悬挂式单轨道小车换向机构及悬挂式单轨道小车的制作方法

本发明涉及空中轨道交通技术领域，尤其涉及一种悬挂式单轨道小车换向机构及悬挂式单轨道小车。

背景技术：

空中轨道列车(简称空轨)是悬挂式单轨交通系统。轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中。由于空轨交通系统将地面交通移至空中，在无需扩展城市现有公路设施的基础上可缓解城市交通难题；又由于它只将轨道移至空中，而不是像高架轻轨或骑坐式单轨那样将整个路面抬入空中，因此克服了其他轨道交通系统的弊病，在建造和运营方面具有很多突出的特点和优点。目前，传统的空轨交通系统包含轨道梁、支撑立柱、空轨车体、行走机构和控制系统等组件，其中，该系统的轨道梁为钢制箱形梁，行走机构带动空轨车体沿轨道梁行走。

悬挂独轨交通(含索轨交通)具有轨道架设经济快速、节地、跨越能力好、全天候运行、无需人驾驶等优点，由于其道岔技术复杂、不能自主转向等使悬挂独轨通行流量受限，通行安全难以保证。

多年来，国内外许多技术人员提出了许多悬挂式独轨交通的道岔技术方案，以提高道岔的切换速度、安全可靠性，降低道岔制造、维护和运行成本。但是现有空轨列车的两个转向轮一般都是独立控制，这样在道岔转弯处有可能会出现其中一个转向轮动作不成功的情况，一旦出现这种情况，将使得列车上的两侧的轮子分别横跨在两个轨道上，造成卡轮现象，不但难于维护，而且还会影响后续车辆的运行，因此，安全性能无法保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可自主转向的悬挂式单轨道小车换向机构，以避免轨道小车在道岔处转向失败而跨轨行走的事故发生。

本发明的另一目的是提供一种自主转向的悬挂式单轨道小车，以避免轨道小车在道岔处转向失败而跨轨行走的事故发生。

为了实现上述目的，本发明公开了一种悬挂式单轨道小车换向机构，包括承载架、摇摆件和换向驱动件；行走机构安装于轨道梁内，并通过一承载架与轨道小车连接；摇摆件其安装于所述轨道梁外，并通过一枢接部与所述承载架枢转连接，所述摇摆件上设置有两个分别位于所述枢接部两侧的起落端，两所述起落端可以所述枢接部为摇摆中心点上下摇摆，两所述起落端上分别设置一位于所述轨道梁侧壁外侧的转向轮；换向驱动件与所述摇摆件连接，用于变换两所述起落端的起落状态，以使得其中一所述起落端上的所述转向轮位于所述轨道梁所在的高度面内。

与现有技术相比，本发明悬挂式单轨道小车换向机构在安装有行走机构的承载架上枢接有一摇摆件，该摇摆件跟随行走机构沿轨道梁行走，摇摆件的两侧分别设置一起落端，两起落端上还有一转向轮，在换向驱动件的作用下，摇摆件以承载架为摇摆中心上下摇摆，通过摇摆件的摇摆动作，其中一侧起落端升起的同时，另一侧起落端落下，这样，始终保持两个起落端一个处于升起状态，另一个处于落下状态，当将摇摆件安装在轨道梁的下方时，处于落下状态的起落端上的转向轮位于轨道梁的下方，处于升起状态的起落端上的转向轮位于轨道梁所在的高度面内，当轨道小车行走至道岔处时，处于升起状态的起落端上的转向轮与分岔道上的轨道梁的外侧壁接触，并沿其转动，从而将轨道小车拉至该分岔道上，实现轨道小车的转向；由此可知，由于两个转向轮通过摇摆件处于一个连动系统中，因此在轨道小车转向时，可有效避免因两转向轮状态不协调而造成的卡轮现象，提高了轨道小车的安全性能。

较佳地，所述承载架上设置一轴套，所述轴套上设置有一驱动轴，所述摇摆件通过所述枢接部与所述驱动轴连接，所述驱动轴带动所述摇摆件相对所述轴套摇摆。

较佳地，所述换向驱动件包括一摆动杆和一动力件，所述摆动杆包括连接端和摆动端，所述摆动杆通过所述连接端与所述驱动轴连接，所述动力件用于驱动所述摆动端的摆动。

较佳地，所述动力件包括两个分别设置所述摆动端两侧的两个电磁铁，所述摆动端可分别被两个所述电磁铁吸合。

较佳地，所述行走机构包括设置于所述承载架上的一对行走轮。

较佳地，所述承载架上于所述行走轮的前后两端还分别设置一组可沿轨道梁内侧壁转动的导向轮，每一组所述导向轮有两个，该两个所述导向轮呈上下交错布置，且该两个所述导向轮分别与所述轨道梁的两侧的内壁抵接。

本发明还公开一种悬挂式单轨道小车，包括车厢，所述车厢的顶端安装有如上所述的悬挂式单轨道小车换向机构。

较佳地，两所述起落端上还各设置一归位轮，所述轨道梁上于分道岔前端相应的一侧壁上设置有自上向下倾斜延伸的翼板，通过所述翼板和所述归位轮的配合，强制相应侧的所述起落端向下摆动。

较佳地，所述车厢上安装有前后两组所述悬挂式单轨道小车换向机构，其中一组悬挂式单轨道小车换向机构内的所述行走机构与驱动电机传动连接。

较佳地，前后两组所述悬挂式单轨道小车换向机构中的所述换向驱动件处于同一连动系统中。

较佳地，所述悬挂式单轨道小车还包括一对可将多俩轨道小车连接在一起的连接机构，所述连接机构包括一对互相配合的挂钩和挂块，所述挂钩安装在车厢前端所述悬挂式单轨道小车换向机构中的所述承载架上，所述挂块安装在车厢后端所述悬挂式单轨道小车换向机构中的所述承载架上。

附图说明

图1为本发明悬挂式轨道小车其中一实施例的使用状态结构示意图，其中轨道梁处于透视状态。

图2为本发明实施例中行走机构与换向机构的安装结构示意图。

图3为图2中摆动杆的立体结构示意图。

图4为图2中换向机构的安装结构示意图。

图5为本发明悬挂式轨道小车另一实施例的使用状态结构示意图。

图6为本发明实施例轨道小车车厢顶部的安装结构示意图。

图7为图6中挂块的立体结构示意图。

图8为图6中挂钩的立体结构示意图。

图9为与本发明实施例中轨道小车配套的单岔轨道的平面示意图。

图10为一双岔轨道的平面示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1和图2所示，本发明公开一种悬挂式单轨道小车，包括用于搭载乘客的车厢30，车厢30通过一行走机构4悬挂于厢体式的轨道梁5上，车厢30通过一承载架2与行走机构4连接，即承载架2的下端与车厢30连接，承载架2的上端安装行走机构4，通过行走机构4在轨道梁5内的行走带动轨道小车3的行走。为解决轨道小车3行走至分道岔处自主转向的问题，本实施例中于承载架2上设置一换向机构，该换向机构包括摇摆件1和换向驱动件。摇摆件1安装于轨道梁5外，可安装在轨道梁5的上方，也可安装于轨道梁5的下方，为便于安装，本实施例中，摇摆件1安装在轨道梁5的下方。摇摆件1通过一枢接部10与承载架2枢转连接，摇摆件1上设置两个有分别位于枢接部10两侧的起落端11，两起落端11可以枢接部10为摇摆中心点上下摇摆，即两起落端11可以承载架2为支点做上下起落运动，当摇摆件1一侧的起落端11升起的同时，摇摆件1另一侧的起落端11降落，两起落端11上分别设置一位于轨道梁5侧壁外侧的转向轮12。换向驱动件与摇摆件1连接，用于变换两起落端11的起落状态，以使得向上翘起的起落端11上的转向轮12处于轨道梁5所在的高度面内，如图1中所示，轨道梁5的顶壁所在的高度线为l1,轨道梁5的底壁所在的高度线为l2，那么当其中一起落端11向上翘起时，该起落端11上的转向轮12的高度线位置位于l1与l2之间。安装转向轮12时最好使得转向轮12的轴向与轨道梁5的侧壁平行，这样，该起落端11上的转向轮12可沿分道岔上轨道梁5的外侧壁滑动。

具有上述结构的悬挂式单轨道小车的换向过程为：行走机构4带动车厢30沿轨道梁5行走，在行走过程中，换向驱动件使得摇摆件1上的一个起落端11处于升起状态，由于两个起落端11处于一个翘板式的连动机构中，另一个起落端11必然处于落下状态，当其中一个起落端11处于升起状态时，其上的转向轮12位于轨道梁5的底壁所在平面的上方，从而使得转向轮12的其中一径向指向轨道梁5的外侧壁，当起落端11处于落下状态时，其上的转向轮12位于轨道梁5的底壁所在平面的下方。如图9所示，在车厢30转过一个分道岔后，换向驱动件即根据下一个分道岔g2的转弯方向调整摇摆件1的起落状态，如相对于轨道小车3行走方向来说，如果轨道小车3前方需要转到右方的分道岔g2上，换向驱动件控制摇摆件1右侧的起落端11抬起，左侧的起落端11落下，当轨道小车3行走至分道岔g2处时，右侧起落端11上处于抬起状态的转向轮12抵接在分道岔g2的轨道梁5的外侧壁上，随着轨道小车3的进一步前行，通过右侧的转向轮12将行走机构4拉向右侧的分道岔g2，实现轨道小车3的右转，转向完成后，换向驱动件驱动摇摆件1动作为下次转向做准备。由此可知，由于摇摆件1上的两个起落端11始终保持在一个处于升起状态，另一个处于落下状态，即两个转向轮12始终保持一个位于轨道梁5的底壁所在平面的上方，另一个位于轨道梁5底壁所在平面的下方，当其中一个起落端11出现状态变化时，必然会带动另一起落端11出现相应的状态变化，这样，当轨道小车3需要转向时，即使不能成功转向，也会沿着原有轨道继续行走，请再次参阅图9，轨道小车即使不能转到分岔道g2上，也会沿着原有的岔道g1行走，而不会使得两个转向轮12中的一个抵接在分岔道g2上，另一个抵接在岔道g1上，避免轨道小车3跨轨行走进而造成轨道小车3损坏的现象发生，从而提高了安全性能。另外，在轨道小车3转向前的一段距离，摇摆件1一直都处于转向的准备状态，如果换向机构出现问题可提前知道，以便提前做出应对措施。

需要说明书的是，与本发明实施例中的换向机构配套的轨道为单岔轨道(如图9)，本发明实施例中的换向机构不适于应用在双岔轨道(如图10)上。

为了避免换向驱动件失灵或摇摆件1出现卡顿状况时，轨道小车3不能成功转向，本发明换向机构另一较佳实施例中，还设置一强制换向驱动机构，如图4和图5所示，该强制换向驱动机构包括在两起落端11分别设置的一归位轮13，轨道梁5上于分道岔前端相应的一侧壁上设置有自上向下倾斜延伸的翼板50，通过翼板50和归位轮13的配合，强制相应侧的起落端11向下摆动。如轨道小车3前方即将要进入右侧分岔道，此时，位于轨道梁5右侧的起落端11应该处于升起状态，但是此时如果摇摆件1上两个起落端11的变化失败，导致位于轨道梁5左侧的起落端11仍然处于升起状态，那么随着轨道小车3的行进，归位轮13逐渐接近翼板50，直至与翼板50抵接，当归位轮13与翼板50抵接时，随着轨道小车3的进一步前行，在翼板50的低压下，通过归位轮13将该侧的起落端11压下，另一侧的起落端11升起，从而实现摇摆件1的正确变换。本实施例中，通过机械结构，实现摇摆件1的强制变换，从而保证轨道小车3的正确转向。

关于摇摆件1的安装结构，较佳地，如图4所示，承载架2上设置一轴套63，轴套63上设置有一驱动轴64，摇摆件1通过枢接部10与驱动轴64连接，驱动轴64带动摇摆件1相对轴套63摇摆。本实施例中，通过驱动轴64在驱动套中的转动，带动摇摆件1上的枢接部10的转动，从而实现摇摆件1的摇摆动作。进一步地，如图2和图3，换向驱动件包括一摆动杆60和一动力件，摆动杆60包括连接端600和摆动端601，摆动杆60通过连接端600与驱动轴64连接，动力件用于驱动摆动端601的摆动。以2中观察角度为例，当动力件驱动摆动端601向左侧侧摆动时，通过连接端600带动驱动轴64作顺时针方向转动，从而带动摇摆件1的右侧的起落端11落下，左侧的起落端11升起，需要说明的是，本实施例中，摆动端601可位于驱动轴64的下方，也可位于驱动轴64的上方。更进一步地，动力件包括两个分别设置摆动端601两侧的两个电磁铁61，摆动端601可分别被两个电磁铁61吸合，通过分别给两个电磁铁61通接通电源即可实现摆动端601的摆动，为便于安装，摆动杆60和两电磁铁61安装在一安装盒中。

请再次参阅图1和图2，本发明悬挂式单轨道小车另一较佳实施例中，行走机构4包括设置于承载架2上的一对行走轮40，当将轨道小车3与轨道梁5对接时，通过该一对行走轮40将车厢30悬挂在轨道梁5上，通过行走轮40沿轨道梁5的行走，带动车厢30的移动。为了保证行走轮40的稳定行走，避免给车厢30造成晃动，较佳地，承载架2上于行走轮40的前后两端还分别设置一组可沿轨道梁5内侧壁转动的导向轮41，每一组导向轮41有两个，该两个导向轮41呈上下交错布置，且该两个导向轮41分别与轨道梁5的两侧的内壁抵接。由此可知，通过两组导向轮41将一对行走轮40定位在轨道梁5的固定位置，使得行走轮40在走动过程中不会发生偏移，从而避免了车厢30的晃动。

另外，为了进一步加强车厢30的稳定性，如图6，车厢30顶部安装有两组行走机构4，每一行走机构4上都安装有具有上述结构的换向机构，其中一组行走机构4内的行走轮40可设置为主动轮，另一组行走机构4内的行走轮40设置为从动轮，作为主动轮的行走轮40与驱动电机42传动连接。较佳地，为了避免前后两组换向机构中的换向驱动件发生矛盾，前后两组换向机构中的换向驱动件最好处于同一连动系统中，具体地，本实施例中，将前后两组换向机构中的电磁铁61串联连接，从而保证前后转向轮12动作一致。

进一步地，本发明悬挂式单轨道小车还包括一对可将多俩轨道小车3连接在一起的连接机构，通过该连接机构可将多俩轨道小车3连接成一趟多节列车。本实施例中，如图6至图8，连接机构包括一对互相配合的挂钩80和挂块81，挂钩80安装在车厢30前端的承载架2上，挂块81安装在车厢30后端的承载架2上，当两俩轨道小车3彼此靠近时，后方轨道小车3上的挂钩80咬合在前方轨道小车3上的挂块81上，从而实现轨道小车3的连接，组合和拆卸都比较方便。

综上，本发明悬挂式单轨道小车通过在与行走机构4连接的承载架2上设置一摇摆件1和一换向驱动件实现轨道小车3的自主转向，位于摇摆件1上的两个转向轮12可在一个连动体系中上下摇摆，从而通过摇摆件1的摆动，使得两个转向轮12产生彼此连动的状态变化，进而避免因两个转向轮12不能同时连动动作而造成跨轨行走的现象发生，降低轨道小车3的维护率。而且在转向前可预先变换摇摆件1的状态，使得相应侧的转向轮12升起到轨道梁5底壁所在平面的上方，另一侧的转向轮12落到轨道梁5底壁所在平面的下方，从而避免轨道小车3在分道岔处不能转弯的现象发生。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。