本发明涉及一种矿车的变道驱动装置，特别是涉及狭窄矿道中矿车填料的变轨驱动装置。
背景技术：
矿车在矿山作业中，主要用于煤及其他物料的运输，一般用机车或绞车牵引，但在狭窄矿道中，由于空间有限，机车或绞车很难在其中对矿车牵引进行填料等作业，也没有足够的空间进行矿车方向的调转。
当前矿车变道主要是通过采用液压或气动装置的推动实现矿车从一个轨道到另一个轨道的机械变动，这样会对矿车的车轮造成一定损害；并且矿车轨道由于经常有煤渣堆积，会对推动变轨的路径造成阻塞，从而导致变轨装置的失效。
有些地方为了矿车作业的灵活性，在每辆矿车上装有电机驱动，这样造成了矿车的造价以及维护成本的提高，而且矿车只有在部分区域才需要单独驱动，当填完料时会由机车或绞车牵引，造成了独立驱动装置的闲置。
一些辅助矿车填料装置只是实现了填料时矿车推进与推出，没有实现矿车的准确定位，不能很好的配套已有的填料系统，也不能实现矿车填料后准确运行到指定区域与其他矿车或牵引机车实行对接。
技术实现要素：
发明目的：为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于矿车填料的变道驱动装置，针对狭窄矿道矿车变轨驱动问题，采用单边轨道旋转变轨和部分段辅助驱动，以实现矿车在狭窄矿道中的变轨和驱动填料，并能实现矿车的精确定位运输，更好的配套现有填料系统以及矿车运输系统，提高矿车填料运输的效率与精度。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种用于矿车填料的变道驱动装置，其特征在于：包括矿车轨道、过渡轨道、驱动导轨、驱动装置和变轨装置；
所述驱动导轨设置在矿车轨道的左侧轨道与右侧轨道之间，驱动导轨包括滚轮导轨和啮合导轨，滚轮导轨设有轮槽，啮合导轨设有条形齿；
所述驱动装置包括设置在滚轮导轨和啮合导轨上方的滑动平台，滑动平台顶部设有矿车轮轴夹持机构，矿车轮轴夹持机构用于夹持或松开矿车轮轴，滑动平台底部设有滚轮以及由驱动电机驱动的啮合齿轮，滚轮嵌入轮槽内，啮合齿轮与条形齿相互啮合，滑动平台侧面设有位置传感器；
所述变轨装置包括前端变位轨、后端变位轨、前端垫轨、后端垫轨、后端变位器和前端变位器，前端垫轨设置在矿车轨道的左侧轨道与驱动导轨之间，后端变位轨设置在矿车轨道的右侧轨道与驱动导轨之间，前端变位器和后端变位器均包括底座和转盘，前端变位器的底座固定在前端垫轨上，前端变位轨固定在前端变位器的转盘上，后端变位器的底座固定在后端垫轨上，后端变位轨固定在后端变位器的转盘上；
过渡轨道包括过渡内轨、过渡外轨、过渡内轨垫轨和过渡外轨垫轨，在矿车轨道的右侧轨道外侧间隔设置过渡内轨垫轨和过渡外轨垫轨，过渡内轨固定在过渡内轨垫轨上，过渡内轨一端与矿车轨道的右侧轨道衔接，过渡外轨固定在过渡外轨垫轨上，过渡外轨一端靠近矿车轨道的右侧轨道；
通过前端变位器带动前端变位轨旋转，以及后端变位器带动后端变位轨旋转，可使前端变位轨一端与矿车轨道的左侧轨道衔接，前端变位轨另一端与后端变位轨一端衔接，后端变位轨另一端与过渡外轨衔接。
进一步的，所述啮合导轨包括啮合上导轨和啮合下导轨，啮合下导轨固定在地基上，啮合上导轨固定在啮合下导轨上，啮合下导轨和啮合上导轨的端部与导轨支座固定，啮合下导轨和啮合上导轨一侧设有条形齿槽，条形齿包括设置在条形齿槽顶面的上条形齿和设置在条形齿槽底面的下条形齿；所述滚轮导轨固定在啮合上导轨上，轮槽设置在滚轮导轨两侧。
进一步的，所述矿车轮轴夹持机构包括固定爪，固定爪中部设有水平卡槽，水平卡槽高度与矿车轮轴大致相同，水平卡槽底部设有闭合开关，水平卡槽槽口下侧设有旋转槽，旋转槽内设有旋转轴，旋转轴上设有旋转扣，旋转轴由矿车轮轴夹持机构驱动电机驱动，矿车轮轴夹持机构驱动电机的控制电路与闭合开关连接，通过矿车轮轴夹持机构驱动电机可带动旋转轴上的旋转扣向上翻转并与水平卡槽槽口上侧相贴合。
进一步的，所述水平卡槽槽口上侧与旋转扣相贴合的位置设有突起，所述旋转扣上设有与突起相对应的卡槽，旋转扣与旋转轴之间设有加强筋板。
进一步的，所述滚轮轴通过滚轮支座固定在滑动平台底部；所述啮合齿轮设置在驱动电机输出轴上，驱动电机通过电机固定环固定在电机支座上，电机支座固定在滑动平台底部。
进一步的，所述驱动装置还包括线盒槽和线盒，线盒槽固定在地基上，线盒一端固定在滑动平台上，线盒另一端放在线盒槽中。
进一步的，所述前端变位轨、后端变位轨、过渡内轨和过渡外轨的高度介于矿车轨道与矿车轮轴之间，前端变位轨与矿车轨道的左侧轨道衔接的一端、过渡内轨与矿车轨道的右侧轨道衔接的一端均设有过渡缓坡。
进一步的，所述矿车轨道的右侧轨道与过渡内轨衔接处设有豁槽，豁槽宽度比矿车轮轮缘厚度稍宽。
进一步的，所述矿车轨道的左侧轨道内侧与豁槽相对应的位置还设有一段护轨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明选择在矿车轨道特定工作段设置矿车的驱动装置，并且驱动装置结构简单，克服了狭窄矿道矿车变轨驱动的弊端，实现了矿车的部分段的驱动；
(2)本发明能实现矿车的精确定位运输，能较精确的控制矿车在的制动，以及控制矿车运行中的速度，能更好的配套现有填料系统以及矿车运输系统，本发明也可以实现输送填料后的矿车到指定区域或位置以与牵引机车及其他矿车的衔接，降低成本，提高矿车填料运输的效率与精度；
(3)本发明中的轨道变轨装置也可以根据矿道的大小调整矿车轨道和过渡轨道之间夹角的大小，以适应不同空间尺寸矿道中的矿车变道。
附图说明
图1为本发明的用于矿车填料的变道驱动装置总图；
图2为本发明中驱动装置与驱动导轨配合的主视图；
图3为本发明中驱动装置与驱动导轨配合的俯视图；
图4为本发明中矿车轮轴夹持机构的示意图；
图5为本发明中驱动装置与驱动导轨配合的截面图；
图6为本发明中驱动导轨的截面图；
图7为本发明中变轨装置的俯视图；
图8为本发明中变轨装置的空间衔接图；
图9为本发明中齿轮齿条啮合图。
其中：1-驱动装置，2-驱动导轨，3-变轨装置，4-左侧轨道，5-右侧轨道，6-矿车轮轴，7-矿车轮轮缘；11-固定爪，12-闭合开关，13-旋转扣，14-电机支座，15-线盒，16-线盒槽，17-滑动平台，18-滚轮，19-啮合齿轮，110-驱动电机，111-电机固定环，112-位置传感器；113-水平卡槽，114-旋转槽，115-旋转轴，116-加强筋板，21-滚轮导轨，22-啮合上导轨，23-啮合下导轨，24-条形齿，241-上条形齿，242-下条形齿，25-导轨支座；31-护轨，32-前端变位轨，33-后端变位轨，34-过渡内轨，35-过渡外轨，36-前端垫轨，37-后端垫轨，38-过渡内轨垫轨，39-过渡外轨垫轨，310-后端变位器，311-前端变位器，312-过渡缓坡，313-豁槽。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1、5、7、8、9所示，本发明的一种用于矿车填料的变道驱动装置，包括矿车轨道、过渡轨道、驱动导轨2、驱动装置1和变轨装置3。
所述驱动导轨2设置在矿车轨道的左侧轨道4与右侧轨道5之间，驱动导轨1包括滚轮导轨21和啮合导轨，滚轮导轨21设有轮槽，啮合导轨设有条形齿24。
所述驱动装置1包括设置在滚轮导轨21和啮合导轨上方的滑动平台17，滑动平台17顶部设有矿车轮轴夹持机构，矿车轮轴夹持机构用于夹持或松开矿车轮轴6，滑动平台17底部设有滚轮18以及由驱动电机110驱动的啮合齿轮19，滚轮18嵌入轮槽内，啮合齿轮19与条形齿24相互啮合。在滑动平台17的侧面位置固定传感器12，用于监测滑动平台17实时位置。
所述变轨装置3包括前端变位轨32、后端变位轨33、前端垫轨36、后端垫轨37、后端变位器310和前端变位器311。前端垫轨32设置在矿车轨道的左侧轨道4与驱动导轨2之间，后端变位轨33设置在矿车轨道的右侧轨道5与驱动导轨2之间，前端变位器311和后端变位器310均包括底座和转盘，前端变位器311的底座固定在前端垫轨36上，前端变位轨32固定在前端变位器311的转盘上，后端变位器310的底座固定在后端垫轨37上，后端变位轨33固定在后端变位器310的转盘上。
所述过渡轨道包括过渡内轨34、过渡外轨35、过渡内轨垫轨38和过渡外轨垫轨39，在矿车轨道的右侧轨道5外侧间隔设置过渡内轨垫轨38和过渡外轨垫轨39，过渡内轨34固定在过渡内轨垫轨38上，过渡内轨38一端与矿车轨道的右侧轨道5衔接，过渡外轨35固定在过渡外轨垫轨39上，过渡外轨35一端靠近矿车轨道的右侧轨道5。
通过前端变位器311带动前端变位轨32旋转，以及后端变位器310带动后端变位轨33旋转，可使前端变位轨32一端与矿车轨道的左侧轨道4衔接，前端变位轨32另一端与后端变位轨33一端衔接，后端变位轨33另一端与过渡外轨35衔接，此时，矿车轨道和过渡轨道通过变轨装置3实现衔接，当前端变位轨32和后端变位轨33转动至如图7所示的虚线位置时，矿车轨道和过渡轨道的衔接断开。本发明的变轨装置3可以根据矿道的大小调整矿车轨道与过渡轨道的之间夹角的大小，以适应不同空间尺寸矿道中的矿车变道。
如图2、5和6所示，本实施例的所述啮合导轨包括啮合上导轨22和啮合下导轨23，啮合下导轨23固定在地基上，啮合上导轨22通过螺栓固定在啮合下导轨23上，啮合下导轨22和啮合上导轨23的端部与导轨支座固定，啮合下导轨22和啮合上导轨23一侧设有条形齿槽，条形齿24包括设置在条形齿槽顶面的上条形齿241和设置在条形齿槽底面的下条形齿242；所述滚轮导轨21固定在啮合上导轨22上，轮槽设置在滚轮导轨21两侧。
如图2至5所示，本实施例的所述矿车轮轴夹持机构包括固定爪11，固定爪11中部设有水平卡槽113，水平卡槽113高度与矿车轮轴6大致相同，水平卡槽113底部设有闭合开关12，水平卡槽113槽口下侧设有旋转槽114，旋转槽114内设有可拆卸的旋转轴115，图4中为两个旋转轴115，左侧旋转轴115为拆卸状态，旋转轴115上设有旋转扣13，旋转轴115由矿车轮轴夹持机构驱动电机驱动，矿车轮轴夹持机构驱动电机的控制电路与闭合开关12连接，通过矿车轮轴夹持机构驱动电机可带动旋转轴115上的旋转扣13向上翻转并与水平卡槽113槽口上侧相贴合。此外，所述水平卡槽槽口上侧与旋转扣相贴合的位置设有突起，所述旋转扣上设有与突起相对应的卡槽，旋转扣13与水平卡槽113槽口时，突起与卡槽相互扣合在一起。旋转扣13与旋转轴115之间设有加强筋板116，可以增加旋转扣的整体强度。
如图5、6和9所示，本实施例的所述滚轮18轴通过滚轮支座固定在滑动平台17底部；所述啮合齿轮19设置在驱动电机110输出轴上，驱动电机110通过电机固定环111固定在电机支座14上，电机支座14固定在滑动平台17底部。
本实施例的驱动装置2通过驱动电机110上的啮合齿轮19与啮合导轨上的条形齿24啮合来提供驱动力，为降低驱动装置2安装难度和加大驱动力，也可采用齿轮链条啮合来提供驱动力，即将条形齿24更换为链条。
如图2和3所示，本实施例的所述驱动装置还包括线盒槽16、线盒15、位置传感器12，线盒槽16固定在地基上，线盒15一端固定在滑动平台17上，线盒15另一端放在线盒槽16中。线盒15可随滑动平台17整体移动，通过线盒15归集驱动电机110的线路，防止滑动平台17移动时线路被弄散，由于该驱动装置应用于煤矿中，线盒15同时起到防爆作用。
如图7和8所示，为了便于实现变轨对接，所述变轨装置2的前端变位轨32、后端变位轨33以及过渡轨道包括过渡内轨、过渡外轨的高度介于矿车轨道与矿车轮轴6之间。为了实现矿车轨道通过变轨装置3与过渡轨道的稳定衔接，前端变位轨32与矿车轨道的左侧轨道4衔接的一端、过渡内轨34与矿车轨道的右侧轨道5衔接的一端均设有过渡缓坡312。
如图7所示，由于矿车轮轮缘7卡在矿车轨道的左侧轨道4与右侧轨道5内侧，为了不阻碍矿车轮正常运行，所述矿车轨道的右侧轨道5与过渡内轨34衔接处设有豁槽313，豁槽313宽度比矿车轮轮缘7厚度稍宽。另外，在矿车轨道的左侧轨道4内侧与豁槽313相对应的位置还设有一段护轨31，因为313豁槽的存在，当矿车需要保持直行时，存在矿车轮卡入豁槽313内发生偏移的风险，此时护轨31起到为了防止矿车发生偏移的作用。
本发明变道驱动装置的工作过程：
首先，矿车轨道和过渡轨道通过变轨装置3实现衔接，空矿车通过过渡轨道变轨到矿车轨道上，矿车进入矿车轨道后矿车轮轴6正好可以进入水平卡槽113中，并触发闭合开关12，闭合开关12发出电信号至矿车轮轴夹持机构驱动电机，通过矿车轮轴夹持机构驱动电机可带动旋转轴115上的旋转扣13向上翻转并与水平卡槽113槽口上侧相贴合，从而卡住矿车轮轴6；闭合开关12触发同时，发电信号至后端变位器310和前端变位器311，通过后端变位器310、前端变位器311控制前端变位轨32，后端变位轨33转动到图7虚线所示位置以不阻碍矿车直线运动；闭合开关12触发同时，发电信号至驱动电机110，驱动电机110通过啮合齿轮19与条形齿啮合，带动滑动平台17沿着驱动导轨2做预定轨迹以及预定速度的运行，进行矿车填料操作，然后，当填料完成后，填料系统发出电信号至驱动电机110，矿车继续运行至目的轨道位置，然后与牵引机车及其他矿车进行衔接，目的轨道位置处设有信号发出装置，位置传感器112接收信号传至矿车轮轴夹持机构驱动电机，通过矿车轮轴夹持机构驱动电机可带动旋转轴115上的旋转扣13向下翻转复位，同时传信号至驱动电机110驱动滑动平台17回程，当驱动装置1回到初始位置时，初始位置设置的信号发射装置发射信号至位置传感器112，位置传感器112发出信号至后端变位器310，前端变位器311，后端变位器310、前端变位器311控制前端变位轨32，后端变位轨33转动，矿车轨道和过渡轨道通过变轨装置3再次实现衔接，自此实现辅助矿车变轨、定位驱动的一个循环，然后等待下一个空矿车通过过渡轨道变轨到矿车轨道上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。