一种轻型铁路轨道及轨车变轨装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体为一种新型结构的轻型铁路轨道及应用在该轨道上的轨车变轨装置和变轨方法。

背景技术：

城市轨道交通是现代化城市交通不可或缺的重要组成部分，它具备运输能力大、污染少、节约能源等特点，但是在现有轨道交通技术应用过程中，存在以下几个问题：轨道的结构形状都是标准化模式，采用上弧形面的工字形截面轨道，相应的轨车采用内侧带翼缘的车轮在该轨道上行驶，这样的结构特征造成当轨车需要变道时，需要配备道岔装置作为辅助；而行走车轮内侧设置有翼缘，故变道轨与正常轨道交错位置要设置多道沟槽，因而，道岔装置的结构复杂，各项性能指标要求非常严格，生产成本高，轨车变轨操作复杂；无道岔的轨道系统，占地面积大，轨车经过站点时，需要停靠，影响后车正常行进，不利于实现点对点的车辆运行模式。

为解决上述问题，申请人公开了专利号为201611178205.4的名称为一种轻型铁路轨道、轨车变轨装置及轨车运行方法的技术方案，该技术方案存在部分不完善的地方，其导向变轨装置结构复杂，变轨可靠性较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种轻型铁路轨道及变轨装置，轨道结构设计更合理简单，轨车变轨装置操作更加可靠。

为实现上述实用新型目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种轻型铁路轨道，它包括对称布置的平行双轨道和拐进拐出的道岔轨道，轨道主体与轨车行走轮接触面为平轨面，平轨面设置在轨道主体上部，平轨面的外侧一体连接有朝向上方突出的翼缘，翼缘与轨道平行，平轨面的内侧为折向下方的内沿，道岔轨道与平行双轨道一体式连接，在轨车行走轮行进经过的轨道平轨面通路上，无翼缘阻拦，所述的道岔轨道与平行双轨道x形连接处的平行双轨道的平轨面上设置有凹槽ⅰ，凹槽ⅰ与该连接处的道岔轨道平行，凹槽ⅰ设置在平轨面的内侧。

进一步地，所述的道岔轨道与平行双轨道x形连接处平轨面上，轨车行走轮行进路线的内侧位置设置有凹槽ⅱ，凹槽ⅱ与该连接处的平行双轨道平行。

所述的凹槽ⅰ或凹槽ⅱ的一个边沿为与其邻近且平行的轨道的平轨面的内沿，凹槽ⅰ或凹槽ⅱ的宽度大于变轨轮轮翼的宽度。

所述的翼缘上端的截面为上凸的弧形，便于轮面带有凹槽的导引轮在翼缘上行走；所述的翼缘整体为梯形，上窄下宽，翼缘的内侧面略微倾斜一定角度。

所述的轨道与轨道之间为错合形状连接，即轨道端部为斜角、斜角与斜角错合的有缝连接，该缝与平轨面垂直，接缝的俯视形状为斜线。

一种应用上述轻型铁路轨道的轨车变轨装置，它包括行走轮和导引轮，行走轮通过轮架与车架连接，行走轮在平轨面上行走，呈线接触连接，导引轮包括变轨轮，变轨轮通过驱动装置与轮架活动连接，可上下位移，变轨轮包括外侧的支撑平轮面和内侧竖直方向突出的轮翼，轮翼一侧为斜面，具体与平轨面内沿接触侧为斜面，变轨轮下移后，支撑平轮面与平轨面接触连接，轮翼与平轨面内沿接触连接，凹槽ⅰ或凹槽ⅱ用以通过轮翼，车架主要通过轮翼完成变轨操作。

进一步地，导引轮还包括导向轮，导向轮通过驱动装置与轮架上下活动连接，导向轮的轮面为凹槽形轮面，导向轮整体呈h形，凹槽形轮面为矩形槽或内弧形槽，其凹槽的最大宽度大于翼缘上端弧面的最大宽度，导向轮的轮面凹槽与翼缘上端弧面接触连接。

所述的导向轮的凹槽轮面为橡胶轮面，其凹槽轮面为橡胶轮面，导向轮的两侧设置有金属支撑板，通过金属支撑板作为橡胶轮面的左右承力部件，橡胶轮面与翼缘上端接触行走时，产生噪音小。

进一步地，所述的橡胶材质为耐高温耐磨材质，可选市场上耐260℃高温的酚醛ph材质橡胶或者氢化丁晴橡胶。

所述的轨车行走轮或者变轨轮的支撑平轮可设置同样的低噪橡胶轮面，材质与导向轮凹槽轮面一样，选用耐高温、耐磨的橡胶轮面，行走轮设置环形凹槽便于安装橡胶轮面。

所述的驱动装置设置在轮架上，其包括行星电机、驱动板、升降杆，轮架上导引轮的两侧面设置有平行的箱板，箱板设置有弧形的竖向轴槽，便于导引轮的轮轴在轴槽内上下方向位移，导引轮与升降杆铰接，导引轮的轮轴通过轴承与升降杆连接，升降杆的一端与轮架铰接，升降杆带动导引轮旋转一定角度，行星电机固定在轮架上，行星电机的输出轴与驱动板固定连接，带动驱动板旋转，驱动板设置有弧形的限位槽，限位槽与导引轮的轮轴滑动连接，行星电机带动驱动板旋转，导引轮的轮轴在限位槽和升降杆的双重限制下，实现上下位移。

进一步地，所述的限位槽所在的弧线至少部分的圆心不与行星电机的输出轴的轴心重合，确保弧形限位槽旋转后，导引轮的轮轴在不同位移高度；上述的轴槽及限位槽的宽度略大于导引轮的轮轴直径；轴槽的弧线圆心与升降杆与轮架的铰接点重合；所述的升降杆的旋转角度受轴槽的限制，驱动板的旋转角度为90度；所述的升降杆的另一端通过复位弹簧与轮架连接，在复位弹簧作用力下，给予升降杆一个向上的推力。

所述的轮架与车架铰接，轮架可水平方向旋转，便于车架转向，进一步地，轮架与车架的铰接点所在垂线经过行走轮的轴线；轮架内侧设置有铰接点，车架两侧的轮架铰接点连接同步杆，用以车架两侧的轮架同步转向。

所述的轮架与车架通过铰接槽ⅰ铰接，轮架可水平方向旋转，便于车架转向；进一步地，轮架与车架的铰接点（铰接槽ⅰ的圆心）在行走轮轮心的正上方，轮架内侧设置有铰接槽ⅱ，车架两侧的铰接槽ⅱ连接同步杆，用以车架两侧的轮架同步转向。

所述的轨道道岔结构整体结构形式与现在运行的铁路贴合后的道岔相似，道岔与轨道为一体式连接，即道岔轨道与正常轨道连接处的平轨面俯视形状为“r”形，两者交叉处的平轨面俯视形状为“×”形；该轨道的道岔轨道截面与轨道主体截面形状相同，道岔轨道与正常轨道为一体式连接，道岔用轨道与正常轨道交叉连接处，轨车行走轮经过的轨道平轨面通路上无翼缘结构，即道岔的平轨面与轨道主体的平轨面相交接处无翼缘结构。

一种利用变轨装置的变轨方法，车体在平行双轨道行进时，至少一侧的导向轮下压到翼缘上进行导向，变轨轮保持抬起状态，当经过道岔需要拐出时，同样的行进方向，以右侧拐出拐入为例，左侧变轨轮下移，左侧的导向轮抬起，右侧变轨轮保持抬起状态，在左侧变轨轮作用力下，车体进入道岔轨道。

所述的导向轮和变轨轮的状态，均包括抬起状态和下压状态，抬起状态时，导向轮最下端高于翼缘最上端，变轨轮轮翼的最下端高于平轨面；下压状态时，导向轮凹槽轮面与翼缘上端接触连接，变轨轮的轮翼内侧与平轨面内沿接触连接。同样的行进方向，以右侧拐出拐入为例，当轨车无变向需求时，左侧的导向轮为下压状态，整个轨车行走进行辅助导向，当碰到需要变向的道岔时，提前确保左侧导向轮以及右侧变轨轮为均为抬起状态，且左侧变轨轮为下压状态，依靠左侧变轨轮对轨车进行变轨；同侧的导向轮和变轨轮，当变轨轮下压状态时，导向轮必定为抬起状态，当导向轮下压状态时，变轨轮为抬起状态。

本实用新型的有益效果为：

通过对新型的轨道以及变轨装置进行改进，使得轨道主体的道岔结构设计更加合理，通过变轨轮作为变轨的主要机构，可容易使轨车从一体式结构的道岔上变轨，使得应用于城市的轻型轨车行走更加稳靠，便于实现城市点对点的交通运行模式。

附图说明

图1为本实用新型实施例轨道结构示意图；

图2为本实用新型实施例轨道道岔俯视结构示意图；

图3为本实用新型轨道接缝结构示意图；

图4为本实用新型变轨装置导向轮正视结构示意图；

图5为本实用新型变轨装置变轨轮正视结构示意图；

图6为本实用新型变轨装置外观示意图；

图7为本实用新型变轨装置俯视结构示意图；

图8为图4中驱动板结构示意图；

图9为图4中升降杆结构示意图；

图10为实用新型实施例车架结构示意图；

图11为实用新型实施例同步杆结构示意图；

1.平行双轨道，2.道岔轨道，3.平轨面，4.翼缘，5.凹槽ⅰ，6.凹槽ⅱ，7.行走轮，8.变轨轮，9.导向轮，10.轮架，11.行星电机，12.驱动板，13.升降杆，14.箱板，15.轴槽，16.限位槽，17.复位弹簧，18.铰接槽ⅰ，19.铰接槽ⅱ，20.轮翼。

具体实施方式

下面结合附图对本实施例进行描述，一种轻型铁路轨道，它包括对称布置的平行双轨道1和拐进拐出的道岔轨道2，轨道主体与轨车行走轮7接触面为平轨面3，平轨面3设置在轨道主体上部，平轨面3的外侧一体连接有朝向上方突出的翼缘4，翼缘4与轨道平行，平轨面3的内侧为折向下方的内沿，道岔轨道2与平行双轨道1一体式连接，在轨车行走轮7行进经过的轨道平轨面3通路上，无翼缘4阻拦，所述的道岔轨道2与平行双轨道1x形连接处的平行双轨道1的平轨面3上设置有凹槽ⅰ5，凹槽ⅰ5与该连接处的道岔轨道2平行，凹槽ⅰ5设置在平轨面3的内侧。

进一步地，所述的道岔轨道2与平行双轨道1x形连接处平轨面3上，轨车行走轮7行进路线的内侧位置设置有凹槽ⅱ6，凹槽ⅱ6与该连接处的平行双轨道1平行。

结合附图2说明“轨车行走轮7行进经过的轨道平轨面3通路上无翼缘4阻拦”，如图2中所示，a1,a2为双平行轨道，b1，b2为道岔轨道2，b1与a1连接处b1轨道的翼缘4端部在a1内侧，不与a1翼缘4连接，b1与a2交叉处的b1和a2轨道上的翼缘4均为断开的，b2的翼缘4与a2的翼缘4连接，a2与b2连接处的a2轨道的翼缘4为断开的，其上述设计的目的都是为了轨车的行走轮7能无障碍地通行或变道。

所述的凹槽ⅰ5或凹槽ⅱ6的一个边沿为与其邻近且平行的轨道的平轨面3的内沿，凹槽ⅰ5或凹槽ⅱ6的宽度大于变轨轮8轮翼20的宽度。

所述的翼缘4上端的截面为上凸的弧形，便于轮面带有凹槽的导引轮在翼缘4上行走；所述的翼缘4整体为梯形，上窄下宽，翼缘4的内侧面略微倾斜一定角度。

所述的轨道与轨道之间为错合形状连接，即轨道端部为斜角、斜角与斜角错合的有缝连接，该缝与平轨面3垂直，接缝的俯视形状为斜线。

一种应用上述轻型铁路轨道的轨车变轨装置，它包括行走轮7和导引轮，行走轮7通过轮架10与车架连接，行走轮7在平轨面3上行走，呈线接触连接，导引轮包括变轨轮8，变轨轮8通过驱动装置与轮架10活动连接，可上下位移，变轨轮8包括外侧的支撑平轮面和内侧竖直方向突出的轮翼20，轮翼20一侧为斜面，具体与平轨面3内沿接触侧为斜面，变轨轮8下移后，支撑平轮面与平轨面3接触连接，轮翼20与平轨面3内沿接触连接，凹槽ⅰ5或凹槽ⅱ6用以通过轮翼20，车架主要通过轮翼20完成变轨操作。

进一步地，导引轮还包括导向轮9，导向轮9通过驱动装置与轮架10上下活动连接，导向轮9的轮面为凹槽形轮面，导向轮9整体呈h形，凹槽形轮面为矩形槽或内弧形槽，其凹槽的最大宽度大于翼缘4上端弧面的最大宽度，导向轮9的轮面凹槽与翼缘4上端弧面接触连接。

所述的导向轮9的凹槽轮面为橡胶轮面，其凹槽轮面为橡胶轮面，导向轮9的两侧设置有金属支撑板，通过金属支撑板作为橡胶轮面的左右承力部件，橡胶轮面与翼缘4上端接触行走时，产生噪音小。

进一步地，所述的橡胶材质为耐高温耐磨材质，可选市场上耐260℃高温的酚醛ph材质橡胶或者氢化丁晴橡胶。

所述的轨车行走轮7可设置同样的低噪橡胶轮面，材质与导向轮9凹槽轮面一样，选用耐高温、耐磨的橡胶轮面，行走轮7设置环形凹槽便于安装橡胶轮面。

所述的驱动装置设置在轮架10上，其包括行星电机11、驱动板12、升降杆13，轮架10上导引轮的两侧面设置有平行的箱板14，箱板14设置有弧形的竖向轴槽15，便于导引轮的轮轴在轴槽15内上下方向位移，导引轮与升降杆13铰接，导引轮的轮轴通过轴承与升降杆13连接，升降杆13的一端与轮架10铰接，升降杆13带动导引轮旋转一定角度，行星电机11固定在轮架10上，行星电机11的输出轴与驱动板12固定连接，带动驱动板12旋转，驱动板12设置有弧形的限位槽16，限位槽16与导引轮的轮轴滑动连接，行星电机11带动驱动板12旋转，导引轮的轮轴在限位槽16和升降杆13的双重限制下，实现上下位移。

进一步地，所述的限位槽16所在的弧线至少部分的圆心不与行星电机11的输出轴的轴心重合，确保弧形限位槽16旋转后，导引轮的轮轴在不同位移高度；上述的轴槽15及限位槽16的宽度略大于导引轮的轮轴直径；轴槽15的弧线圆心与升降杆13与轮架10的铰接点重合；所述的升降杆13的旋转角度受轴槽15的限制，驱动板12的旋转角度为90度；所述的升降杆13的另一端通过复位弹簧17与轮架10连接，在复位弹簧17作用力下，给予升降杆13一个向上的推力。

所述的轮架10与车架铰接，轮架10可水平方向旋转，便于车架转向，进一步地，轮架10与车架的铰接点所在垂线经过行走轮7的轴线；轮架10内侧设置有铰接点，车架两侧的轮架10铰接点连接同步杆，用以车架两侧的轮架10同步转向。

所述的轮架10与车架通过铰接槽ⅰ18铰接，轮架10可水平方向旋转，便于车架转向；进一步地，轮架10与车架的铰接点（铰接槽ⅰ18的圆心）在行走轮7轮心的正上方，轮架10内侧设置有铰接槽ⅱ19，车架两侧的铰接槽ⅱ19连接同步杆，用以车架两侧的轮架10同步转向。

所述的轨道道岔结构整体结构形式与现在运行的铁路贴合后的道岔相似，道岔与轨道为一体式连接，即道岔轨道2与正常轨道连接处的平轨面3俯视形状为“r”形，两者交叉处的平轨面3俯视形状为“×”形；该轨道的道岔轨道2截面与轨道主体截面形状相同，道岔轨道2与正常轨道为一体式连接，道岔用轨道与正常轨道交叉连接处，轨车行走轮7经过的轨道平轨面3通路上无翼缘4结构，即道岔的平轨面3与轨道主体的平轨面3相交接处无翼缘4结构。

一种利用变轨装置的变轨方法，车体在平行双轨道1行进，当经过道岔需要拐出时，同样的行进方向，以右侧拐出拐入为例，左侧变轨轮8下移，右侧的变轨轮8保持高位移状态，在变轨轮8作用力下，车体进入道岔轨道2。

所述的导向轮9和变轨轮8的状态，均包括抬起状态和下压状态，抬起状态时，导向轮9最下端高于翼缘4最上端，变轨轮8轮翼20的最下端高于平轨面3；下压状态时，导向轮9凹槽轮面与翼缘4上端接触连接，变轨轮8的轮翼20内侧与平轨面3内沿接触连接。同样的行进方向，以右侧拐出拐入为例，当轨车无变向需求时，左侧的导向轮9为下压状态，对整个轨车行走进行辅助导向，当碰到需要变向的道岔时，提前确保左侧导向轮9以及右侧变轨轮8为抬起状态，且左侧变轨轮8为下压状态，依靠左侧变轨轮8对轨车进行变轨。

通过对新型的轨道进行改进，使得轨道主体翼缘4上端作为导向轮9的行走轨道，轨车变轨装置设置的h形导向轮9可在翼缘4结构上行走导向，通过该翼缘4行走轨道与轨车变轨装置，可容易使轨车从一体式结构的道岔上驶出，使得应用于城市的轻型轨车行走更加稳靠；通过设置橡胶轮面，使得整个车体噪音低，爬坡能力强；有效解决二、三线城市交通堵塞问题，且施工成本低。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本实用新型的保护范围。