一种双侧轮空间轨道变轨系统的制作方法

本发明属于轨道变轨技术领域，具体涉及为一种双侧轮空间轨道变轨系统。

背景技术：

现如今，绝大部分的轨道交通的变轨方式，都是通过单独控制的方式驱动轨道变轨。现有轨道交通的变轨原理简述为：车厢车轮内侧有一圈比车轮半径更大的圆盘，即称为“轮缘”。由于两侧车轮是对称的，从而达到车轮的“轮缘”卡在两根轨道内侧，就可以保证车轮始终在轨道上运行而不出轨，用来控制火车运行的方向。当需要改变车厢运行轨道时，只要改变车轮“轮缘”的所在位置即可。为此，每当铁路变轨工作时，在道岔尖轨上安装的转辙机带动连杆至轨尖作来回转换动作，实现尖轨向两边股道的贴靠或分离，从而实现改变车辆在不同的轨道上行驶的功能。

传统的轨道交通，是一种道岔“变动轨道”的变轨方式，通过轨道的预先架设、轨道的预先转换，来变更车厢的行进方向。车厢体本身是无法主动选择轨道的路径。

轨道的预先转换，需要部分导轨的位移，在对道岔导轨部分日常维护时，需要该整段轨道都停运，增加了维护的难度和成本。

已有的轨道交通，能够实现变轨的轨道交通形式，多为车厢车轮压在钢轨上面的，如火车，轻轨地铁、有轨电车等，通过轮轨导向和导向轨导向由道岔机构实现变轨；而缆车是不变轨的；骑跨式或者悬挂式的轻轨则是通过某连接处的轨道与承重结构整体位移来实现变轨的，交叉变轨会受到空间限制和移动不便的困扰。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种双侧轮空间轨道变轨系统。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种双侧轮空间轨道变轨系统，包括主轨道、辅轨道、以及位于主轨道和辅轨道之间的双侧轮装置；所述辅轨道包括相互连接的第一辅道和第二辅道；所述第一辅道与紧邻的主轨道等间隔设置；所述第二辅道与紧邻的主轨道呈夹角设置；所述双侧轮装置包括左侧轮机构、右侧轮机构；变轨前，左侧轮机构与主轨道相卡扣，右侧轮机构与辅轨道相分离；变轨中，左侧轮机构与主轨道相卡扣，右侧轮机构与第一辅道相卡扣；变轨后，左侧轮机构与主轨道相分离，右侧轮机构与辅轨道相卡扣。

所述主轨道有一条；所述辅轨道有一条；所述双侧轮装置有一组。

一种双侧轮空间轨道变轨系统，还包括载质；所述主轨道有两条且等间隔设置；所述辅轨道有两条且等间隔设置；所述双侧轮装置有二组；所述主轨道、辅轨道、双侧轮装置基本处于同一平面层；所述载质位于双侧轮装置上方或下方，且载质连接二组双侧轮装置。

一种双侧轮空间轨道变轨系统，还包括载质；所述主轨道有两条，且等间隔上下分布；所述辅轨道有两条，且等间隔上下分布；上方的主轨道与上方的辅轨道基本处于同一平面层，下方的主轨道与下方的辅轨道基本处于同一平面层；所述双侧轮装置共有两组，且等间隔上下分布；所述载质上端连接上方的双侧轮装置，下端连接下方的双侧轮装置。

一种双侧轮空间轨道变轨系统，还包括载质；所述主轨道有四条，均平行设置，其中两条平行的主轨道位于另外两条平行主轨道的上方；所述辅轨道有四条，均平行设置，且分别位于对应主轨道的侧方位置；所述双侧轮装置有四组，且两组双侧轮装置位于另外两组双侧轮装置的上方；所述载质上端连接上方的两组双侧轮装置，下端连接下方的两组双侧轮装置。

所述左侧轮机构、右侧轮机构均包括上滚轮和下滚轮，所述下滚轮位于上滚轮的正下方，所述上滚轮的圆周面和下滚轮的圆周面均设置有向外凸起的弧形块；主轨道的上下端面和辅轨道的上下端面均设置有与弧形块相适应的凹形槽；弧形块卡扣于凹形槽。

所述左侧轮机构、右侧轮机构均包括2个以上前后间隔布设且一体联动的上滚轮和2个以上前后间隔布设且一体联动的下滚轮。

所述左侧轮机构、右侧轮机构均包括主杆、上套筒、定位销、上横杆、上滚轮、下套筒、下横杆、下滚轮、电机、变速器、螺纹杆；所述主杆连接载质；所述主杆竖向设置，所述上套筒和下套筒均套设于主杆；上套筒和下套筒沿着主杆上下滑动；主杆外表面设置有至少一条竖向设置且向内凹陷的滑槽，上套筒内表面和下套筒内表面均设置有卡设于滑槽的凸条；所述定位销滑动安装于上横杆的顶面；所述主杆上设置有容纳定位销的定位孔；所述上横杆一端固定安装上套筒，另一端与上滚轮转动连接；所述下横杆一端固定安装下套筒，另一端与下滚轮转动连接；所述螺纹杆竖向设置，且螺纹杆分别与上横杆、下横杆螺纹连接；上横杆上与螺纹杆连接的螺纹的旋转方向和下横杆上与螺纹杆连接的螺纹的旋转方向相反设置；所述电机连接变速器；所述变速器连接螺纹杆；螺纹杆通过轴承安装于机架；主杆、电机、变速器均安装于机架。

所述左侧轮机构、右侧轮机构均包括第一立柱、齿轮、第一齿条、第一滑动导轨、第二齿条、第二滑动导轨、第一横杆、第二横杆、第一销子、上滚轮、下滚轮；所述齿轮设置于电机的输出端；所述第一齿条和第二齿条分设于齿轮两侧，且均与齿轮相啮合；所述第一齿条与第一滑动导轨竖向滑动连接；所述第二齿条与第二滑动导轨竖向滑动连接；所述第一横杆一端固定安装于第一齿条，另一端转动安装有上滚轮；所述第二横杆一端固定安装于第二齿条，另一端转动安装有下滚轮；所述第一横杆滑动安装有第一销子；所述第一立柱开设有容置第一销子的第一销孔；所述第一滑动导轨和第二滑动导轨固定安装于第一立柱。

所述左侧轮机构、右侧轮机构均包括包括第二立柱、阻尼滑槽、弹簧、第三横杆、第四横杆、上磁吸块、下磁吸块、电磁铁、上滚轮、下滚轮；所述第二立柱固定安装有两条平行且间隔设置的阻尼滑槽；所述第三横杆和第四横杆均滑动安装于阻尼滑槽；所述弹簧上端固定安装于第三横杆，下端固定安装于第四横杆，且弹簧中部固定安装于第二立柱；所述电磁铁固定安装于第二立柱；所述上磁吸块位于电磁铁上方，且上磁吸块上端固定安装于第三横杆；所述下磁吸块位于电磁铁下方，且下磁吸块下端固定安装于第四横杆；所述第三横杆外端转动安装有上滚轮；所述第四横杆外端转动安装有下滚轮。

所述主轨道、辅轨道组成轨道，轨道一侧为双侧轮装置、另外一侧固定于支撑架。

本双侧轮空间轨道变轨系统，实现了车厢体主动变轨、同一平面层交叉布轨以及交叉变轨时平稳通过轨道间隙。尤其适用于小轨道、轻载质运行。

本系统具有以下优点：1.轨轮采取左右侧设计、通过左右侧轮轮换轨道承力实现变轨。轨轮采取左右侧设计、而每侧车轮采取上下对轮的“松开、合拢”来扣住轨道，左侧或者右侧轮分别在轨运行。左侧轮上下“合拢”扣住主轨运行，接近目标轨道时右侧轮适时上下“合拢”扣住在右侧的目标轨道，这段时间主轨和目标轨道平行同向运行，在右侧轮安全承力后左侧轮松开释放主轨道，使得沿目标轨道改变方向和轨迹运行，实现变轨。作为轮子边缘一周的接触面选择凸、凹形状匹配对应的凹、凸轨道接触面接触，以实现较好的上下轮子的“合拢”扣住轨道的效果。

2.能够实现空间立体布轨、交叉布轨，针对不同空间，或立面布设上下平行轨道、或水平面平行轨道，其稳定性较好、较之索挂方式安全性也得到提高，这有别于目前的铁路使用的是水平面平行轨道。本系统的立体平行轨道，使用2组对组车轮，每组同侧车轮又使用上下双轮扣住轨道运行，即一组中一侧车轮的上下轮扣住一轨道、另一组的同侧车轮的上下轮扣住另一轨道。比较之索挂式单轨道也可以离开地面建设在空中，在相对比同体大小轨道而言载体的平衡稳定性具有优势。该系统可以适用于游乐场、仓储中心、配送仓库、工厂不同半成品成品的转运等立体空间。

3.排轮平稳过隙。同平层或等高交叉布轨势必产生轨道的断口间隙，本系统使用排轮方式可以顺利通过轨道的断口间隙。作为方案，有上下轮子组成的二个轮对组成双排轮就可以实现轨道过隙，但是在一对上下轮子过隙的瞬间承载力将快速转移到同组的另一对上下轮子上，这需要有较高强度的连接件，而频繁的过隙也会造成连接件劳损。作为优选方案有上下轮子组成的三个轮对组成三排轮可以避免上面的隐患，实现平稳过隙。而四排轮及以上组成排轮，自然更加平稳，但是不够经济，若排轮中结合动力轮配置，其成本还会增加不少。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是右侧轮机构的第一种结构示意图；

图3是同平层交互轨道平稳过隙的第一幅图；

图4是同平层交互轨道平稳过隙的第二幅图；

图5是同平层交互轨道平稳过隙的第三幅图；

图6是同平层交互轨道平稳过隙的第四幅图；

图7是实施例二的结构示意图；

图8是实施例二中悬挂式的结构示意图；

图9是实施例二中承载式的结构示意图；

图10是实施例三的结构示意图；

图11是实施例四的结构示意图；

图12是右侧轮机构的第二种结构示意图；

图13是右侧轮机构的第三种结构示意图；

图14是支撑架的安装示意图；

图中：主轨道1、辅轨道2、第一辅道3、第二辅道4、左侧轮机构5、右侧轮机构6、主杆7、上套筒8、定位销9、上横杆10、上滚轮11、下套筒12、下横杆13、下滚轮14、电机15、变速器16、螺纹杆17、弧形块18、凹形槽19、载质20、滑槽21、凸条22、第一立柱23、齿轮24、第一齿条25、第一滑动导轨26、第二齿条27、第二滑动导轨28、第一横杆29、第二横杆30、第一销子31、第二立柱32、阻尼滑槽33、弹簧34、第三横杆35、第四横杆36、上磁吸块37、下磁吸块38、电磁铁39、支撑架40。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

实施例一。

本实施例是单层水平单轨模式，图1为本模式的俯视图、虚线箭头示意行进方向，滚轮在变轨前和变轨后都只作用于单条轨道。

一种双侧轮轨道变轨系，包括主轨道1、辅轨道2、以及位于主轨道1和辅轨道2之间的双侧轮装置。

所述辅轨道2包括相互连接的第一辅道3和第二辅道4；所述第一辅道3与紧邻的主轨道1等间隔设置；所述第二辅道4与紧邻的主轨道1呈夹角设置。第一辅道3在变轨时起到承接的作用。第二辅道4为一段过渡的轨道，第二辅道4与主轨道1渐行渐远。辅轨道2在第二辅道4后面的轨道走向根据实际需要设置。

所述双侧轮装置包括左侧轮机构5、右侧轮机构6；变轨前，左侧轮机构5扣住主轨道1，右侧轮机构6与辅轨道2相分离；变轨时，左侧轮机构5扣住主轨道1，右侧轮机构6扣住第一辅道3；右侧轮机构6完成承载力后，左侧轮机构5与主轨道1相分离，右侧轮机构6扣住辅轨道2。

左侧轮机构5、右侧轮机构6均包括上滚轮11和下滚轮14，通过上滚轮11和下滚轮14的靠近或远离来实现其与导轨的扣住或分离。

左侧轮机构5、右侧轮机构6可以为多种结构。

左侧轮机构5、右侧轮机构6的第一种结构：如图2所示，所述左侧轮机构5、右侧轮机构6均包括主杆7、上套筒8、定位销9、上横杆10、上滚轮11、下套筒12、下横杆13、下滚轮14、电机15、变速器16、螺纹杆17。

主杆7连接载质20。所述主杆7竖向设置，所述上套筒8和下套筒12均套设于主杆7。上套筒8和下套筒12沿着主杆7上下滑动。作为优选，主杆7外表面设置有至少一条竖向设置且向内凹陷的滑槽21，上套筒8内表面和下套筒12内表面均设置有卡设于滑槽21的凸条22。凸条22的设置，用以防止上套筒8和下套筒12绕主杆7旋转。作为另一种优选，所述主杆7为方柱，上套筒8内壁和下套筒12内壁均贴合于主杆7外壁，这样的结构也能防止上套筒8和下套筒12绕主杆7旋转。所述定位销9滑动安装于上横杆10的顶面。所述主杆7上设置有容纳定位销9的定位孔。当上横杆10下移到指点位置时，定位销9接收到指令后穿设于定位孔，从而固定上横杆10和主杆7的相对位置，此时上横杆10承接主杆7的作用力。所述上横杆10一端固定安装上套筒8，另一端与上滚轮11转动连接；所述下横杆13一端固定安装下套筒12，另一端与下滚轮14转动连接；所述螺纹杆17竖向设置，且螺纹杆17分别与上横杆10、下横杆13螺纹连接；上横杆10上与螺纹杆17连接的螺纹的旋转方向和下横杆13上与螺纹杆17连接的螺纹的旋转方向相反设置。所述电机15连接变速器16；所述变速器16连接螺纹杆17。电机15通过变速器16带动螺纹杆17旋转，从而使得上横杆10和下横杆13往相反方向运动；上滚轮11和下滚轮14相互靠近从而卡合于轨道，或者上滚轮11和下滚轮14相互远离从而脱离轨道。螺纹杆17通过轴承安装于机架，主杆7、电机15、变速器16均安装于机架。所述下滚轮14位于上滚轮11的正下方，所述上滚轮11的圆周面和下滚轮14的圆周面均设置有向外凸起的弧形块18；主轨道1的上下端面和辅轨道2的上下端面均设置有与弧形块18相适应的凹形槽19。当上下滚轮作用于轨道时，弧形块18嵌设于凹形槽19，从而起到定位滚轮和轨道的作用。

左侧轮机构5、右侧轮机构6的第二种结构：如图12所示，包括第一立柱23、齿轮24、第一齿条25、第一滑动导轨26、第二齿条27、第二滑动导轨28、第一横杆29、第二横杆30、第一销子31、上滚轮11、下滚轮14。

所述齿轮24设置于电机的输出端；所述第一齿条25和第二齿条27分设于齿轮24两侧，且均与齿轮24相啮合；所述第一齿条25与第一滑动导轨26竖向滑动连接；所述第二齿条27与第二滑动导轨28竖向滑动连接；所述第一横杆29一端固定安装于第一齿条25，另一端转动安装有上滚轮11；所述第二横杆30一端固定安装于第二齿条27，另一端转动安装有下滚轮14；所述第一横杆29滑动安装有第一销子31。所述第一立柱23开设有容置第一销子31的第一销孔。所述第一滑动导轨26和第二滑动导轨28固定安装于第一立柱23。

电机带动齿轮24转动，从而带动第一齿条25沿着第一滑动导轨26上下滑动，带动第二齿条27沿着第二滑动导轨28上下滑动，且第一齿条25和第二齿条27的运动方向始终相反。因此，上滚轮11和下滚轮14分别在第一横杆29和第二横杆30的带动下相反动作，从而合拢或张开，实现其与导轨的扣住或分离。当上滚轮11与导轨相碰触时，第一销子31接收到指令后穿设于第一销孔，从而固定第一横杆29和第一立柱23的相对位置，此时第一横杆29承接第一立柱23的作用力。

左侧轮机构5、右侧轮机构6的第三种结构：如图13所示，包括第二立柱32、阻尼滑槽33、弹簧34、第三横杆35、第四横杆36、上磁吸块37、下磁吸块38、电磁铁39、上滚轮11、下滚轮14。

所述第二立柱32固定安装有两条平行且间隔设置的阻尼滑槽33；所述第三横杆35和第四横杆36均滑动安装于阻尼滑槽33；所述弹簧34上端固定安装于第三横杆35，下端固定安装于第四横杆36，且弹簧34中部固定安装于第二立柱32；所述电磁铁39固定安装于第二立柱32；所述上磁吸块37位于电磁铁39上方，且上磁吸块37上端固定安装于第三横杆35；所述下磁吸块38位于电磁铁39下方，且下磁吸块38下端固定安装于第四横杆36；所述第三横杆35外端转动安装有上滚轮11；所述第四横杆36外端转动安装有下滚轮14。

电磁铁39通电，对上磁吸块37、下磁吸块38产生吸力，第三横杆35、第四横杆36沿着阻尼滑槽33相互靠拢，从而使得上滚轮11、下滚轮14合拢并扣住导轨。

电磁铁39断电，第三横杆35、第四横杆36在弹簧34的作用下，沿着阻尼滑槽33相互远离，从而使得上滚轮11、下滚轮14相互远离并与导轨相分离。

图13中，上滚轮11、下滚轮14的圆周面弧形内凹，导轨的上下面弧形外凸。两条阻尼滑槽33的设置，使得第三横杆35、第四横杆36的张合更稳定，避免其产生偏角。

如俯视图图3、图4、图5、图6所示，作为优选，所述左侧轮机构5、右侧轮机构6均设置有间隔分布的3排成对设置的滚轮。具体的，所述左侧轮机构5、右侧轮机构6均包括3个前后间隔布设且一体连动的上滚轮11和3个前后间隔布设且一体连动的下滚轮14。也就是说，左侧轮机构5中，3个上滚轮11同步动作，3个下滚轮14同步动作；右侧轮机构6中，3个上滚轮11同步动作，3个下滚轮14同步动作。更具体的，同侧的3个上滚轮11转动安装于对应的上横杆10，同侧的3个上横杆10均与上连杆固定连接，上横杆10与上连杆垂直布设；同侧的3个下滚轮14转动安装于对应的下横杆13，同侧的3个下横杆13均与下连杆固定连接，下横杆13与下连杆垂直布设。本文所述的一体连动，是指同侧的上滚轮11同步上下动作、同侧的下滚轮14同步上下动作。

3排成对设置的滚轮的结构设计，一方面使得本系统能平稳运行于轨道，避免承载物的前后摇晃，另一方面，实现了本系统在同平层交互轨道中的平稳过隙。

如图3、图4、图5、图6所示，同一平面有两条相互垂直的轨道：x轨道和y轨道，图中，横向轨道为x轨道，竖向轨道为y轨道。x轨道和y轨道均在交汇处设置空隙，以利于机构连接件通过对应的交叉轨道无阻隔。当本变轨系统位于y轨道的下半位置，并往上行。本变轨系统的前排滚轮先位于轨道空隙，后方的2排滚轮仍位于y轨道的下半位置，然后前排滚轮、中排滚轮、后排滚轮轮依次通过轨道空隙，在这个过程中，至少有两排滚轮位于y轨道上，为系统提供足够的支持力，实现在同平层交互轨道中的平稳过隙。

需要说明的是本实施例中的水平并非处于绝对的水平，允许在设计时根据情势需要有一定的缓坡提升或下降。

实施例二。

本实施例，为单层水平双轨模式，是在实施例一的基础上，作进一步的优化，以实现更好的平稳性能。

如俯视图图7所示、虚线箭头示意行进方向，一种双侧轮轨道变轨系，包括载质20、两条平行设置的主轨道1、两条平行设置的辅轨道2、两组双侧轮装置。单独的主轨道1、辅轨道2、双侧轮装置的结构与实施例一中的结构相同，但是两组双侧轮装置的相同一侧实行同步“松开、合拢”来释放、扣住轨道。双侧轮装置通过机架固定连接；机架中部固定载质20。

单层水平双轨模式，可分为悬挂式、承载式。悬挂式：如图8所示，载质20位于轨道下方。承载式：如图9所示，载质20位于轨道上方。

需要说明的是本实施例中的主轨道1、辅轨道2并非绝对的水平，允许在拐弯等情形下有适度的高差。

本实施例其余与实施例一相同，不再赘述。

实施例三。

本实施例，为双层上下单轨对组模式，是在实施例一的基础上，作进一步的优化，为了实现更好的平稳性能。

图1也同时是本实施例的俯视图。

如图1和侧俯视图图10所示，一种双侧轮轨道变轨系，包括载质20、两条上下平行设置的主轨道1、两条上下平行设置的辅轨道2、上下两组双侧轮装置。

其中，一条主轨道1、一条辅轨道2、一组双侧轮装置位于载质20上方；另外一条主轨道1、一条辅轨道2、一组双侧轮装置位于载质20下方。单独的主轨道1、辅轨道2、双侧轮装置的结构与实施例一中的结构相同，但是上下两组双侧轮装置的相同一侧实行同步“松开、合拢”来释放、扣住轨道。载质20的上下端均连接于双侧轮装置。

需要说明的是本实施例中的上下布轨并非处于绝对的垂直，允许在拐弯等情形下有适度的整体偏差。

本实施例其余与实施例一相同，不再赘述。

实施例四。

本实施例，为上下双层水平双轨模式，是在实施例二的基础上，作进一步的优化。

图7也同时是本实施例的俯视图。

如图7和侧俯视图图11所示，一种双侧轮轨道变轨系，包括载质20、四条平行设置的主轨道1、四条平行设置的辅轨道2、四组双侧轮装置。上下两层相互平行设置。

两条主轨道1、两条辅轨道2、两组双侧轮装置位于载质20上方；另外的两条主轨道1、两条辅轨道2、两组双侧轮装置位于载质20下方。主轨道1、辅轨道2、双侧轮装置的结构与实施例一中的结构相同，但是四组双侧轮装置的相同一侧实行同步“松开、合拢”来释放、扣住轨道。同层的双侧轮装置通过机架固定连接；载质20的上下端均连接于机架。

需要说明的是实施例中的水平、垂直布轨并非处于绝对的水平、垂直，允许在拐弯等情形下有适度的整体偏差。

本实施例其余与实施例二相同，不再赘述。

上述实施例中，允许弧形块18滚轮和相适应的凹形槽19轨道结构形状统一对换，即采用凹形槽的滚轮和相适应的凸型的轨道作为备选方案，依据室内外环境不同择优选择使用。

所述主轨道1、辅轨道2的固定方式为：主轨道1、辅轨道2的外侧壁间隔布设有支撑架40。支撑架40呈“l”状，且支撑架40一端固定于主轨道1的外侧壁或辅轨道2的外侧壁，另一端固定于天花板或地面。因此，支撑架的设置，一方面起到固定轨道的作用，使得本轨道凌空，另一方面，支撑架40不会阻碍的左侧轮机构5、右侧轮机构6的行进。

本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。