跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统

1.本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统。


背景技术：

2.为适应我国经济的迅猛发展，需要建设大量的公路、铁路等交通基础设施，不可避免地穿越崇山峻岭，穿越方式通常以隧道为主。我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，断裂带十分活跃，属于地震多发的国家，隧道穿越活断层在所难免，就高速铁路隧道而言，断层错动对隧道及隧道内的设施具有重要影响，由于高铁对轨道的变形要求标准非常高，因此在隧道穿越活断层时需要采用相关的措施能实现对路轨结构变形进行实时的调整。
3.也即，目前，对于高铁轨道的在受到扰动的情况下还没有一项有效的措施，能够使得被扰动后发生错位的轨道进行自动复位，进而造成了高铁行驶潜在的安全风险；
4.可见，如何优化高铁轨道在受到扰动并出现错位后的复位措施，进而提高高铁行驶的安全性，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供的跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统，以至少解决上述技术问题；
6.为了解决上述问题，本发明的第一方面提供跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统，该自适应调控系统设置在轨道板与衬砌之间；自适应调控系统包括：设置在每一节所述衬砌与轨道板之间的转盘，所述转盘与所述衬砌转动连接，所述转盘上设置有绕所述转盘的中心设置的弧形滑槽；横连杆，所述横连杆的一端连接在相邻的一衬砌上，所述横连杆的另一端通过转动轴承连接在所述转盘的所述滑槽内；推杆，所述推杆的两端对应设置在所述衬砌上，所述推杆的两端对应与所述衬砌的连接端可自由转动，所述推杆为螺纹杆，所述螺纹杆上设置有与所述螺纹杆螺纹连接的传动螺母，所述传动螺母的外侧与所述轨道板相抵；齿轮传动结构，所述齿轮结构连接在所述推杆和所述转盘之间，所述齿轮传动结构与所述转盘的连接位置位于所述转盘外轮廓上，所述齿轮传动结构与所述推杆通过锥齿轮传动。
7.在第一方面中，所述齿轮传动结构包括：锥齿轮和具有一弧形齿面的轮盘，所述轮盘的一端与所述转盘的外轮廓连接；所述锥齿轮同轴心套设在所述推杆上，所述锥齿轮与所述轮盘传动连接。
8.在第一方面中，所述推杆的两端部对应通过一对插销连接在所述衬砌上，所述推杆两端与对应的所述插销之间可自由转动。
9.在第一方面中，所述复位装置还包括斜连杆；所述斜连杆的一端与所述横连杆位于所述转盘的一端相交，并通过所述转动轴承连接在所述转盘上，所述斜连杆的另一端连
接在所述相邻的一衬砌上。
10.在第一方面中，所述滑槽为绕所述转盘的中心设置的月牙形。
11.在第一方面中，所述第一节段的螺纹为渐变螺距设置。
12.在第一方面中，所述滑槽为斜向设置在所述转盘上的直线形状；所述横连杆由一对互相铰接的连杆组成，且铰接位置设置所述传动轴承；所述传动轴承设置在所述滑槽内，并可沿所述滑槽滑动。
13.在第一方面中，直线形状的所述滑槽的起始端位于所述转盘的中心，所述滑槽的末尾端位于所述转盘的边缘。
14.在第一方面中，所述传动轴承的轴心位置还突出设置有滑块，所述滑块与所述滑槽相适配。
15.第二方面，本发明提供了一种跨活断层隧道错动下路轨自适应复位系统，所述复位系统包括上述的跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统。
16.有益效果：本发明提出了跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统，通过横连杆连接相邻的一对衬砌，且横连杆的一端通过转成轴承滑动连接在转盘的滑槽内，当该衬砌发生位移时，由横连杆基于上一未发生扰动的衬砌位置为基础，使得转盘发生转动，使与转盘连接的齿轮传动结构发生传动，进而带动推杆发生转动，在通过推杆与传动螺母发生传动，使得传动螺母相对于衬砌静止不动，进而使得轨道板不发生转动，进而达到提高高铁在形式安全的技术效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例一中跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统的结构示意图一；
19.图2为本发明图实施例一中跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统的结构示意图二；
20.图3为本发明实施例一中跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统的结构示意图三；
21.图4为本发明实施例一中跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统的结构示意图四；
22.图中标号：
23.1、衬砌；
24.2、插销；
25.3、锥齿轮；
26.4、传动齿轮；
27.5、推杆；
28.6、转盘；601、滑槽；
29.7、转动轴承；
30.8、传动螺母；
31.9、斜连杆；
32.10、横连杆；
33.11、传动齿轮。
具体实施方式
34.下面将结合附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。
36.实施例一：
37.如图1-4所示，本实施例一提供了跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统，该自适应调控系统铺设于轨道板与衬砌之间；自适应调控系统包括：设置在每一节衬砌1与轨道板之间的转盘6，转盘6与衬砌1转动连接，转盘6上设置有绕转盘6的中心设置的弧形滑槽601；横连杆10，横连杆10的一端连接在相邻的一衬砌1上，横连杆10的另一端通过转动轴承7连接在转盘6的滑槽601内；推杆5，推杆5的两端对应设置在衬砌1上，推杆5的两端对应与衬砌1的连接端可自由转动，推杆为螺纹杆，螺纹杆上设置有与螺纹杆螺纹连接的传动螺母，传动螺母的外侧与轨道板相抵；8；齿轮传动结构，齿轮结构连接在推杆5和转盘6之间，齿轮传动结构与转盘6的连接位置位于转盘6外轮廓上，齿轮传动结构与推杆5固定连接。
38.具体而言，本发明的实施例一通过横连杆10连接相邻的一对衬砌1，且横连杆10的一端通过转成轴承滑动连接在转盘6的滑槽601内，当该衬砌1发生位移时，由横连杆10基于上一未发生扰动的衬砌1位置为基础，使得转盘6发生转动，使与转盘6连接的齿轮传动结构发生传动，进而带动推杆5发生转动，在通过推杆与传动螺母发生传动，使得传动螺母相对于衬砌静止不动，进而使得轨道板不发生转动，进而达到提高高铁在形式安全的技术效果。
39.换言之，断层发生错动后，导致隧道发生变形，衬砌1错动，带动转盘6移动，由于横连杆10的约束作用(横连杆10固定在上一节衬砌1的轨道板上，并以上一节衬砌1作为基准衬砌1，即回调的目标对象)，使转盘6沿滑槽601转动，并带动传动齿轮114转动，通过锥齿轮3的连接传动作用，使推杆5发生转动，从而通过传动螺母8使轨道板产生回调，最终轨道板恢复到初始位置，轨道的相对位置不变，以达到高铁安全运行的目的。
40.在一些可能的实施方式中，齿轮传动结构包括：锥齿轮3和具有一弧形齿面的轮盘，轮盘的一端与转盘6的外轮廓连接；锥齿轮3同轴心套设在推杆5上，锥齿轮3与轮盘传动连接。
41.在上述实施例的实施方式中，对于齿轮传动结构而言，其通过锥齿轮3与具有弧形齿面的轮盘发生传动，锥齿轮3的锥面与弧形齿面的弧面形成传动配合，进而使得传动方式更加匹配和稳定。
42.在一些可能的实施方式中，推杆5的两端部对应通过一对插销2连接在衬砌1上，推杆5两端与对应的插销2之间可自由转动。
43.这是为了通过一对插销2限制推杆5的位置，并通过插销2为推杆5提供自由转动的环境。
44.在一些可能的实施方式中，复位装置还包括斜连杆9；斜连杆9的一端与横连杆10位于转盘6的一端相交，并通过转动轴承7连接在转盘6上，斜连杆9的另一端连接在相邻的一衬砌1上。
45.通过设置斜连杆9的方式雷增强相邻两衬砌1之间的连接稳定性，该斜连杆9与横连杆10、衬砌1三者之间形成了三角形状，进而使得连接更加稳定。
46.在一些可能的实施方式中，滑槽601为绕转盘6的中心设置的月牙形。
47.月牙形状为绕转盘6的中心按照弧形进行设置。
48.在一些可能的实施方式中，第一节段的螺纹为渐变螺距设置。
49.这样就能通过渐变螺距的变化来加速衬砌1的回调速度。
50.在一些可能的实施方式中，滑槽601为斜向设置在转盘6上的直线形状；横连杆10由一对互相铰接的连杆组成，且铰接位置设置传动轴承；传动轴承设置在滑槽601内，并可沿滑槽601滑动。
51.进一步地，直线形状的滑槽601的起始端位于转盘6的中心，滑槽601的末尾端位于转盘6的边缘。
52.在上述技术方案中，断层发生错动后，导致隧道发生变形，衬砌1错动，带动转盘6移动，由于可伸缩横连杆10的约束作用(可伸缩横连杆10固定在上一节衬砌1的轨道板上，并以上一节衬砌1作为基准衬砌1，即回调的目标对象，且可以根据转动轴承7的位置对横连杆10的长度进行选择)，使转盘6绕转动轴承7转动，并带动传动齿轮114转动，通过锥齿轮3的连接传动作用，使推杆5发生转动，从而通过传动螺母8使轨道板产生回调，由于转动过程中产生的补偿函数是非线性的，因此根据机械结构的传动比计算，可得到推杆5上渐变螺距的理论解，以保证实时调节过程中最终轨道板恢复到初始位置，轨道的相对位置不变，以达到高铁安全运行的目的。
53.在一些可能的实施方式中，传动轴承的轴心位置还突出设置有滑块，滑块与滑槽601相适配。
54.这就是的轴承在转动时不会与滑槽601发生干涉，进而影响轴承的转动效率。
55.实施例二：
56.本发明提供了一种跨活断层隧道错动下路轨自适应复位系统，复位系统包括上述的跨活断层隧道错动下轨道机械式自适应调控系统，通过复位装置以达到:断层发生错动后，导致隧道发生变形，衬砌1错动，带动转盘6移动，由于横连杆10的约束作用(横连杆10固定在上一节衬砌1的轨道板上，并以上一节衬砌1作为基准衬砌1，即回调的目标对象)，使转盘6沿滑槽601转动，并带动传动齿轮114转动，通过锥齿轮3的连接传动作用，使推杆5发生转动，从而通过传动螺母8使轨道板产生回调，最终轨道板恢复到初始位置，轨道的相对位
置不变，以达到高铁安全运行的目的。
57.由于该实施例二与实施例一为同一发明构思下的一个实施例，其部分结构完全相同，因此对实施例二中与实施例一实质相同的结构不在详细阐述，未详述部分请参阅实施例一即可。
58.最后应说明的是：以上上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
59.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。