专利名称：节段式道岔的制作方法
技术领域：
本实用新型总的涉及轨道交通系统，特别是涉及用于磁浮交通系统和/或独轨交通系统的节段式道岔。
背景技术：
对于环抱在轨道上的车辆，如磁浮车辆、独轨车辆而言，用于切换两个或者多个固定轨道之间的道岔可以是整体式的，也可以是节段式的。
整体式道岔梁是一根可以进行弹性侧弯的钢梁。这种道岔的主要优点在于线形为连续曲线，列车通过性能良好；但因弹性钢梁的转辙角有限，因此整体式道岔的缺点主要表现在可移动梁的长度大，驱动和控制系统复杂。
节段式道岔梁则由多根梁段连接组成，包含一根主动梁和至少一根被动梁。
节段式道岔梁的各梁段始终保持直线状态，相邻梁段之间有相对的转角。这种道岔的主要优点在于可以大大地减小可移动道岔梁的长度。
美国专利5,193,767公开了一种节段式道岔，它至少包含一根移动梁段和一副驱动装置。该专利的主要目的在于提供一种可以安装在轨道梁侧面的链轮链条驱动装置，从而避免将驱动装置安装在道岔梁体下部，造成整个道岔系统总高太大的现象。
美国专利专利5,247,890公开了一种节段式道岔，其中道岔梁段有各自的转动中心。主动梁在驱动装置的作用下绕着假想中心转动。被动梁则通过与前一根梁间的连接装置，在主动梁的带动下绕着前一根梁转角平分线上的固定支点转动。该专利同时给出了被动梁固定支点和主动梁假想中心的确定方法。
在上述方案中，主动梁没有固定支点，只是绕着假想中心转动，从而造成主动梁的运动轨迹不易确定、道岔线形难控制、台车走行轮“啃轨”等一系列现象。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种节段式道岔，其既有稳定可靠的线形、便于车辆通过，又结构简单、容易满足多个对称布置线路的连接。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种节段式道岔，包括一根主动梁和至少一根被动梁，各梁段之间通过连接装置相互连接，主动梁由驱动装置驱动，使主动梁和被动梁通过台车沿着对应轨迹转动而发生转辙，其中被动梁绕固定转动中心转动，其特殊之处是，主动梁也绕另一个固定转动中心转动，主动梁的转动中心和被动梁的转动中心在同一直线上。
在本实用新型的节段式道岔中，由于固定转动中心的存在，可保证各梁段在道岔转辙过程中运动轨迹准确。另外，固定中心设置在道岔直线位的中心线上，容易实现对称布置线路的连接。应理解的是，各个固定转动中心相互之间的距离可根据道岔线形、梁段的长度、道岔转辙角的大小等因素来确定。
梁段之间连接装置不仅能够实现前一根梁带动后一根梁的转动，而且能够有助于整个道岔线形的确定。
除此以外，本实用新型的道岔还具有下列特点1)驱动装置结构简单，只需要一套包含驱动电机、减速器、联轴器、传动轴、曲柄连杆和安装在主动梁上的滑槽即可。滑槽安装在道岔主动梁中心线的两侧，对应地采用双曲柄装置，双曲柄的直径和两个滑槽中心线之间的距离相等。两个曲柄和对应的滑槽可分别实现道岔在直线位和某一侧线位，以及直线位和另一侧线位的换线。
2)只在主动梁段上设置有锁定机构，即可保证主动梁在任意岔位精确定位。
3)除主动梁末端外，被动梁的末端搭在前一根梁上，因此，在两根梁相连接的地方共用一个移动台车。
4)可以在相邻梁段之间装一个中间轨。中间轨的两端分别搭在前后两根梁段上，中间轨始终能够处于相邻两个梁段的中间位置，并能产生相对的移动和转动。道岔在侧线位时，中间轨的转角是两个相邻梁转角的一半，有助于列车的顺利通过。
总之，本实用新型的节段式道岔具有稳定可靠的线形而且结构简单，因此便于车辆通过容易，且满足多个对称布置线路的连接。
图1是如何确定本实用新型的各梁段的固定转动中心的示意图。
图2a是根据本实用新型较佳实施例的三开节段式道岔的平面示意图；图2b是该三开节段式道岔的立面示意图；图3是本实用新型道岔相邻梁段之间的连接装置的示意图；以及图4是本实用新型道岔的驱动装置的示意图。
具体实施方式
本实用新型的节段式道岔的线型为以直代曲的圆曲线。如图2a所示，道岔梁由三个梁段，即主动梁1、被动梁2和被动梁3组成。每相邻两个梁段的夹升角，按等差数列递增。与以往不同的是，本实用新型的主动梁1具有固定的转动中心(支点)。
图1表示了用来确定三开道岔固定转动中心的一种方法。在横向上，三个转动中心O1、O2和O3同处于道岔在直线位的中心线上，也就是在同一直线上。三开道岔固定转动中心纵向位置的确定过程如下从水平直线上点O1向上引角度为3β的直线；在该直线上取任意一点A2，从点A2引一条直线，使得其与水平直线夹角为2β，并相交于点O2；从O1点引∠A2O1O2的角平分线，与A2O2交于点B2，从B2引直线，使得其与水平直线夹角为β，并相交于点O3。
通过上述的过程，确定了三个点O1、O2和O3的相对位置。因为O1B2是∠A2O1O2的角平分线，且∠O1O3B2＝∠O1A2B2＝β，故可以确定ΔO1A2B2≌ΔO1O3B2，即O3B2＝A2B2，O1O3＝O1A2。
结合道岔的实际情况(图2a、2b)，将O1、O2和O3分别设定为主动梁1、第一被动梁2和第二被动梁3的固定转动中心。A2和B2分别是道岔梁处于侧线位时，与主动梁1的固定转动中心和第一被动梁2的固定转动中心所对应的位置。相应地，主动梁1和第一被动梁2的固定转动中心在直线位的位置用A1和B1表示。因此，O1A1＝O1A2，且O2B1＝O2B2。
令|O1A1|＝|O1A2|＝L1，则各梁段转动中心之间的间距|O1O2|和|O2O3|分别表示如下1)主动梁1的固定转动中心和第一被动梁2的固定转动中心之间的距离|O1O2||O1O2|＝|O1A2|×sinβ/sin(2β)＝L1×sin(β)/sin(2β)2)第一被动梁2的固定转动中心和第二被动梁3的固定转动中心之间的距离|O2O3||O2O3|＝|O1O3|-|O1O2|＝L1×(1-sin(β)/sin(2β))图2a和图2b示出了根据本实用新型较佳实施例的一种三开节段式道岔，其中各梁段固定转动中心是按照上述的方式计算确定的。
如图2a所示，主动梁1的首端搁置在台车30上，主动梁1的末端和被动梁2的首端同在台车29上，被动梁2的末端和被动梁3的首端同在台车28上。主动梁1绕固定在支架上的转动中心4转动形成轨迹7，第一被动梁2绕固定中心5转动形成轨迹8，第二被动梁3绕固定中心6形成轨迹9。各梁的转动中心4、5和6分别对应于上述的O1、O2和O3。如图2b所示，主动梁1具有一尾梁1a，并通过该尾梁1a连接于固定转动中心4。同样，第一被动梁2具有一尾梁1b，并通过该尾梁1b连接于固定转动中心5。另外，可以将第二被动梁3的固定转动中心6设置在垛梁40上。各固定转动中心4、5和6都在道岔直线位的中心线上，两两之间的距离分别对应于上述的|O1O2|和|O2O3|。
图3示出了各梁段之间的连接装置。主动梁1上固定着一根竖直方向的短轴10，短轴10外套设有一个轴套11，轴套11可以和短轴10发生相对转动。同样，在第一被动梁2上也固定着一根竖直方向的短轴10’，短轴10’外套设有一个轴套11’，轴套11’和短轴10’发生相对转动。第一被动梁2上开设有一个沿纵向的滑槽12，第二被动梁3上开设有一个沿纵向的滑槽12’。在驱动装置26的作用下(将在下文中详细描述)，主动梁1绕着固定中心4转动。由于第一被动梁2和主动梁1有不同的转动中心，当道岔从侧线位转动至直线位时，转轴10和轴套11沿着滑槽12向固定转动中心5靠近，并将动力沿着横向(即图2a和2b中的向上或向下的方向)传递给第一被动梁2，使得第一被动梁2绕着转轴5转动。依靠同样的传递方式，第一被动梁2上的转轴10’和轴套11’在滑槽12’中移动，并使得第二被动梁3绕着固定中心6转动。主动梁1每转至一个角度，短轴10也转至该角度，并滑至滑槽12中的某一位置。确定了第一被动梁2的转动角度，同样也就确定了第二被动梁3的转动角度。应理解的是，上述的转轴/轴套的位置和滑槽的位置显然是可以互换的。
另外，只要在主动梁1的两端设置锁定装置27和27’，使主动梁1相对于地面锁定，就能使整个道岔系统在横向上锁定。
图4示出可用于上述三开道岔的驱动装置。具体地说，该驱动装置包括电机14、传动组件和致动组件。传动组件可采用本领域众所周知的布置，例如包括依次连接的减速器15、第一联轴器16、传动轴17和第二联轴器16’。致动组件主要包括曲柄轴20、具有两个臂21和21’的曲柄、以及设置在道岔主动梁1两侧的两个滑槽24和24’。在曲柄臂21的末端设置有滑块22，在曲柄臂21’的末端设置有滑块22’。滑槽24和24’分别具有中心线23和23’，滑槽中心线23和23’之间的距离等于曲柄臂21和21’的运动轨迹的直径。
结合图2a和图4所示，上述驱动装置工作时，电机14的旋转经过减速器15、联轴器16、传动轴17和连轴器16’传递至驱动曲柄轴20，进而使曲柄的两个曲柄臂21和21’转动。曲柄臂21上的滑块22在滑槽24中滑动，使得道岔从左侧线位置(图2a中的上侧)转动至直线位。在道岔处于直线位时，滑块22沿纵向从滑槽24中滑出，这时，滑块22’滑入滑槽24’。接着，曲柄臂21’的转动带动滑块22’在滑槽24’中滑动，从而使道岔从直线位置移动至右侧线位置(图2a中的下侧)。
另外，可以在减速器上设置手动摇臂25，在断电的情况下可以通过人力驱动道岔实现道岔换线。
还有，可以在相邻梁段之间装一个中间轨(又称为关节板)，该中间轨的两端分别搭在前后两根梁段上。中间轨始终能够处于相邻两个梁段的中间位置，并能产生相对的移动和转动。道岔在侧线位时，中间轨的转角是两个相邻梁转角的一半，有助于列车的顺利通过。
虽然以上结合较佳实施例对本实用新型的较佳实施例进行了描述，但熟悉本领域的普通技术人员应该可以在上述内容的基础上作出各种等同的变换和改动。
具体地说，上述的多开道岔结构包括两根被动梁，但也可以包括一根、三根或更多根被动梁。上述的驱动装置包括电机、传动组件和致动组件，但也可以采用其它合适的机构，如液压驱动机构。上述的致动组件采用了曲柄机构，但也可以采用其它合适的机构，如链条传动的摇臂机构等。上述的连接装置采用了短轴－滑槽的形式，但也可以采用其它合适的形式，如滑块－导杆机构。
因此，本实用新型的保护范围不应限于所述实施例的形式，而是应由所附权利要求书来限定。
权利要求1.一种节段式道岔，包括一根主动梁(1)和至少一根被动梁(2、3)，各梁段之间通过连接装置相互连接，所述主动梁由驱动装置驱动，使所述主动梁和所述被动梁通过台车(28、29、30)沿着对应轨迹(9、8、7)转动而发生转辙，其中所述被动梁绕固定转动中心(5、6)转动，其特征在于，所述主动梁也绕另一个固定转动中心(4)转动，所述主动梁的转动中心和所述被动梁的转动中心在同一直线上。
2.如权利要求1所述的节段式道岔，其特征在于，所述驱动装置包括电机(14)、传动组件(26)和致动组件。
3.如权利要求2所述的节段式道岔，其特征在于，所述传动组件包括依次连接的减速器(15)、第一联轴器(16)、传动轴(17)和第二联轴器(16’)。
4.如权利要求3所述的节段式道岔，其特征在于，在所述电机上设置有手动摇臂(25)。
5.如权利要求2所述的节段式道岔，其特征在于，所述致动组件包括曲柄轴(20)、具有两个臂(21、21’)的曲柄、以及设置在所述主动梁两侧的两个滑槽(24、24’)，滑槽的一端设置有喇叭口，在所述在曲柄臂(21、21’)的末端分别设置有滑块(22、22’)，所述的两个滑槽分别具有中心线(23、23’)，所述滑槽中心线之间的距离等于所述曲柄臂的运动轨迹的直径。
6.如权利要求1所述的节段式道岔，其特征在于，所述连接装置包括设置在所述主动梁或所述被动梁上的竖直的短轴(10、10’)；套设在所述短轴外的轴套(11，11’)，所述轴套和短轴发生相对转动；以及开设在所述主动梁或被动梁上的纵向滑槽(12、12’)，所述短轴在所述滑槽中滑动。
7.如权利要求1所述的节段式道岔，其特征在于，在相邻的主动梁与被动梁之间或被动梁与被动梁之间装有一个中间轨，该中间轨的两端分别搭在前后两根梁段上。
8.如权利要求1所述的节段式道岔，其特征在于，在所述主动梁(1)的两端设置有锁定装置(27、27’)。
9.如权利要求1所述的节段式道岔，其特征在于，所述主动梁(1)具有一尾梁(1a)，并通过该尾梁连接于所述固定转动中心(4)。
专利摘要本实用新型提供了一种节段式道岔，包括一根主动梁和至少一根被动梁，各梁段之间通过连接装置相互连接，主动梁由驱动装置驱动，使主动梁和被动梁通过台车沿着对应轨迹转动而发生转辙，其中被动梁绕固定转动中心转动，其特殊之处是，主动梁也绕另一个固定转动中心转动，主动梁的转动中心和被动梁的转动中心在同一直线上。在本实用新型的节段式道岔中，由于固定转动中心的存在，可保证各梁段在道岔转辙过程中运动轨迹准确。另外，固定中心设置在道岔直线位的中心线上，容易实现对称布置线路的连接。
文档编号E01B25/34GK2905877SQ200620041550
公开日2007年5月30日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者袁亦竑, 朱志伟, 宋德楠, 王勤观, 曾国锋 申请人:上海磁浮交通工程技术研究中心