一种升降式变轨装置的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种升降式变轨装置。

背景技术：

轨道交通是在特定轨道上运行的一类交通工具或运输系统，而且随着技术的发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，悬挂式轨道交通既是一种新型的轨道交通；悬挂式轨道交通，通常包括轨道、设置于轨道的车辆(机车)以及与车辆相连，并悬挂在轨道下方的轿厢，轨道通常架设于空中，车辆沿轨道行走，从而带动轿厢前行；为便于车辆安全、平稳的通过轨道的岔口及便于车辆准确的实现变轨，车辆上设置有变轨装置，变轨装置通常设置有变轨轮，轨道岔口内通常设置有道岔，当车辆运行到岔口处时，通过变轨装置中变轨轮与道岔的配合引导车辆通过岔口或在岔口处实现变轨。

现有技术中常用的变轨装置，通常存在一些不足，例如，1、现有的变轨装置，结构形式不够丰富，有待开发结构形式多样的变轨装置，以满足市场的需求，2、现有的变轨装置中，变轨轮通常设置于摆臂或类似摆臂的部件上，通常利用驱动电机驱动该摆臂/部件摆动或转动，使得变轨轮摆动或转动到预定的位置处，例如，中国专利cn110143205a公开的一种变轨结构中，变轨轮可以在驱动电机的控制下摆动到预定的位置处，中国专利cn203996231u公开的一种变轨结构中，变轨轮可以在驱动电机的控制下转动到预定的位置处……这种通过摆动或转动驱动变轨轮动作到位，虽然可以实现变轨功能，但结构上比较复杂，而且控制难度相对较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种结构相对简单、更便于控制的升降式变轨装置，不仅可以引导车辆通过岔口及在岔口处实现变轨，而且有利于变轨装置的结构形式的多样化，以适应市场需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种升降式变轨装置，包括动力部和反向同步机构，所述反向同步机构的两侧分别设置有与道岔相适配的变轨部，动力部用于驱动所述反向同步机构动作，反向同步机构用于带动一侧的变轨部上升，并与对应的道岔相配合，另一侧的变轨部同步下降，并远离对应的道岔。在本方案中，变轨装置通过动力部驱动反向同步机构动作，使得设置于反向同步机构两侧的变轨部可以同步动作，且动作的方向始终相反，即，一侧的变轨部上升，另一侧的变轨部下降，上升到位的变轨部可以与对应侧的道岔相配合，从而可以在道岔引导下前行，此时，该侧的变轨部处于工作状态，而下降到位的变轨部处于远离对应侧的道岔的位置处(通常处于道岔的下方)，不能与道岔形成配合，处于非工作状态；从而使得，在岔口处，有且只有一侧的变轨部与道岔形成配合，从而可以引导车辆在岔口处继续前行或实现变轨，以便顺利通过岔口；此外，采用本方案提供的升降式变轨装置，所需的动力远小于现有技术，且对精度的要求更低，从而更有利于降低实现难度和成本，更有利于具体实施。

优选的，所述反向同步机构包括上摆臂、下摆臂以及两根连杆，所述两根连杆分别竖直设置，且所述变轨部分别设置于所述两根连杆，所述上摆臂和下摆臂的两端分别铰接于所述两根连杆，且四个铰接处分别位于平行四边形的四个顶点；所述上摆臂和下摆臂的中部分别与支撑座构成转动副，所述动力部用于驱动上摆臂和/或下摆臂绕自身的中部转动。即在本方案中，所述上摆臂、下摆臂以及两根连杆可以构成平行四边形机构(即运动简图是平行四边形)，且所述两侧的变轨部分别设置于两根连杆，两根连杆又分别竖直设置，并利用支撑座对上摆臂中部及下摆臂中部进行约束，使得上、下摆臂的中部位置不发生移动、只能转动，从而使得当动力部驱动上摆臂或下摆臂转动时，上摆臂和下摆臂可以分别绕自己的中部同步转动，从而使得两根连杆中的一根连杆可以上升，从而带动设置于其上的变轨部同步上升，以便与对应的道岔相配合，另一根连杆可以同步下降，从而带动设置于其上的变轨部同步下降，以便远离对应的道岔；此外，相比于现有的变轨装置，采用本方案所提供的变轨装置，动作阻力小，从而使得动作过程所需的动力远小于现有技术，而且，采用这种结构的变轨装置，对精度的要求低，因为即使是在低精度的情况下，也能顺利的完成变轨动作，并与道岔相配合，从而有利于降低本变轨装置加工、装配难度，使得成本更低。

优选的，所述上摆臂、下摆臂以及连杆分别设置有铰接孔，连杆上的铰接孔内设置有轴承或橡胶套，铰接轴通过与轴承或橡胶套配合构成铰接。即连杆通过轴承或橡胶套与上摆臂及下摆臂构成铰接，有利于增强铰接的效果，尤其是采用橡胶套时，在发生意外碰撞时，还能起到缓冲、减震的效果，这里不再赘述。

进一步的，还包括传动轴和支撑轴，所述传动轴固定连接于所述上摆臂的中部，支撑轴固定连接或活动连接于所述下摆臂的中部，或，所述传动轴固定连接于所述下摆臂的中部，支撑轴固定连接或活动连接于所述上摆臂的中部，传动轴和/或支撑轴分别通过所述支撑座固定于车辆的机架，动力部用于驱动所述传动轴绕自身中心轴线转动。在本方案中，为实现上摆臂和下摆臂的转动，通过传动轴和支撑轴约束上、下摆臂，使得上、下摆臂的中部位置不发生变动，从而使得当动力部驱动传动轴转动时，上摆臂和下摆臂分别绕中部的传动轴或支撑轴转动，从而使得两根连杆中的一根连杆可以上升，从而带动设置于其上的变轨部同步上升，以便与对应的道岔相配合，另一根连杆可以同步下降，从而带动设置于其上的变轨部同步下降，以便远离对应的道岔。

进一步的，还包括传动部，所述传动部的一端与所述动力部相连，另一端与所述传动轴相连，传动部用于传动。以便灵活的布置动力部的位置，有利于整个变轨装置的结构更加紧凑。

优选的，所述支撑座为轴承座。

优选的，所述动力部采用的是电机。

优选的，所述上摆臂和/或下摆臂为直线形结构、弯折结构或弧形结构中的一种或多种的组合。

进一步的，上摆臂和/或下摆臂分别包括对称设置的第一段和第二段，且第一段与第二段的夹角为钝角，第一段和第二段分别与所述两根连杆构成铰接，当一侧的变轨部动作到位时，该侧所对应的第一段或第二段处于水平位置。采用这样的设计，可以有效防止脱轨。

优选的，所述连杆为直杆、直板、折弯杆、折弯板、弧形杆、弧形板中的一种或多种的组合。下摆臂不一定在上摆臂的正下方，从而使得连杆的结构更多样。

进一步的，还包括扭力限制器，所述扭力限制器设置于电机与传动轴之间，扭力限制器用于传递扭矩，当所传递的扭矩大于所设定的扭矩时，扭力限制器断开，防止扭矩从扭力限制器的一端传递到另一端。可以避免因过载而出现烧毁电机的问题，可以有效保护电机。

进一步的，包括两个所述反向同步机构及同步轴，所述同步轴的两端分别与所述两个反向同步机构相连，用于使两个反向同步机构同步动作，且动作一致。在本实施例中，通过设置两个所述反向同步机构，使得本变轨装置的两侧分别设置有两个变轨部，在通过岔口时，同一侧的两个变轨部可以同步动作，并与对应的道岔相配合，从而使得车辆可以更加平稳的通过岔口，避免与轨道发生碰撞。

优选的，所述同步轴的两端分别与所述两个反向同步机构中的上摆臂相连、或下摆臂相连、或同侧的连杆相连，或，所述同步轴的一端与其中一个反向同步机构中的传动轴或支撑轴相连，另一端与另一个反向同步机构中对应位置处的传动轴或支撑轴相连。

优选的，所述变轨部分别设置于连杆的顶部。

优选的，所述变轨部为变轨轮，且所述变轨轮活动连接于反向同步机构中的连杆，用于在与道岔相接触时绕自身中心轴线转动。即变轨轮可以沿与之配合的道岔行走，实现滚动接触，有利于降低阻力和磨损。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种升降式变轨装置，结构相对简单，动作方式更简洁，更便于控制，而且单次动作所需的时间更短，动作效率更高，既可以引导车辆通过岔口及在岔口处实现变轨，又有利于变轨装置的结构、形式多样化，以满足市场需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1中提供的一种升降式变轨装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1中提供的一种升降式变轨装置的结构示意图。

图3为图1的主视图。

图4为本发明实施例1中提供的一种升降式变轨装置，在岔口处与道岔配合时，轨道的横截面示意图，此时，右侧的变轨轮与右侧道岔配合，向右变轨运行。

图5为本发明实施例1中提供的一种升降式变轨装置，在岔口处与道岔配合时，轨道的横截面示意图，此时，左侧的变轨轮与左侧道岔配合，继续向前运行。

图6为本发明实施例2中提供的一种升降式变轨装置的结构示意图。

图7为本发明实施例1中提供的一种升降式变轨装置的结构示意图。

图8为本发明实施例1中提供的升降式变轨装置中，一种上摆臂的结构示意图。

图9为本发明实施例1中提供的另一种升降式变轨装置的侧视图。

图中标记说明

电机101、扭力限制器102、同步轴103、

反向同步机构200、上摆臂201、下摆臂202、连杆203、铰接轴204、变轨轮205、传动轴206、支撑轴207、轴承座208、第一反向同步机构209、第二反向同步机构210、

车辆300、机架301、行走轮302、

轨道400、道岔401、

第一段501、第二段502、第三段503。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1、图2及图3，本实施例中提供了一种升降式变轨装置，包括动力部和反向同步机构200，所述反向同步机构200的两侧分别设置有与道岔401相适配的变轨部，动力部用于驱动所述反向同步机构200动作，反向同步机构200用于带动一侧的变轨部上升，并与对应的道岔401相配合，另一侧的变轨部同步下降，并远离对应的道岔401，以免干扰另一侧变轨部与道岔401的配合。在本实施例中，变轨装置通过动力部的驱动反向同步机构200动作，使得设置于反向同步机构200两侧的变轨部可以同步动作，且动作的方向始终相反，即，一侧的变轨部上升，另一侧的变轨部下降，上升到位的变轨部可以与对应侧的道岔401相配合，从而可以在道岔401引导下前行，此时，该侧的变轨部处于工作状态，而下降到位的变轨部处于远离对应侧的道岔401的位置处(通常处于道岔401的下方)，不能与道岔401形成配合，处于非工作状态；从而使得，在岔口处，有且只有一侧的变轨部与道岔401形成配合，从而可以引导车辆300在岔口处继续前行或实现变轨，以便顺利通过岔口。

可以理解，本实施例中所述道岔401可以是现有的道岔401，如中国专利cn108313068a中公开的道岔401、中国专利cn207498750u中公开的道岔401、中国专利cn203996231u公开的道岔401以及中国专利cn203558061u公开的道岔401等，这里不再赘述。

如图3所示，在本实施例中，两侧的变轨部是同步升/降的，既有利于整个变轨装置的结构更加紧凑，有利于节约空间，又可以更方便的控制变轨部的位置，此外，通过升/降的方式改变变轨部的位置，使得变轨部的运动路径更简单，从而可以有效降低动作到位所需的时间，实现的本变轨装置在动作时，可以更快速、高效的动作到位。

作为举例，在一种优选的方案中，所述反向同步机构200包括上摆臂201、下摆臂202以及两根连杆203，所述两根连杆203分别竖直设置，且所述变轨部分别设置于所述两根连杆203，所述上摆臂201和下摆臂202的两端分别铰接于所述两根连杆203，且四个铰接处分别位于某一平行四边形的四个顶点(即相邻两铰接处之间的连线构成平行四边形，如图3中虚线围成的四边形)；所述上摆臂201和下摆臂202的中部分别与支撑座构成转动副，所述动力部用于驱动上摆臂201和/或下摆臂202绕自身的中部转动，如图1、图2及图3所示。即在本方案中，所述上摆臂201、下摆臂202以及两根连杆203可以构成平行四边形机构(即运动简图是平行四边形)，且所述两侧的变轨部分别设置于两根连杆203，两根连杆203又分别竖直设置，并利用支撑座对上摆臂201中部及下摆臂202中部进行约束，使得上、下摆臂202的中部位置不发生移动、只能转动，从而使得当动力部驱动上摆臂201或下摆臂202转动时，上摆臂201和下摆臂202可以分别绕自己的中部同步转动，从而使得两根连杆203中的一根连杆203可以上升，从而带动设置于其上的变轨部同步上升，以便与对应的道岔401相配合，另一根连杆203可以同步下降，从而带动设置于其上的变轨部同步下降，以便远离对应的道岔401。

可以理解，在本实施例中，不对上摆臂201和下摆臂202的具体结构进行限制，因为在本实施例中，只需保证上摆臂201、下摆臂202与连杆203所构成的四个铰接点可以围成平行四边形即可，在这种情况下，上摆臂201和下摆臂202的结构可以相同，也可以不同，上摆臂201或下摆臂202可以分别为直线形结构、弯折结构或弧形结构(如v形结构等)中的一种或多种的组合，作为一种实施方式，如图1或图2或图3所示，所述上摆臂201和下摆臂202分别采用的是直线形结构，并分别采用两个相互平行的板构成，，有利于增加刚度；在另一种实施例方式中，上摆臂201和/或下摆臂202采用的是弯折结构，作为举例，如图7所示，上摆臂201和/或下摆臂202分别包括对称设置的第一段501和第二段502，且第一段501与第二段502的夹角为钝角，第一段501和第二段502分别与所述两根连杆203构成铰接，采用这种弯折结构的摆臂，还具有防止脱轨的效果，尤其是可以通过合理的设置第一段501与第二段502之间的夹角，使得当一侧的变轨部向上动作并动作到位时，该侧的摆臂(第一段501或第二段502)正好处于水平位置，如图7所示，从而更便于该变轨部与对应侧的道岔相配合，并可以压紧道岔，而且，根据上摆臂201的运动简图可知，如果该侧的变轨部要脱离道岔，在上摆臂201的带动下，该变轨部在向下运动的同时还会向内侧移动，如图7中的带箭头的虚线所示，该需要表示的是变轨部的运动轨迹线，从而使得在岔口内，变轨部不容易自行脱离道岔，从而具有预防脱轨的功能，使得该变轨装置的安全性更高；上摆臂201及下摆臂202的结构不限于此，例如，上摆臂201和/或下摆臂202分别包括第一段501、第二段502以及第三段503、所述第一段501和第二段502分别对称设置于第三段503的两端，并分别与连杆203构成铰接，第三段503的中部与支撑座构成转动副，第一段501、第二段502和第三段503可以为弧形板或直板，如图8所示，在该方案中，所述第三段503为弧形板，第一段501和第二段502均为直板，有利于增强整个变轨装置的强度，提高承载能力，关于上摆臂201和下摆臂202的结构，这里不再一一举例说明。

此外，本领域的技术人员应该理解的是，在本实施例所提供的方案中，所述下摆臂202不一定在上摆臂201的正下方，如图9所示，在另一种可行的实施方式中，所述下摆臂202不在上摆臂201的正下方，此时，所述连杆203具有折弯或弧度，故在本实施例中，所述连杆203可以为直杆(如图1-图3所示)、直板，也可以为折弯杆、折弯板、弧形杆、弧形板，还可以为直杆、弯杆、弧形杆、直板、折弯板、弧形板中两种及两种以上的组合，这里不再举例说明。

本实施例中所述的铰接可以采用现有技术中的铰接技术实现，如图1或图2或图3所示，上摆臂201、下摆臂202以及连杆203上分别设置有铰接孔，将铰接轴204固定于所述铰接孔中，即可实现连杆203与上摆臂201及下摆臂202的铰接，而在更进一步的方案中，所述连杆203上的铰接孔内还设置有轴承或橡胶套，铰接轴204通过与轴承或橡胶套配合构成铰接，从而有利于增强铰接的效果，尤其是采用橡胶套时，在发生意外碰撞时，还能起到缓冲、减震的效果，这里不再赘述。

作为举例，为约束上摆臂201和下摆臂202的中部，使其位置不发生移动、只能转动，在本实施例所提供的一种方案中，还包括传动轴206和支撑轴207，所述传动轴206可以固定连接(所述固定连接为采用焊接或键连接等方式进行的连接，后文不再赘述)于所述上摆臂201的中部，支撑轴207可以固定连接或活动连接于所述下摆臂202的中部，支撑轴207起到支撑和约束的作用；在另一种方案中，所述传动轴206可以固定连接于所述下摆臂202的中部，支撑轴207可以固定连接或活动连接于所述上摆臂201的中部，传动轴206和/或支撑轴207分别通过所述支撑座固定于车辆300的机架301，以便实现整个反向同步机构200的安装和固定，而动力部通常直接或间接与所述传动轴206相连，用于驱动所述传动轴206绕自身中心轴线转动，传动轴206转动带动与之固定相连的上摆臂201或下摆臂202转动，从而使得整个反向同步机构200同步动作，使得两根连杆203中的一根连杆203可以上升，从而带动设置于其上的变轨部同步上升，以便与对应的道岔401相配合，另一根连杆203可以同步下降，从而带动设置于其上的变轨部同步下降，以便远离对应的道岔401。

作为优选，所述支撑座可以优先采用轴承座208，既可以实现运动的分离，又可以起到支撑和约束的效果。

如图1-图5所示，在优选的方案中，所述变轨部分别设置于连杆203的顶部。更便于与对应的道岔401相接触。作为举例，在本实施例中，所述变轨部采用的是变轨轮205，且所述变轨轮205活动连接于反向同步机构200中的连杆203，如图3所示，变轨轮205用于在与道岔401相接触时绕自身中心轴线转动。在本实施例中，变轨轮205可以采用轴承活动连接于连杆203的顶部，变轨轮205可以转动，在岔口内，变轨轮205可以沿与之配合的道岔401行走，实现滚动接触，有利于降低阻力和磨损。

在进一步的方案中，还包括传动部，所述传动部的一端与所述动力部相连，另一端与所述传动轴206相连，传动部用于传动，以便灵活的布置动力部的位置，有利于整个变轨装置的结构更加紧凑。作为举例，所述动力部采用的是电机101，尤其是具有减速功能的电机101或带有减速器的电机101。

可以理解，在本实施例中，传动部是现有技术中常用的传动部件，如传动轴206、齿轮传动机构、涡轮蜗杆传动机构、链传动机构、四连杆203传动机构中的一种或多种的组合等，这里不再举例说明。

在进一步的方案中，本实施例所提供的升降式变轨装置还包括扭力限制器102，所述扭力限制器102设置于电机101与传动轴206之间，扭力限制器102用于传递扭矩，当所传递的扭矩大于所设定的扭矩时，扭力限制器102断开，防止扭矩从扭力限制器102的一端传递到另一端。可以避免因过载而出现烧毁电机101的问题，可以有效保护电机101。

作为举例，如图1-图5所示，在本实施例中，反向同步机构200中，上摆臂201的中部设置有支撑轴207，支撑轴207可以焊接于上摆臂201，并与上摆臂201垂直，支撑轴207通过轴承固定于轴承座208，轴承座208固定于车辆300的机架301；下摆臂202的中部设置有传动轴206，传动轴206的一端焊接或采用键连接固定于下摆臂202，另一端与扭力限制器102的一端相连，传动轴206通过轴承固定于轴承座208，轴承座208固定于车辆300的机架301，扭力限制器102采用现有的扭力限制器102，扭力限制器102的另一端与电机101的输出轴相连。如图4或图5所示，车辆300沿轨道400运行，在当搭载有本升降式变轨装置的车辆300(车辆300设置有行走轮302，用于沿轨道400行走)运行到岔口之前时，电机101驱动下摆臂202绕传动轴206转动，从而驱动一侧的变轨轮205上升，并与对应的道岔401(采用如前文所述的现有道岔401)相配合，如图4或图5所示，另一个变轨轮205同步下降，以便远离对应的道岔401，如图所示，从而使得车辆300可以顺利通过岔口。

实施例2

由于搭载本变轨装置的车辆300尺寸及型号通常存在差异，为使得本变轨装置的适应性更强、实用范围更广，所述升降式变轨装置中反向同步机构200的数目可以为多个，如2个、3个、4个等，只需在动作时，使得各反向同步机构200中位于同一侧的变轨部同步动作即可。

作为举例，本实施例所提供的升降式变轨装置中，包括两个实施例1中所述的反向同步机构200以及同步轴103，所述同步轴103的两端分别与所述两个反向同步机构200相连，用于使两个反向同步机构200同步动作，且动作一致，即位于两个反向同步机构200同一侧的两个变轨部(即变轨轮205)的动作一致(同步上升或下降)。在本实施例中，通过设置两个所述反向同步机构200，使得本变轨装置的两侧分别设置有两个变轨部，在通过岔口时，同一侧的两个变轨部可以同步动作，并与对应的道岔401相配合，从而使得车辆300可以更加平稳的通过岔口，避免与轨道400发生碰撞。

为实现两个反向同步机构200在同一个动力部的作用下同步动作，同步轴103有多种设置方式，在优选的方案中，所述同步轴103的两端可以分别与所述两个反向同步机构200中的上摆臂201相连、或下摆臂202相连、或同侧的连杆203相连，或，所述同步轴103的一端与其中一个反向同步机构200中的传动轴206或支撑轴207相连，另一端与另一个反向同步机构200中对应位置处的传动轴206或支撑轴207相连。作为举例，如图6所示，所述两个反向同步机构200分别为第一反向同步机构209和第二反向同步机构210，其中，第一反向同步机构209采用实施例1中所列举的反向同步机构200，且电机101的布置位置与实施例1中相同，第二反向同步机构210与第一反向同步机构209的区别在于，第二反向同步机构210中上摆臂201的中部设置的是传动轴206、且下摆臂202的中部设置的是支撑轴207，如图6所示，而在本实施例中，同步轴103的一端与第一反向同步机构209中设置于上摆臂201的支撑轴207相连，同步轴103的一端与第二反向同步机构210中设置于上摆臂201的传动轴206相连，当电机101启动时，可以驱动第一反向同步机构209和第二反向同步机构210中位于同侧的变轨轮205同步动作，位于不同侧的变轨轮205反向同步动作。

可以理解，在本实施例中，所述“一侧”、“同侧”及“不同侧”中的“侧”是指以上摆臂201的中部为参考点，沿所述中部到上摆臂201一端的方向即为一侧。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。