一種多方向互通的軌道交叉道岔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能多方向互通連接的軌道交叉道岔，該軌道交叉道岔能廣泛應(yīng)用于城市交通中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國正處于城市化進(jìn)程高速發(fā)展時(shí)期，大城市特大城市繼續(xù)改造與擴(kuò)張，中小城鎮(zhèn)建設(shè)也飛速發(fā)展。城市的規(guī)模與結(jié)構(gòu)都處在大變化之中?，F(xiàn)代便捷的交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展在給人們帶來便利的同時(shí)，也帶來了很多負(fù)面的影響:伴隨著汽車的增加，汽車尾氣的排放也越來越嚴(yán)重，污染了空氣；同時(shí)，車輛的增加也使得現(xiàn)代城市的交通非常擁擠，給廣大市民的出行帶來了極大的不便。同時(shí)汽車的安全性差，容易發(fā)生交通事故。但是其優(yōu)點(diǎn)是靈活性高，可以隨時(shí)隨地到達(dá)目的地，屬于點(diǎn)對點(diǎn)的進(jìn)行流通。
[0003]而軌道交通具有運(yùn)量大、速度快、安全、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點(diǎn)，包括地鐵、輕軌、快軌、有軌電車等。但是軌道交通缺點(diǎn)在于靈活性不夠，需要在指定的車站進(jìn)行乘車，發(fā)車時(shí)間和需要到達(dá)的地點(diǎn)也固定，不能滿足現(xiàn)在人們對出行靈活性的要求。
[0004]為了能解決城市交通各種問題，同時(shí)又兼具靈活性，因此可以將兩種交通方式綜合起來，形成城市微型軌道交通，道路以軌道的形式全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋，軌道材料視要求可選混凝土和鋼軌，載荷小的用混凝土，載荷大的重型機(jī)械車輛用鋼軌，通過改造汽車，使其能在軌道上行駛。這樣就能綜合汽車和軌道交通的各自優(yōu)點(diǎn)。但是要實(shí)現(xiàn)微型軌道交通這種方式，需要克服各種復(fù)雜的轉(zhuǎn)彎問題。
[0005]軌道交通轉(zhuǎn)彎變向是一個(gè)很復(fù)雜的問題，需要用到道岔，按照道岔類型現(xiàn)階段主要有如下幾種:單開道岔，對稱道岔，多開道岔，交叉渡線，復(fù)式交分道岔以及菱形交叉道岔，這些道岔中沒有一個(gè)能單獨(dú)提供多方向軌道間的互通連接，同時(shí)改變方向時(shí)需要的最小半徑常常很大，無法做到像公路那樣的網(wǎng)狀連接，四通八達(dá)。而本專利就是解決這個(gè)問題，使多方向上軌道互通成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述多方向上的軌道互通問題，本發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)，即采用轉(zhuǎn)彎盤和換向器來實(shí)現(xiàn)，其中轉(zhuǎn)彎盤負(fù)責(zé)線路的轉(zhuǎn)彎連接，在轉(zhuǎn)彎盤進(jìn)行各方向線路連接時(shí)，線路與線路就會(huì)相交或者相接，而換向器則是安裝在相交點(diǎn)或者相接點(diǎn)處，并有選擇性地連通相交點(diǎn)處的某條線路，斷開或者封堵另一條線路。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種多方向互通的軌道交叉道岔，包括:轉(zhuǎn)彎盤和換向器。轉(zhuǎn)彎盤包括至少一個(gè)曲線連接軌道、及至少兩條行車軌道，曲線連接軌道的兩端各與一條行車軌道以斜切相接的方式連接，使車輛沿曲線連接軌道從一個(gè)方向上的行車軌道變換到另一個(gè)方向上的行車軌道。在兩軌道斜切相接的過程中會(huì)產(chǎn)生交接點(diǎn)，換向器安裝在兩軌道的交接點(diǎn)處且能切換兩軌道的連通狀態(tài)，換向器能將其中一條軌道連通起來，將另一條軌道斷開、出現(xiàn)缺口，或者封堵在連通的該條軌道外側(cè)，這樣另一條軌道就不會(huì)干擾到車輛的前行。
[0008]具體來說，轉(zhuǎn)彎盤采用數(shù)個(gè)曲線連接軌道斜切相接連接各個(gè)方向上的行車軌道。行車軌道為一個(gè)轉(zhuǎn)彎點(diǎn)到另一個(gè)轉(zhuǎn)彎點(diǎn)之間的一段基本直線行駛的軌道，類似于公路上兩十字路口之間的行車的街道，在軌道上面只負(fù)責(zé)行車，不涉及轉(zhuǎn)彎等問題。軌道是一個(gè)包含兩個(gè)路軌及輔助件的概念，一種特殊的道路；“軌道軌”、“軌”、“軌線”、“路軌”這些名詞只強(qiáng)調(diào)單個(gè)路軌本身，鐵路上“鐵軌”就是這樣的概念。所述的軌道間“斜切相接”為軌道中的兩個(gè)軌，兩兩對應(yīng)斜切相接，內(nèi)側(cè)軌和外側(cè)軌斜切相接，外側(cè)軌和內(nèi)側(cè)軌斜切相接，相接后的形狀類似于一個(gè)“父”字；幾何概念中，路軌為一條線，路軌與路軌的斜切相接為一條線傾斜的相接于另一條線上，兩線若有一條為曲線，那么相接時(shí)接點(diǎn)處兩線為近似相切關(guān)系，若兩線為直線段組成，那么相接時(shí)接點(diǎn)處兩線角度很小。在相接過程中不允許有三條以上軌道的軌線相交于一點(diǎn)，以及不允許曲線連接軌道之間相互交叉。連接完成后能使軌道車輛通過曲線連接軌道從一個(gè)方向上的行車軌道連通到另一個(gè)方向的行車軌道。
[0009]當(dāng)需要連接的方向較多時(shí)，可安排數(shù)段首位相接的封閉環(huán)狀曲線軌道線路作為過渡曲線軌道，然后再各用一條曲線連接軌道斜切相接連接行車軌道和過渡曲線軌道，車輛就可以從一個(gè)方向的行車軌道，駛?cè)氲脚c其斜切相接連接的曲線連接軌道，通過曲線連接軌道到達(dá)過渡曲線軌道，在過渡曲線軌道上選擇目標(biāo)方向(目標(biāo)方向?yàn)閷⒁側(cè)氲姆较?的行車軌道所對應(yīng)的曲線連接軌道，從而通過它進(jìn)入目標(biāo)方向的行車軌道。借助過渡曲線軌道這種方式，可減少曲線連接軌道的數(shù)量，同時(shí)使轉(zhuǎn)彎盤結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0010]當(dāng)行車軌道互通的方向較少時(shí)，采用曲線連接軌道斜切相接連接兩不同的行車軌道，無需過渡曲線軌道。以下具體給出幾種轉(zhuǎn)彎盤結(jié)構(gòu)。
[0011]當(dāng)兩行車軌道方向相反時(shí)，類似于公路上需要掉頭行駛情況:采用一條曲線連接軌道一端斜切相接連接正向行車軌道，另一端斜切相接連接反向行車軌道。優(yōu)選的:當(dāng)兩行車軌道間距較大時(shí)，曲線連接軌道的曲線為一圓弧形；當(dāng)兩行車軌道間距較小時(shí)，曲線連接軌道的曲線為三段相切連接的圓弧構(gòu)成的曲線，類似于兩腳為圓弧的“ Ω ”字形狀。此稱為掉頭轉(zhuǎn)彎盤。
[0012]當(dāng)兩行車軌道方向相同時(shí)，類似于公路上需要超車換道的情況:采用一條曲線連接軌道一端斜切相接連接一行車軌道，另一端斜切相接連接另一要換道的行車軌道。優(yōu)選的:曲線連接軌道的曲線為兩段相切連接的圓弧構(gòu)成的曲線，類似于斜躺著彎角較小的“S”形。此稱為換道轉(zhuǎn)彎盤。
[0013]當(dāng)兩方向相反的行車軌道組成主道，另有兩方向相反的行車軌道組成支道，相接于主道，類似于公路上的分岔路口情況:支道上的正向行車軌道斜切相接連接兩曲線連接軌道的一端，兩曲線連接軌道的另一端分別與主道上的兩方向行車軌道斜切相接。支道上的反向行車軌道斜切相接連接一個(gè)曲線連接軌道，曲線連接軌道的另一端與主道上的正向行車軌道斜切相接，主道上的反向行車軌道采用曲線連接軌道斜切相接連接主道上的正向行車軌道，即主道上添加一個(gè)掉頭轉(zhuǎn)彎盤，這樣，主道上的反向行車軌道就可以通過掉頭轉(zhuǎn)彎盤行駛到正向行車軌道，并通過曲線連接軌道行駛到支道反向行車軌道。從而實(shí)現(xiàn)主道反向行車軌道和支道反向行車軌道之間的連通。這樣主道、支道就完成了軌道間的互通，此稱為分貧轉(zhuǎn)彎盤。
[0014]當(dāng)兩方向相反的行車軌道組成主道，與另一個(gè)同樣組成的主道相交時(shí)，類似于公路的交叉路口:兩主道的行車軌道相交叉后，形成一個(gè)類似于“#”字狀的軌道線，中心為一個(gè)“口”字形。采用四個(gè)曲線連接軌道斜切相接連接“口”字形四角點(diǎn)外測兩相鄰的行車軌道。再用四個(gè)曲線連接軌道連接“ 口”字形四角點(diǎn)內(nèi)測兩相鄰的行車軌道，或者將“ 口”字形兩端的兩主道的正反行車軌道，用四個(gè)掉頭轉(zhuǎn)彎盤連接起來。從而能實(shí)現(xiàn)兩主道各個(gè)方向的相互轉(zhuǎn)彎通行。
[0015]當(dāng)需要連通的方向較多時(shí)，類似于上述的兩主道交叉情況，就需要用到過渡曲線軌道，從而使轉(zhuǎn)彎盤結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0016]當(dāng)兩方向相反的行車軌道組成主道，與另一個(gè)同樣組成的主道相交時(shí)，類似于公路的交叉路口:兩主道的行車軌道相交叉后，形成一個(gè)類似于“ # ”字狀的軌道線，中心為一個(gè)“口”字形，將中心截去，安裝一個(gè)環(huán)形的過渡曲線軌道，然后采用8個(gè)曲線連接軌道的一端分別與中心外側(cè)的8個(gè)行車軌道段端頭斜切相接相連，另一端全部斜切相接相連在過渡曲線軌道上。從而完成了軌道間的互通，從一個(gè)行車軌道通過曲線連接軌道再通過過渡曲線軌道過渡到與目標(biāo)行車軌道相連的曲線連接軌道上，然后到達(dá)目標(biāo)行車軌道上。相當(dāng)于完成公路交叉路口的左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和掉頭等轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。此稱為交叉轉(zhuǎn)彎盤。當(dāng)需要連接的主道數(shù)量過多，車輛流量過大，為避免造成堵塞，過渡曲線軌道也可采用多個(gè)并排同心的封閉環(huán)狀軌道以增大轉(zhuǎn)彎時(shí)過渡曲線軌道的通車量。
[0017]當(dāng)需要連通的情況更復(fù)雜式，比如多排車道的掉頭、換道情況，多排車道的分岔、交叉情況，多排車道有很多對正反方向軌道，還有軌道車站、軌道車庫等等復(fù)雜情況。這時(shí)就需要靈活采用上面介紹的四種最簡轉(zhuǎn)彎盤進(jìn)行組合連接，完成各方向的互通連接。同時(shí)靈活采用曲線連接軌道斜切相接連接兩行車軌道，以達(dá)到想要的轉(zhuǎn)彎效果。
[0018]較優(yōu)的，上述的曲線連接軌道的曲線可采用圓弧線或者多段圓弧線相切連接組成一條平滑的曲線；曲線連接軌道與所述行車軌道、過渡曲線軌道采用相切相接的方式進(jìn)行連接。即斜切中以相切為優(yōu)。
[0019]在各行車軌道、過渡曲線軌道被曲線連接軌道相互連通的過程中，會(huì)產(chǎn)生相交點(diǎn)和相接點(diǎn)，軌道車輛運(yùn)行至此交點(diǎn)或接點(diǎn)處會(huì)被交、接點(diǎn)阻擋而無法繼續(xù)前行。因?yàn)檐壍儡囕v的車輪輪緣或者導(dǎo)向輪在軌道路軌上行駛至交接點(diǎn)處，另一條軌道路軌就會(huì)阻礙車輪輪緣或?qū)蜉?，而使車輛無法前行。換向器就是安裝在軌道軌線的交接點(diǎn)處，負(fù)責(zé)當(dāng)兩軌道軌線相交或者相接時(shí)，能將其中一條軌道軌的內(nèi)側(cè)面連接起來而將另一條軌道軌線在交接點(diǎn)處斷開、出現(xiàn)缺口，或者封堵在被連接軌的外側(cè)，以便軌道車輛的車輪輪緣或者導(dǎo)向輪在交接點(diǎn)處順利通過。換向器由兩部分組成，包含觸發(fā)單元和移動(dòng)段單元。所述觸發(fā)單元能在軌道車輛車輪經(jīng)過時(shí)被觸發(fā)，在被觸發(fā)的同時(shí)能通過其驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)段單元，使移動(dòng)段單元旋轉(zhuǎn)、平動(dòng)等移動(dòng)動(dòng)作，來使相交接(相交或相接)的兩軌中的一條軌內(nèi)側(cè)面被連接，另一條軌則斷開、出現(xiàn)缺口，或者封堵在其外測。其中，內(nèi)側(cè)面為軌道軌指向車軸的那一側(cè)面的總稱，其能阻擋車輪輪緣外移迫使車輛在軌道上行駛而不脫軌。
[0020]當(dāng)移動(dòng)段單元設(shè)置在接點(diǎn)處時(shí)，接點(diǎn)處兩軌線相接，該兩軌線分別為第一軌線和被第一軌線主動(dòng)相接的第二軌線，第一軌線端頭去接第二軌線時(shí)，應(yīng)留有間隙。移動(dòng)段單元安裝于該間隙內(nèi)并沿第一軌線延伸、斜切相接第二軌線。移動(dòng)段單元的頂面可以行車、兩側(cè)面與兩軌線的內(nèi)側(cè)面相同，移動(dòng)段單元前端被斜切形成切口，切口可與第二軌線的內(nèi)側(cè)面貼合，移動(dòng)段單元的后端與第一軌線端頭端面相貼合，移動(dòng)段單元底面在靠近第一軌線的位置固定設(shè)有旋轉(zhuǎn)中心，移動(dòng)段單元可繞此旋轉(zhuǎn)中心向遠(yuǎn)離第二軌線內(nèi)側(cè)面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，與第二軌線相隔一段距離形成一個(gè)缺口。
[0021]當(dāng)移動(dòng)段單元繞該旋轉(zhuǎn)中心向遠(yuǎn)離第二軌線內(nèi)側(cè)面的方向移動(dòng)，與第二軌線之間相隔形成一個(gè)缺口，此時(shí)第一軌線處于斷開狀態(tài)、第二軌線連通，車輛輪緣可以從移動(dòng)段單元與第二軌之間的間隙內(nèi)通過，此為移動(dòng)段單元的第一位置；當(dāng)移動(dòng)段單元移動(dòng)并靠近第二軌線內(nèi)側(cè)面，移動(dòng)段單元前端與第二軌線內(nèi)側(cè)面貼合，移動(dòng)段單元已和第一軌線端頭相貼合連接，相當(dāng)于第一軌線的延長段，從而將第一軌線接通、將第二軌線封堵在第一軌線外側(cè)，在接點(diǎn)處車輛可順利通過第一軌，此為移動(dòng)段單元的第二位置。
[0022]當(dāng)移動(dòng)段單元設(shè)置在交點(diǎn)處時(shí)，交點(diǎn)處兩軌線相交，該兩軌線分別為第三軌線和第四軌線。第三軌線和第四軌線在交點(diǎn)處均被切斷形成缺口，移動(dòng)段單元可分別配合設(shè)于第三軌線和第四軌線的缺口內(nèi)，移動(dòng)段單元的頂面可以行車、且兩側(cè)面分別和第三軌線和第四軌線的內(nèi)側(cè)面相同。移動(dòng)段單元的前端、后端均可與第三軌線和第四軌線的兩端斷面貼合以銜接軌線。
[0023]移動(dòng)段單元底面固定設(shè)有旋轉(zhuǎn)中心，該移動(dòng)段單元可繞旋轉(zhuǎn)中心在第三軌線和第四軌線的缺口之間轉(zhuǎn)動(dòng)變換，移動(dòng)段單元位于第三軌線的缺口內(nèi)時(shí)，第三軌線接通、第四軌線斷開出現(xiàn)缺口，方便車輛輪緣從缺口通過，此為移動(dòng)段單元的第一位置；該移動(dòng)段單元位于第四軌線的缺口內(nèi)時(shí)，第三軌線斷開出現(xiàn)缺口、第四軌線接通，方便車輛輪緣從缺口通過，此為移動(dòng)段單元的第二位置。
[0024]觸發(fā)單元能在車輛經(jīng)過時(shí)被觸發(fā)，并驅(qū)動(dòng)移動(dòng)段單元移動(dòng)到相應(yīng)的位置，第一位置或第二位置。觸發(fā)單元可為機(jī)械式也可以為電子式，機(jī)械式的觸發(fā)單元在車輛經(jīng)過時(shí)，其受力部件接受車輛的前進(jìn)動(dòng)力并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給移動(dòng)段單元，引起移動(dòng)段單元運(yùn)動(dòng)，并移動(dòng)到相應(yīng)位置。電子式觸發(fā)單元包含觸發(fā)開關(guān)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，觸發(fā)開關(guān)能感受到車輛經(jīng)過的信號(hào)，并能做開合動(dòng)作，開關(guān)的開合控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式，是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)再驅(qū)動(dòng)與之連接的移動(dòng)段單元運(yùn)動(dòng)，并移動(dòng)到相應(yīng)位置。
[0025]機(jī)械式觸發(fā)單元有兩種實(shí)施例，第一種是連桿滑塊式觸發(fā)單元，該連桿滑塊式觸發(fā)單元包括:安裝在移動(dòng)段單元的前方的前觸發(fā)單元、安裝在移動(dòng)段單元的后方的后觸發(fā)單元。
[0026]前觸發(fā)單元包括:首尾順次鉸接連接的受力接觸桿、第一傳力桿、第二傳力桿，第二傳力桿的前端為自由端，該自由端鉸接連接于移動(dòng)