一种多方向互通的轨道交叉道岔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轨道交通技术领域，特别涉及一种能多方向互通连接的轨道交叉道岔，该轨道交叉道岔能广泛应用于城市交通中。
【背景技术】
[0002]目前，我国正处于城市化进程高速发展时期，大城市特大城市继续改造与扩张，中小城镇建设也飞速发展。城市的规模与结构都处在大变化之中。现代便捷的交通运输的发展在给人们带来便利的同时，也带来了很多负面的影响:伴随着汽车的增加，汽车尾气的排放也越来越严重，污染了空气；同时，车辆的增加也使得现代城市的交通非常拥挤，给广大市民的出行带来了极大的不便。同时汽车的安全性差，容易发生交通事故。但是其优点是灵活性高，可以随时随地到达目的地，属于点对点的进行流通。
[0003]而轨道交通具有运量大、速度快、安全、保护环境、节约能源和用地等特点，包括地铁、轻轨、快轨、有轨电车等。但是轨道交通缺点在于灵活性不够，需要在指定的车站进行乘车，发车时间和需要到达的地点也固定，不能满足现在人们对出行灵活性的要求。
[0004]为了能解决城市交通各种问题，同时又兼具灵活性，因此可以将两种交通方式综合起来，形成城市微型轨道交通，道路以轨道的形式全面网络覆盖，轨道材料视要求可选混凝土和钢轨，载荷小的用混凝土，载荷大的重型机械车辆用钢轨，通过改造汽车，使其能在轨道上行驶。这样就能综合汽车和轨道交通的各自优点。但是要实现微型轨道交通这种方式，需要克服各种复杂的转弯问题。
[0005]轨道交通转弯变向是一个很复杂的问题，需要用到道岔，按照道岔类型现阶段主要有如下几种:单开道岔，对称道岔，多开道岔，交叉渡线，复式交分道岔以及菱形交叉道岔，这些道岔中没有一个能单独提供多方向轨道间的互通连接，同时改变方向时需要的最小半径常常很大，无法做到像公路那样的网状连接，四通八达。而本专利就是解决这个问题，使多方向上轨道互通成为可能。
【发明内容】
[0006]为了解决上述多方向上的轨道互通问题，本发明采用如下结构，即采用转弯盘和换向器来实现，其中转弯盘负责线路的转弯连接，在转弯盘进行各方向线路连接时，线路与线路就会相交或者相接，而换向器则是安装在相交点或者相接点处，并有选择性地连通相交点处的某条线路，断开或者封堵另一条线路。
[0007]本发明采用的技术方案是，设计一种多方向互通的轨道交叉道岔，包括:转弯盘和换向器。转弯盘包括至少一个曲线连接轨道、及至少两条行车轨道，曲线连接轨道的两端各与一条行车轨道以斜切相接的方式连接，使车辆沿曲线连接轨道从一个方向上的行车轨道变换到另一个方向上的行车轨道。在两轨道斜切相接的过程中会产生交接点，换向器安装在两轨道的交接点处且能切换两轨道的连通状态，换向器能将其中一条轨道连通起来，将另一条轨道断开、出现缺口，或者封堵在连通的该条轨道外侧，这样另一条轨道就不会干扰到车辆的前行。
[0008]具体来说，转弯盘采用数个曲线连接轨道斜切相接连接各个方向上的行车轨道。行车轨道为一个转弯点到另一个转弯点之间的一段基本直线行驶的轨道，类似于公路上两十字路口之间的行车的街道，在轨道上面只负责行车，不涉及转弯等问题。轨道是一个包含两个路轨及辅助件的概念，一种特殊的道路；“轨道轨”、“轨”、“轨线”、“路轨”这些名词只强调单个路轨本身，铁路上“铁轨”就是这样的概念。所述的轨道间“斜切相接”为轨道中的两个轨，两两对应斜切相接，内侧轨和外侧轨斜切相接，外侧轨和内侧轨斜切相接，相接后的形状类似于一个“父”字；几何概念中，路轨为一条线，路轨与路轨的斜切相接为一条线倾斜的相接于另一条线上，两线若有一条为曲线，那么相接时接点处两线为近似相切关系，若两线为直线段组成，那么相接时接点处两线角度很小。在相接过程中不允许有三条以上轨道的轨线相交于一点，以及不允许曲线连接轨道之间相互交叉。连接完成后能使轨道车辆通过曲线连接轨道从一个方向上的行车轨道连通到另一个方向的行车轨道。
[0009]当需要连接的方向较多时，可安排数段首位相接的封闭环状曲线轨道线路作为过渡曲线轨道，然后再各用一条曲线连接轨道斜切相接连接行车轨道和过渡曲线轨道，车辆就可以从一个方向的行车轨道，驶入到与其斜切相接连接的曲线连接轨道，通过曲线连接轨道到达过渡曲线轨道，在过渡曲线轨道上选择目标方向(目标方向为将要驶入的方向)的行车轨道所对应的曲线连接轨道，从而通过它进入目标方向的行车轨道。借助过渡曲线轨道这种方式，可减少曲线连接轨道的数量，同时使转弯盘结构更加紧凑。
[0010]当行车轨道互通的方向较少时，采用曲线连接轨道斜切相接连接两不同的行车轨道，无需过渡曲线轨道。以下具体给出几种转弯盘结构。
[0011]当两行车轨道方向相反时，类似于公路上需要掉头行驶情况:采用一条曲线连接轨道一端斜切相接连接正向行车轨道，另一端斜切相接连接反向行车轨道。优选的:当两行车轨道间距较大时，曲线连接轨道的曲线为一圆弧形；当两行车轨道间距较小时，曲线连接轨道的曲线为三段相切连接的圆弧构成的曲线，类似于两脚为圆弧的“ Ω ”字形状。此称为掉头转弯盘。
[0012]当两行车轨道方向相同时，类似于公路上需要超车换道的情况:采用一条曲线连接轨道一端斜切相接连接一行车轨道，另一端斜切相接连接另一要换道的行车轨道。优选的:曲线连接轨道的曲线为两段相切连接的圆弧构成的曲线，类似于斜躺着弯角较小的“S”形。此称为换道转弯盘。
[0013]当两方向相反的行车轨道组成主道，另有两方向相反的行车轨道组成支道，相接于主道，类似于公路上的分岔路口情况:支道上的正向行车轨道斜切相接连接两曲线连接轨道的一端，两曲线连接轨道的另一端分别与主道上的两方向行车轨道斜切相接。支道上的反向行车轨道斜切相接连接一个曲线连接轨道，曲线连接轨道的另一端与主道上的正向行车轨道斜切相接，主道上的反向行车轨道采用曲线连接轨道斜切相接连接主道上的正向行车轨道，即主道上添加一个掉头转弯盘，这样，主道上的反向行车轨道就可以通过掉头转弯盘行驶到正向行车轨道，并通过曲线连接轨道行驶到支道反向行车轨道。从而实现主道反向行车轨道和支道反向行车轨道之间的连通。这样主道、支道就完成了轨道间的互通，此称为分贫转弯盘。
[0014]当两方向相反的行车轨道组成主道，与另一个同样组成的主道相交时，类似于公路的交叉路口:两主道的行车轨道相交叉后，形成一个类似于“#”字状的轨道线，中心为一个“口”字形。采用四个曲线连接轨道斜切相接连接“口”字形四角点外测两相邻的行车轨道。再用四个曲线连接轨道连接“ 口”字形四角点内测两相邻的行车轨道，或者将“ 口”字形两端的两主道的正反行车轨道，用四个掉头转弯盘连接起来。从而能实现两主道各个方向的相互转弯通行。
[0015]当需要连通的方向较多时，类似于上述的两主道交叉情况，就需要用到过渡曲线轨道，从而使转弯盘结构更加紧凑。
[0016]当两方向相反的行车轨道组成主道，与另一个同样组成的主道相交时，类似于公路的交叉路口:两主道的行车轨道相交叉后，形成一个类似于“ # ”字状的轨道线，中心为一个“口”字形，将中心截去，安装一个环形的过渡曲线轨道，然后采用8个曲线连接轨道的一端分别与中心外侧的8个行车轨道段端头斜切相接相连，另一端全部斜切相接相连在过渡曲线轨道上。从而完成了轨道间的互通，从一个行车轨道通过曲线连接轨道再通过过渡曲线轨道过渡到与目标行车轨道相连的曲线连接轨道上，然后到达目标行车轨道上。相当于完成公路交叉路口的左转右转和掉头等转弯动作。此称为交叉转弯盘。当需要连接的主道数量过多，车辆流量过大，为避免造成堵塞，过渡曲线轨道也可采用多个并排同心的封闭环状轨道以增大转弯时过渡曲线轨道的通车量。
[0017]当需要连通的情况更复杂式，比如多排车道的掉头、换道情况，多排车道的分岔、交叉情况，多排车道有很多对正反方向轨道，还有轨道车站、轨道车库等等复杂情况。这时就需要灵活采用上面介绍的四种最简转弯盘进行组合连接，完成各方向的互通连接。同时灵活采用曲线连接轨道斜切相接连接两行车轨道，以达到想要的转弯效果。
[0018]较优的，上述的曲线连接轨道的曲线可采用圆弧线或者多段圆弧线相切连接组成一条平滑的曲线；曲线连接轨道与所述行车轨道、过渡曲线轨道采用相切相接的方式进行连接。即斜切中以相切为优。
[0019]在各行车轨道、过渡曲线轨道被曲线连接轨道相互连通的过程中，会产生相交点和相接点，轨道车辆运行至此交点或接点处会被交、接点阻挡而无法继续前行。因为轨道车辆的车轮轮缘或者导向轮在轨道路轨上行驶至交接点处，另一条轨道路轨就会阻碍车轮轮缘或导向轮，而使车辆无法前行。换向器就是安装在轨道轨线的交接点处，负责当两轨道轨线相交或者相接时，能将其中一条轨道轨的内侧面连接起来而将另一条轨道轨线在交接点处断开、出现缺口，或者封堵在被连接轨的外侧，以便轨道车辆的车轮轮缘或者导向轮在交接点处顺利通过。换向器由两部分组成，包含触发单元和移动段单元。所述触发单元能在轨道车辆车轮经过时被触发，在被触发的同时能通过其驱动部件驱动所述移动段单元，使移动段单元旋转、平动等移动动作，来使相交接(相交或相接)的两轨中的一条轨内侧面被连接，另一条轨则断开、出现缺口，或者封堵在其外测。其中，内侧面为轨道轨指向车轴的那一侧面的总称，其能阻挡车轮轮缘外移迫使车辆在轨道上行驶而不脱轨。
[0020]当移动段单元设置在接点处时，接点处两轨线相接，该两轨线分别为第一轨线和被第一轨线主动相接的第二轨线，第一轨线端头去接第二轨线时，应留有间隙。移动段单元安装于该间隙内并沿第一轨线延伸、斜切相接第二轨线。移动段单元的顶面可以行车、两侧面与两轨线的内侧面相同，移动段单元前端被斜切形成切口，切口可与第二轨线的内侧面贴合，移动段单元的后端与第一轨线端头端面相贴合，移动段单元底面在靠近第一轨线的位置固定设有旋转中心，移动段单元可绕此旋转中心向远离第二轨线内侧面的方向转动，与第二轨线相隔一段距离形成一个缺口。
[0021]当移动段单元绕该旋转中心向远离第二轨线内侧面的方向移动，与第二轨线之间相隔形成一个缺口，此时第一轨线处于断开状态、第二轨线连通，车辆轮缘可以从移动段单元与第二轨之间的间隙内通过，此为移动段单元的第一位置；当移动段单元移动并靠近第二轨线内侧面，移动段单元前端与第二轨线内侧面贴合，移动段单元已和第一轨线端头相贴合连接，相当于第一轨线的延长段，从而将第一轨线接通、将第二轨线封堵在第一轨线外侧，在接点处车辆可顺利通过第一轨，此为移动段单元的第二位置。
[0022]当移动段单元设置在交点处时，交点处两轨线相交，该两轨线分别为第三轨线和第四轨线。第三轨线和第四轨线在交点处均被切断形成缺口，移动段单元可分别配合设于第三轨线和第四轨线的缺口内，移动段单元的顶面可以行车、且两侧面分别和第三轨线和第四轨线的内侧面相同。移动段单元的前端、后端均可与第三轨线和第四轨线的两端断面贴合以衔接轨线。
[0023]移动段单元底面固定设有旋转中心，该移动段单元可绕旋转中心在第三轨线和第四轨线的缺口之间转动变换，移动段单元位于第三轨线的缺口内时，第三轨线接通、第四轨线断开出现缺口，方便车辆轮缘从缺口通过，此为移动段单元的第一位置；该移动段单元位于第四轨线的缺口内时，第三轨线断开出现缺口、第四轨线接通，方便车辆轮缘从缺口通过，此为移动段单元的第二位置。
[0024]触发单元能在车辆经过时被触发，并驱动移动段单元移动到相应的位置，第一位置或第二位置。触发单元可为机械式也可以为电子式，机械式的触发单元在车辆经过时，其受力部件接受车辆的前进动力并通过传动机构传给移动段单元，引起移动段单元运动，并移动到相应位置。电子式触发单元包含触发开关和电动驱动机构，触发开关能感受到车辆经过的信号，并能做开合动作，开关的开合控制电机的运动方式，是左转还是右转。电机驱动机构再驱动与之连接的移动段单元运动，并移动到相应位置。
[0025]机械式触发单元有两种实施例，第一种是连杆滑块式触发单元，该连杆滑块式触发单元包括:安装在移动段单元的前方的前触发单元、安装在移动段单元的后方的后触发单元。
[0026]前触发单元包括:首尾顺次铰接连接的受力接触杆、第一传力杆、第二传力杆，第二传力杆的前端为自由端，该自由端铰接连接于移动