一种变截面道岔梁和具有其的跨座式单轨道岔的制作方法

本发明涉及跨坐式单轨交通技术领域，特别是涉及一种变截面道岔梁和具有其的跨座式单轨道岔。

背景技术：

跨座式单轨交通因其总体建设费用低、爬坡能力强、噪音低、乘坐舒适等特点，近年来得到了快速的发展，按照其轨道梁宽度划分，主要可以分为850型、700型和690型。跨座式单轨道岔是跨座式单轨交通的三大关键技术之一，是一种使车辆从一条线路转到另一条线路的线路连接设备。

目前，同一种类型的跨座式单轨道岔在不同轨道梁宽的线路中无法互换使用。跨座式单轨道岔需根据其线路轨道梁宽度设计制造道岔梁，并匹配设计相应的道岔梁驱动机构。同一类型的跨座式单轨道岔无法在轨道梁宽不同的线路间互换使用，增加了单轨道岔的设计和制造成本，造成了跨座式单轨道岔种类繁多、互换性差等问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种设计成本低、互换性能优良，结构紧凑，适用范围广的变截面道岔梁和具有其的跨座式单轨道岔。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种变截面道岔梁和具有其的跨座式单轨道岔，包括变截面道岔梁、道岔梁驱动装置、道岔梁锁定装置和梁间连接装置；所述变截面道岔梁包括道岔梁体、变截面驱动机构、导向面板和稳定面板，所述变截面驱动机构安装在所述道岔梁体内部且用于驱动道岔梁体两侧的导向面板和稳定面板同步动作；所述道岔梁驱动装置安装在道岔梁体的底部且能够为所述变截面道岔梁转撤提供动力输入；所述道岔梁锁定装置和梁间连接装置互联，所述道岔梁锁定装置用于对道岔梁体进行锁定，所述梁间连接装置用于对道岔梁体和轨道梁进行连接。

这样，变截面驱动机构通过驱动道岔梁体两侧的导向面板和稳定面板分别同步向梁体两侧运动，从而改变变截面道岔梁的横截面，以匹配不用轨道梁宽的线路。通过道岔梁驱动装置驱动变截面道岔梁绕变截面道岔梁的枢轴端转动，使得变截面道岔梁的活动端与不同线路的轨道梁对接形成岔道，满足列车换线要求。道岔梁锁定装置在锁定过程中，通过道岔梁锁定装置带动梁间连接装置同步对变截面道岔梁的活动端和轨道梁的端部进行连接，满足列车过岔要求，在解锁过程中，同步解除连接，以满足变截面道岔梁的转撤要求。

其中，所述变截面驱动机构包括桁架、推杆、导向连接杆、稳定连接杆、导向伸缩杆、稳定伸缩杆和伸缩杆导向槽；所述道岔梁体内设置有桁架导向槽，所述桁架的两端滑动配合在所述桁架导向槽内；所述导向连接杆的一端与桁架铰接，另一端与导向伸缩杆铰接，所述导向伸缩杆的另一端与导向面板固定连接；所述稳定连接杆的一端与桁架铰接，另一端与稳定伸缩杆铰接，所述稳定伸缩杆的另一端与稳定面板固定连接；所述导向伸缩杆和稳定伸缩杆分别滑动配合在伸缩杆导向槽内，所述伸缩杆导向槽上还设置有允许导向连接杆或稳定连接杆滑动的滑槽，所述伸缩杆导向槽固定安装在道岔梁体内部；所述推杆固定安装在所述道岔梁体内部，所述推杆的动作端与桁架固定连接并用于带动桁架沿桁架导向槽滑动。

这样，桁架导向槽对桁架的运动起到限位和导向作用。伸缩杆导向槽对导向伸缩杆和稳定伸缩杆起到导向和限位的作用。

当变截面道岔梁需要改变其截面尺寸以匹配不同轨道梁宽线路时，跨座式单轨道岔的控制装置控制推杆运动，推杆带动桁架在桁架导向槽内沿梁体高度方向上下运动，桁架通过其左右两侧的导向连接杆和稳定连接杆带动左右两侧的导向伸缩杆和稳定伸缩杆同步反向运动，进一步地，分别带动道岔梁体两侧的固连在导向伸缩杆和稳定伸缩杆上的导向面板和稳定面板同步反向运动，从而改变道岔梁的横截面。当运动到位后，控制装置控制推杆停止运动，并控制设置在桁架上的变截面锁定机构进行锁定，保证所述桁架位置不会发生变化，进一步确保列车过岔承载时，导向面板和稳定面板的位置不会变动。

具体的，桁架与桁架导向槽配合部位设置滚珠或滚针。可以变滑动为滚动，减小摩擦阻力。

具体的，导向连接杆与桁架和导向伸缩杆铰接部位，及稳定连接杆与桁架和稳定伸缩杆铰接部位设置滚动轴承。可以变滑动摩擦为滚动摩擦，减小阻力，提高传动效率。

具体的，导向伸缩杆和稳定伸缩杆与伸缩杆导向槽配合部位设置滚珠或滚针。可以变滑动为滚动，减小阻力，提高传动效率。

具体的，推杆可以为电动推杆、液压推杆、电动液压推杆等形式。

具体的，在道岔梁体内沿梁体长度方向，设置有多个导向连接杆和稳定连接杆，相应的，也需分别设置有与导向连接杆和稳定连接杆数量相同的导向伸缩杆和稳定伸缩杆，进一步地，也需设置有与导向伸缩杆和稳定伸缩杆总数量相同的伸缩杆导向槽。

其中，所述伸缩杆导向槽远离导向面板和稳定面板的端部封闭，所述伸缩杆导向槽上固定安装有限位块，所述限位块固定安装在所述滑槽靠近导向面板或稳定面板的一端。

这样，伸缩杆导向槽固连在所述道岔梁体内部，伸缩杆导向槽一端开口，开口端端口与道岔梁体外表面平齐，另一端端口封闭，封闭端对导向伸缩杆和稳定伸缩杆向道岔梁体内部运动时起到限位作用，避免发生故障时，导向伸缩杆和稳定伸缩杆对变截面道岔梁造成更大程度上的损坏。限位块固连在伸缩杆导向槽上，对导向伸缩杆和稳定伸缩杆向道岔梁体外部运动时起到限位作用，避免发生故障时，导向伸缩杆和稳定伸缩杆对变截面道岔梁造成更大程度上的损坏。

其中，所述桁架包括第一水平杆、第二水平杆、斜撑杆和竖向杆，所述第一水平杆和第二水平杆沿竖直方向正对且平行设置，所述第一水平杆和第二水平杆之间通过斜撑杆固定连接，所述第一水平杆和第二水平杆的两端均固定安装有竖向杆，所述竖向杆竖向滑动配合在所述桁架导向槽内。增强桁架的结构强度以及稳定性。

其中，所述道岔梁体外侧设置有与导向面板和稳定面板匹配的凹槽。当导向面板和稳定面板分别嵌装在导向凹槽和稳定凹槽中，此时变截面道岔梁的横截面最小。

其中，所述道岔梁驱动装置包括驱动电机、驱动减速箱、驱动齿轮和驱动齿条，所述驱动电机和驱动减速箱均固定安装在道岔梁体的底部，所述驱动减速箱的输入轴和驱动电机的输出轴动力耦合连接，所述驱动减速箱的输出轴与驱动齿轮同轴连接，所述驱动齿轮与固连在地面凸台上的驱动齿条啮合。

这样，当所述变截面道岔梁转辙时，跨座式单轨道岔的控制装置控制所述驱动电机运转，驱动电机的动力输出经过驱动减速箱减速后，驱动驱动齿轮转动。由于驱动齿条固连在地面凸台上，并与驱动齿轮啮合，故当驱动齿轮转动时，驱动齿轮给驱动齿条的反作用力推动变截面道岔梁绕变截面道岔梁的枢轴端转动，使得变截面道岔梁活动端与不同线路对接以形成岔道。转辙到位后，驱动电机停止转动，道岔梁锁定装置进行锁定，固定变截面道岔梁的位置。

具体的，驱动减速箱的输入轴与输出轴垂直。

具体的，驱动电机的输出轴与驱动减速箱的输入轴通过安全联轴器相连。当发生过载时，安全联轴器对所述道岔梁驱动装置起到过载保护作用。

其中，所述驱动齿条为以变截面道岔梁的枢轴端为圆心的圆弧状。即一段弧线，弧线长度根据所述单轨道岔的转辙距离设定。

其中，所述道岔梁锁定装置包括安装在变截面道岔梁的活动端的锁定电机、锁定减速箱和锁定推杆，与变截面道岔梁的活动端相对接的轨道梁的端部设置有锁定槽，所述锁定电机和锁定减速箱动力耦合连接，所述锁定推杆上加工有齿条，所述锁定推杆通过齿轮齿条啮合副与锁定减速箱连接。

当所述变截面道岔梁锁定时，锁定电机输出的动力经过锁定减速箱减速后，驱动锁定推杆插入锁定槽，将道岔梁位置固定；当变截面道岔梁解锁时，锁定电机反转，其输出的动力经过锁定减速箱减速后，驱动锁定推杆退出锁定槽，解除道岔梁的锁定。

具体的，道岔梁体的活动端设置有锁定推杆导向槽。对锁定推杆起到导向和限位作用。

其中，所述梁间连接装置包括连接板和锁定连接杆，所述连接板铰接在所述道岔梁体顶部，所述连接板通过锁定连接杆与锁定推杆铰接。

道岔梁转辙后，道岔梁活动端和与道岔梁活动端相向对接的轨道梁之间存在间隙，该间隙会影响列车的平稳运行。现有梁间顶部连接装置多采用活动指型板，当道岔梁转辙连接时会产生较大的冲击和噪音。

所述梁间连接装置与所述道岔梁锁定装置同步运动。道岔梁锁定装置在锁定过程中，通过锁定连接杆带动连接板同步面向道岔梁顶部向下转动，以完成道岔梁活动端和与道岔梁活动端相向对接轨道梁的连接，满足列车过岔要求；道岔梁锁定装置在解锁过程中，通过锁定连接杆带动连接板同步背离道岔梁顶部向上转动，解除道岔梁活动端和与道岔梁活动端相向对接轨道梁的连接，满足道岔梁的转辙要求。

其中，所述变截面道岔梁的活动端和与道岔梁活动端相向对接轨道梁的顶部均设置有用于容纳连接板的容纳槽，所述容纳槽与连接板匹配。当梁间连接装置连接道岔梁活动端和与道岔梁活动端对接的轨道梁后，连接板刚好嵌装在所述容纳槽中，使其上表面与道岔梁和轨道梁平齐，确保列车过岔的平稳性。

具体的，连接板的形状可以为矩形、半圆形或便于连接的其他形状。

进一步的，在连接板四周加工有过渡圆弧，便于连接板与道岔梁体和轨道梁的连接。

综上，本发明具有结构紧凑、互换性能优良、设计成本低的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是图2的a-a视图；

图4是图3中ⅰ处剖视图；

图5是图4的左向视图；

图6中(a)-(d)是变截面道岔梁的变截面过程示意图；

图7中(a)-(b)是锁定装置和梁间连接装置运动示意图；

图8是连接板结构示意图。

图9是图8的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1-2所示，一种变截面道岔梁和具有其的跨座式单轨道岔，包括变截面道岔梁2、道岔梁驱动装置3、道岔梁锁定装置4和梁间连接装置1；所述变截面道岔梁包括道岔梁体5、变截面驱动机构6、导向面板7和稳定面板8，所述变截面驱动机构6安装在所述道岔梁体5内部且用于驱动道岔梁体5两侧的导向面板7和稳定面板8同步动作；所述道岔梁驱动装置3安装在道岔梁体5的底部且能够为所述变截面道岔梁2转撤提供动力输入；所述道岔梁锁定装置4和梁间连接装置1互联，所述道岔梁锁定装置4用于对道岔梁体进行锁定，所述梁间连接装置1用于对道岔梁体和轨道梁进行连接。

这样，变截面驱动机构6通过驱动道岔梁体5两侧的导向面板7和稳定面板8分别同步向梁体两侧运动，从而改变变截面道岔梁的横截面，以匹配不用轨道梁宽的线路。通过道岔梁驱动装置3驱动变截面道岔梁绕变截面道岔梁的枢轴端转动，使得变截面道岔梁的活动端与不同线路的轨道梁对接形成岔道，满足列车换线要求。道岔梁锁定装置4在锁定过程中，通过锁定连接杆102带动梁间连接装置1同步对变截面道岔梁的活动端和轨道梁的端部进行连接，满足列车过岔要求，在解锁过程中，同步解除连接，以满足变截面道岔梁的转撤要求。

如图2-5，所述变截面驱动机构包括桁架60、推杆62、导向连接杆63、稳定连接杆67、导向伸缩杆65、稳定伸缩杆68和伸缩杆导向槽64；所述道岔梁体5内设置有桁架导向槽61，所述桁架60的两端滑动配合在所述桁架导向槽61内；所述导向连接杆63的一端与桁架60铰接，另一端与导向伸缩杆65铰接，所述导向伸缩杆65的另一端与导向面板7固定连接；所述稳定连接杆68的一端与桁架60铰接，另一端与稳定伸缩杆67铰接，所述稳定伸缩杆67的另一端与稳定面板8固定连接；所述导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68分别滑动配合在伸缩杆导向槽64内，所述伸缩杆导向槽64上还设置有允许导向连接杆或稳定连接杆滑动的滑槽，所述伸缩杆导向槽64固定安装在道岔梁体5内部；所述推杆62固定安装在所述道岔梁体5内部，所述推杆62的动作端与桁架60固定连接并用于带动桁架60沿桁架导向槽61滑动。

这样，桁架导向槽61对桁架60的运动起到限位和导向作用。伸缩杆导向槽64对导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68起到导向和限位的作用。

如图6(a)-(d)，当变截面道岔梁2需要增大其截面尺寸以匹配不同轨道梁宽线路时，该跨座式单轨道岔的控制装置控制推杆62推动桁架60沿桁架导向槽61向梁体底部运动，桁架60进而通过其左右两侧的导向连接杆63和稳定连接杆67分别带动两侧的导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68同步反向向梁体外侧运动，进一步地，分别带动固连在导向伸缩杆65上的导向面板7和固连在稳定伸缩杆68上的稳定面板8同步反向向梁体外侧运动，增大变截面道岔梁2的横截面；相反地，当变截面道岔梁2需要减小其截面尺寸以匹配不同轨道梁宽线路时，该跨座式单轨道岔的控制装置控制推杆62推动桁架60沿桁架导向槽61向梁体顶部运动，桁架60进而通过其左右两侧的导向连接杆63和稳定连接杆67分别带动两侧的导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68同步反向向梁体内侧运动，进一步地，分别带动固连在导向伸缩杆65上的导向面板7和固连在稳定伸缩杆68上的稳定面板8同步反向向梁体内部运动，减小变截面道岔梁2的横截面。

具体的，桁架60与桁架导向槽61配合部位设置滚珠或滚针。变滑动为滚动，减小摩擦阻力。

具体的，导向连接杆63与桁架60和导向伸缩杆65铰接部位，及稳定连接杆67与桁架60和稳定伸缩杆68铰接部位设置滚动轴承。变滑动摩擦为滚动摩擦，减小阻力，提高传动效率。

具体的，导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68与伸缩杆导向槽64配合部位设置滚珠或滚针。变滑动为滚动，减小阻力，提高传动效率。

具体的，推杆62可以为电动推杆、液压推杆、电动液压推杆等形式。

具体的，在桁架60上铰接有多个导向连接杆63和稳定连接杆67，相应的，也需分别设置有与导向连接杆63和稳定连接杆67数量相同的导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68，进一步地，也需设置有与导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68总数量相同的伸缩杆导向槽64。

其中，所述伸缩杆导向槽64远离导向面板7和稳定面板8的端部封闭，所述伸缩杆导向槽64上固定安装有限位块66，所述限位块66固定安装在所述滑槽靠近导向面板7或稳定面板8的一端。

这样，伸缩杆导向槽64固连在道岔梁体5内部，其一端开口，另一端封闭，开口端端口与道岔梁体5外表面平齐，当导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68向道岔梁体5内部运动时，伸缩杆导向槽64的封闭端对导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68起到限位作用，避免发生故障时，导向伸缩杆64和稳定伸缩杆68对变截面道岔梁2造成更大程度上的损坏。限位块66固连在伸缩杆导向槽64上，对导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68向道岔梁体5外部运动时起到限位作用，避免发生故障时，导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68对变截面道岔梁2造成更大程度上的损坏。

其中，所述桁架60包括第一水平杆601、第二水平杆602、斜撑杆603和竖向杆604，所述第一水平杆601和第二水平杆602沿竖直方向正对且平行设置，所述第一水平杆601和第二水平杆602之间通过斜撑杆603固定连接，所述第一水平杆601和第二水平杆602的两端均固定安装有竖向杆604，所述竖向杆604竖向滑动配合在所述桁架导向槽61内。增强桁架的结构强度以及稳定性。

其中，所述道岔梁体5外侧设置有与导向面板和稳定面板匹配的凹槽。当导向面板和稳定面板分别嵌装在导向凹槽和稳定凹槽中，此时变截面道岔梁的横截面最小。

当桁架60设置在道岔梁体5中间位置时，导向连接杆63和稳定连接杆67外形尺寸相同、导向伸缩杆65和稳定伸缩杆68外形尺寸相同。

其中，所述道岔梁驱动装置包括驱动电机301、驱动减速箱302、驱动齿轮303和驱动齿条304，所述驱动电机301和驱动减速箱302均固定安装在道岔梁体5的底部，所述驱动减速箱302的输入轴和驱动电机301的输出轴动力耦合连接，所述驱动减速箱302的输出轴与驱动齿轮303同轴连接，所述驱动齿轮303与固连在地面凸台305上的驱动齿条304啮合。

当变截面道岔梁2转辙时，该跨座式单轨道岔的控制装置控制驱动电机301运转，驱动电机301的动力输出经过驱动减速箱302减速后，驱动驱动齿轮303转动。由于驱动齿条304固连在地面凸台305上，并与驱动齿轮303啮合，故当驱动齿轮303转动时，驱动齿轮303给驱动齿条304的反作用力推动变截面道岔梁2绕变截面道岔梁枢轴端201转动，使得变截面道岔梁活动端202与不同线路对接以形成岔道。转辙到位后，驱动电机301停止转动，道岔梁锁定装置4进行锁定，固定变截面道岔梁2的位置。

具体的，驱动齿轮303和驱动齿条304啮合部位整体设置防尘罩壳。避免灰尘等杂物落入驱动齿轮303和驱动齿条304啮合部位从而影响道岔梁驱动装置3的正常运行。

具体的，驱动减速箱302的输入轴与输出轴垂直。

具体的，驱动电机301的输出轴与驱动减速箱302的输入轴通过安全联轴器相连。当发生过载时，安全联轴器对所述道岔梁驱动装置起到过载保护作用。

其中，所述驱动齿条304为以变截面道岔梁的枢轴端201为圆心的圆弧状。即一段弧线，弧线长度根据所述单轨道岔的转辙距离设定。

如图7(a)-(b)、图8和图9所示，所述道岔梁锁定装置4包括安装在变截面道岔梁的活动端202的锁定电机403、锁定减速箱402和锁定推杆401，与变截面道岔梁的活动端202相对接的轨道梁的端部设置有锁定槽，所述锁定电机403和锁定减速箱402动力耦合连接，所述锁定推杆401上加工有齿条，所述锁定推杆401通过齿轮齿条啮合副与锁定减速箱402连接。

当变截面道岔梁2锁定时，锁定电机403输出的动力经过锁定减速箱402减速后，驱动锁定推杆401插入锁定槽，将道岔梁位置固定；反之，当变截面道岔2梁解锁时，锁定电机403反转，其输出的动力经过锁定减速箱402减速后，驱动锁定推杆401退出锁定槽，解除道岔梁的锁定。

具体的，锁定推杆401锁定端设置一锁定滚轮。便于锁定推杆401插入锁定槽进行锁定。

具体的，道岔梁体的活动端202设置有锁定推杆导向槽。对锁定推杆起到导向和限位作用。

其中，所述梁间连接装置1包括连接板101和锁定连接杆102，所述连接板101铰接在所述道岔梁体5顶部，所述连接板101通过锁定连接杆102与锁定推杆401铰接。

道岔梁转辙后，道岔梁活动端202和与道岔梁活动端202相向对接的轨道梁之间存在间隙，该间隙会影响列车的平稳运行。现有梁间顶部连接装置多采用活动指型板，当道岔梁转辙连接时会产生较大的冲击和噪音。

梁间连接装置1与道岔梁锁定装置4同步运动。道岔梁锁定装置4在锁定过程中，锁定推杆401通过锁定连接杆102带动连接板101同步面向道岔梁顶部向下转动，以连接道岔梁活动端202和与道岔梁活动端202相向对接的轨道梁，满足列车过岔要求；道岔梁锁定装置4在解锁过程中，锁定推杆401通过锁定连接杆102带动连接板101同步背离道岔梁顶部向上转动，解除道岔梁活动端202和与道岔梁活动端202相向对接轨道梁的连接，满足道岔梁的转辙要求。

其中，所述变截面道岔梁的活动端202和与道岔梁活动端202相向对接轨道梁的顶部均设置有用于容纳连接板101的容纳槽，所述容纳槽与连接板101匹配。当梁间连接装置1连接道岔梁活动端202和与道岔梁活动端202对接的轨道梁后，连接板101刚好嵌装在该凹槽中，使其上表面与道岔梁和轨道梁平齐，确保列车过岔的平稳性。

具体的，连接板101的形状可以为矩形、半圆形或便于连接的其他形状。

进一步的，在连接板101四周加工有过渡圆弧，便于连接板与道岔梁体和轨道梁的连接。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。