并且通过设置接近传感器、声光报警器、信号指示灯配合，判断盖板是否闭合到位，实现检测“让行态”是否正常的功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置应用效果图（正常态）；

图2为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置应用效果图（让行态）；

图3为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置整体结构效果图（正常态）；

图4为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置整体机构效果图（让行态）；

图5为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置主（剖）视图（正常态）；

图6为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置轴测结构示意图（正常态）；

图7为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置主视图（让行态）；

图8为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置轴测图（让行态）。

图9为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置俯视结构示意图（正常态）。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-信号应答器安装座、2-伸缩臂连杆、3-连接销、4-机壳、5-滑块、6-弹簧、7-可调止挡、8-第一传动轮、9-传动单元、10-第二传动轮、11-盖板、12-滑槽、13-长销轴、14-驱动电机、15-光电传感器、16-激光位移传感器、17-接近传感器、18-导槽支座、19-轴承支座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参阅图1至图4，其中图1和图3分别为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置正常工作状态效果图，图2和图4分别为本实用新型实施例的剪叉升降式信号应答器变位装置让行状态效果图。如图所示，检修地沟两侧间隔设有若干立柱，用于支撑顶部的钢轨；本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置设于地沟内，在常态下可将信号应答器经过伸缩机构上升至在检修地沟上方合理的高度，满足列车精准停车的需求；当检修分区有人即将通过时，此时应答器在伸缩机构的带动下下降至地面以下，避让出检修地沟内的通道，并将盖板闭合，保持地面平整，使作业人员或自动化机器人顺畅通行；当作业人员或自动化机器人作业结束后，检修分区转变为无人状态，此时盖板自动打开，应答器变位机构自动回复到常态位置，满足列车全自动发车的需求。

图5和图6分别为本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置正常态主视图和轴测图；图7和图8本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置正常态主视图和轴测图。结合图5至图8所示，本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置，包括机壳4和顶部的盖板11，机壳4嵌入地沟内挖出的凹槽内，在附图所示的一个具体实施例中，凹槽为方形槽，机壳4的外壁与方形槽内壁紧密贴合，并且需保证机壳4顶部的盖板11闭合时，信号应答器收于机壳4内部，同时盖板11的顶部与地沟地面相平。

进一步地，机壳4底部设有剪叉升降单元，信号应答器通过该剪叉升降单元实现升降。剪叉升降单元横向（以检修地沟长度方向为纵向，宽度方向为横向，下同）优选设置两组。每组剪叉升降单元包括若干交叉设置的伸缩臂连杆2，伸缩臂连杆2交叉处以及伸缩臂连杆2的连接端之间均采用连接销连接，伸缩臂连杆之间可以相对回转。

机壳4的侧壁上安装有对应的导槽支座18和轴承支座19，剪叉升降单元底部横向的伸缩臂连杆之间分别通过长销轴13连接，并可沿长销轴转动。其中第一长销轴两端通过轴承支座19连接；第二长销轴一端固定于导槽支座18上，并且可沿导轨支座18的纵向导槽滑动，同时第二长销轴中部固定有滑块5，其底部设有滑轮，滑块5可在第二长销轴纵向移动的同时沿机壳4的底面移动。

另外，滑块5与对应的机壳4的内壁之间设有弹簧6。变位装置由“正常态”运动至“让行态”时，弹簧6因收缩而存储的弹性势能能够为变位装置由“让行态”运动至“正常态”时提供驱动力，即利用弹簧的弹力作为变位装置在复位中的驱动力，可保证系统故障情况下仍能使应答器自动复位到工作位置。

优选实施例中，导槽支座18纵向一侧还设有可调止挡7，通过调节可调止挡，可以调节导槽端部的位置，控制导槽的长度，用以调节第二长销轴的运动范围，起到简单的机械定位作用。本实用新型的可调式止挡可以在一定范围内进行调节，可以使滑块在复位终止时平衡在不同的位置，即可以调节伸缩折叠机构或信号应答器的工作高度，满足不同的地沟深度尺寸上的要求。

剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆还与驱动组件连接，驱动组件包括传动单元9、第一传动轮8、第二传动轮10以及驱动电机14。驱动电机14设于机壳4的底部，第一长销轴一端设有第一传动轮8，并且第一传动轮8与伸缩臂连杆2固接，共用轴承支座19上的第一长销轴作为回转轴，且与长销轴之间过盈配合，实现同步回转。

盖板11铰接在机壳4上，并且铰接处与第二传动轮10连接，实现同步回转。并且第一传动轮8、第二传动轮10、驱动电机14在机壳横向同侧对应设置，驱动电机14的齿轮与第一传动轮8之间，以及第一传动轮8和第二传动轮10之间均采用传动单元9连通。在驱动电机的作用下，带动第一传动轮8转动，从而带动伸缩臂连杆的转动，控制剪叉升降单元的升降，同时第二传动轮10与第一传动轮8联动，能够带动盖板11的打开和关闭。本实用新型仅用一个电机实现两个回转功能，具有更高的同时性、可靠性和成本优势。

可选地，第一传动轮8和第二传动轮10同时为带轮或链轮，与之对应的，传动单元9为传动带或传动链。

剪叉升降单元顶部连接信号应答器安装座1，剪叉升降单元顶部的纵向一侧的伸缩臂连杆2与信号应答器安装座1铰接，另一侧的伸缩臂连杆2与信号应答器安装座1底部的滑槽12构成滑动副，确保伸缩臂连杆有且仅有一个自由度。具体地，两组剪叉升降单元顶部的伸缩臂连杆2之间分别通过第三长销轴和第四长销轴铰接，第三长销轴设于滑槽12内，可沿其纵向移动，第四长销轴与信号应答器安装座1底部固定。

进一步地，地沟两侧立柱上安装有光电传感器15和激光位移传感器16，机壳4的内壁上安装有接近传感器17。具体地，如图9所示，在信号应答器周围的四个立柱上安装激光位移传感器16，用于检测信号应答器的复位情况，检测指标为复位后位置与初始位置间的偏差（可人工设定其报警阈值，即敏感程度）。在驱动电机已断电一定时间后，即复位结束后，若偏差仍大于设定值，需启动声光报警器（信号指示灯可安装于地沟的立柱或侧壁上，图中未示出）发出报警信号，吸引作业人员调整维修。

在机壳4盖板开口侧内壁上安装接近传感器17，当驱动电机从运转态切换到静止态时，处理器接收接近传感器17送来的信号。若接近传感器无信号发出，说明此时盖板未闭合，此时处理器发送信号到声光报警器（图中未示出）进行报警，同时控制信号指示灯（信号指示灯可安装于地沟的立柱或侧壁上，图中未示出）的红灯亮，表示禁止通行；若接近传感器有信号发出，说明盖板已闭合，控制指示灯的绿灯亮，表示允许通行。

结合附图，本实用新型的剪叉升降式信号应答器变位装置，工作过程如下：

当地沟内无检测人员或机器人通过时，盖板11保持打开，整个剪叉升降单元保持伸长状态，使得信号应答器处于地沟地面上方一定高度处，使其可以正常工作，此时该伸缩折叠机构处于“正常态”。

当地沟内有检测人员或检测机器人通过信号应答器附近时，光电传感器15会发出一个信号到处理器中，处理器发出指令控制驱动电机14顺时针旋转。在驱动电机的带动下，第一传动轮8及对应的伸缩臂连杆也顺时针旋转，同时滑块5向右移动，使得整个剪叉升降单元以及信号应答器收回到机壳4内。同时，在传动单元9的带动下，第二传动轮10及与其相固接的盖板11也顺时针旋转，当信号应答器完全收缩至机壳内时，盖板11可以恰好将机壳完全盖住，此状态称为“让行态”；变位装置由“正常态”运动至“让行态”的行程称为“让行行程”。

当检测人员或检测机器人通过后，光电传感器15发出信号到处理器，处理器控制驱动电机14使其断电。此时在弹簧6的弹力作用下，滑块5向左运动，促使整个伸缩折叠机构向上伸长。此时与第一传动轮8连接的伸缩臂连杆发生逆时针回转，回转动力经由第一长销轴、第一传动轮8、传动单元9、第二传动轮10以及盖板11的传动路线分流到盖板11上，使其以更快的速度逆时针旋转，为伸缩机构的向上运动行程开门让路。此过程中机构由“让行态”恢复至“正常态”，称为“复位行程”。

当导槽内的第二长销轴与可调止挡7接触时，信号应答器安装座1恰好运行至工作位置处，此时滑块5或第二长销轴在弹簧的弹力与可调止挡的约束力作用下保持平衡，整个机构也在“正常态”保持平衡。

另外本实用新型实施过程中通过激光位移传感器检测信号应答器位置状态。激光位移传感器可以与安装在应答器上的激光接收装置形成光信号的发射接收回路，检测应答器是否偏离。若位置偏离初始位置较大，则触发声光报警器报警，工作人员接到报警后，可通过调节可调止挡7的位置来调节整个机构的平衡位置，可以改变信号应答器安装座1的正常工作高度，以适应不同深度地沟的情况。

并且检修人员和检修机器人可以根据信号灯判断当前状态是否可以通过。该信号灯由处理器在判断完接近传感器的检测结果后进行控制。若盖板未正常闭合，则在信号灯亮起的同时，触发声光报警器报警。

下面结合附图提供一个具体实施例：

车辆基地的车辆正常行驶时，本实用新型变位装置中与第一传动轮8相连的伸缩臂连杆处于倾斜位置，例如与地面夹角设置为50°，此时信号应答器在工作高度处稳定平衡，盖板保持打开状态且与地沟地面贴合；

车辆需要检修时，人员靠近应答器时，光电传感器发送信号到处理器，控制驱动电机启动，通过带传动或链传动驱动第一传动轮8顺时针旋转45°，带动与其相固接的伸缩臂连杆2顺时针旋转45°后与地面成5°的夹角，使得整个伸缩折叠机构下降至机壳以内。为了更好地实现盖板的同步开合，可设置第一传动轮8和第二传动轮10的传动比为1：4。此时第二传动轮10在传动单元9的作用下，顺时针旋转180°，与第二传动轮10相固接的盖板也顺时针旋转180°后，与机壳紧密贴合，使机壳上方的开口闭合，便于检修人员或机器人行走；

车辆检修完成时，人员或设备远离应答器区域后，在处理器的控制下电机断电。在弹簧的弹力作用下，滑块向左移动，使得第一传动轮8及与其相固接的伸缩臂连杆发生逆时针转动，在转动45°后，导槽内的第二长销轴与可调止挡接触，此时信号应答器安装座1上升至工作高度，以待正常工作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，包括机壳（4）和顶部的盖板（11）；

所述机壳（4）底部设有剪叉升降单元，所述剪叉升降单元横向设置两组，该剪叉升降单元顶部连接信号应答器安装座（1），所述剪叉升降单元顶部纵向一侧的伸缩臂连杆与信号应答器安装座（1）铰接，另一侧的伸缩臂连杆与信号应答器安装座（1）底部的滑槽（12）构成滑动副；

两组剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆之间分别通过第一长销轴和第二长销轴连接，其中第一长销轴两端通过轴承支座（19）连接；第二长销轴一端固定于导槽支座（18）上，可沿其纵向导槽滑动，同时第二长销轴中部固定有滑块（5），滑块（5）与相对的机壳（4）内壁之间设有弹簧（6）；

所述剪叉升降单元底部的伸缩臂连杆还与驱动组件连接，所述驱动组件包括驱动电机（14）、传动轮以及传动单元（9），其中第一长销轴一端设有第一传动轮（8），盖板（11）铰接在机壳（4）上，且铰接处设有第二传动轮（10），驱动电机（14）的齿轮与第一传动轮（8）之间，以及第一传动轮（8）和第二传动轮（10）之间均采用传动单元（9）连通。

2.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，信号应答器周围的四个立柱上安装激光位移传感器（16），并且其中一个立柱上还设有光电传感器（15）。

3.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，所述机壳（4）盖板开口侧内壁上安装接近传感器（17）。

4.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，两组剪叉升降单元顶部的伸缩臂连杆之间分别通过第三长销轴和第四长销轴铰接，第三长销轴设于滑槽（12）内，可沿其纵向移动，第四长销轴与信号应答器安装座（1）底部固定。

5.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，每组剪叉升降单元包括若干交叉设置的伸缩臂连杆（2），伸缩臂连杆（2）交叉处以及伸缩臂连杆（2）的连接端之间均采用连接销连接。

6.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，所述导槽支座（18）纵向一侧还设有可调止挡（7），可调节导槽端部的位置，控制导槽的长度，以调节第二长销轴的运动范围。

7.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，所述导槽支座（18）和轴承支座（19）安装在所述机壳（4）的侧壁上。

8.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，所述第一传动轮（8）、第二传动轮（10）和所述驱动电机（14）在机壳横向同侧对应设置。

9.根据权利要求1所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，所述第一传动轮（8）和第二传动轮（10）同时为带轮或链轮，与之对应的，所述传动单元（9）为传动带或传动链。

10.根据权利要求1-9任一项所述的剪叉升降式信号应答器变位装置，其特征在于，需保证机壳（4）顶部的盖板（11）闭合时，信号应答器收于机壳（4）内部，同时盖板（11）的顶部与地沟地面相平。

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