一种用于轨道系统的捷变装置的制作方法

1.本实用新型一种用于轨道系统的捷变装置涉及一种轨道变道装置，尤其是一种能实现快速、自如切换的轨道线路捷变装置。


背景技术：

2.轨道技术被广泛应用于交通、运输、娱乐游艺、设备制造等各个领域。轨道技术具有线路稳定、抗干扰强、可以集中控制、充分利用立体空间、对地质条件要求相对较低、造价适中、承载能力可以灵活选择等优点。但现有的轨道技术也有着一些不足，从而影响了轨道技术的进一步发展。主要体现在其线路固定、线路扩展困难、线路切换速度慢切换设备体积大、建造成本仍然偏高等。尤其是线路切换设备（道岔）占用空间巨大，使得除了在铁路、地铁方面采用成本高昂、占用空间巨大的道岔技术来实现线路切换外，其他轨道技术应用领域多采用封闭单线轨道的方式，轨道通行效率受到极大影响，且难以扩大轨道应用的地域覆盖面。比较常见的如游艺场所的轨道车，只能在一个单线的轨道系统中运行，各站点只能进行串联设置，当前载具停留在轨道上或轨道需要进行维护时，后方的载具只能等待，导致全轨道上的运行均需要暂停，即使一些项目采用了变轨技术，也因为速度慢、安全性差难以提升轨道系统的效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种用于轨道系统的捷变装置，是一种应用于轨道系统的快速轨道线路切换装置，具有占用空间小、切换速度快、可进行自动或手动控制、可远程操作、安全性高、可在一个装置上实现进行一对多、多对一或多对多的切换、结构简单易维护、可以提高载具通过时的运行速度等优点。
4.本实用新型是采取以下技术方案实现的：
5.一种用于轨道系统的捷变装置包括前端、旋接器和后端，前端与后端通过旋接器进行串联，前端和后端分别与现有轨道系统相连、或直接采用现有轨道；
6.前端与后端均包括单端轨和/或多端轨、以及端部固定件。所述单端轨由单个轨道本体构成，所述多端轨由多个轨道本体排列组成，轨道本体的纵向为曲线形或直线形；前端与后端根据使用需求，均可以设有一个或多个单端轨和/或多端轨。
7.端部固定件根据轨道不同形式（承载、骑坐、悬吊），设置在轨道本体一端的上部或下部，端部固定件可以与轨道合为一体或单独设置，在端部固定件端部开有固定孔，用以安装旋接件轴承。
8.所述前端与后端的轨道本体可以采用单轨道，截面为工字型或其他形式；也可以采用互相平行的常规双轨道或多轨道。轨道可以采用承载式、骑坐式或悬吊式等。
9.旋接器为一可以旋转的装置，旋接器具有旋接件本体，在旋接件本体的侧面根据需要均可设有旋接件轨道；旋接件本体中部纵向开有安装轴孔；所述旋接件轨道为直线形和/或曲线形。
10.所述旋接件本体为三菱柱、长方体、多边柱形，根据需要切换的轨道数量决定采用具体形式。
11.本实用新型使用时，通过旋接件轴承将前端、旋接器和后端进行串联，配合使用控制系统和动力能源及其接入系统，当载具从前端或后端向旋接器行进时，通过控制器中的传感器感应相关载具的运行数据，并由通讯器向控制中枢发送，由控制中枢再通过通讯器发送操作指定到控制器的执行机构，使旋接器旋转到合适的角度并锁止固定，利用其上的轨道将前端与后端上的相应轨道连通，让载具得以按原定线路继续运行。
12.本实用新型可以应用于双轨轨道、多轨轨道、骑坐式单轨轨道、悬吊式单轨轨道等各种类型的轨道系统，因此根据需要，前端与后端可以是双线路、三线路或更多，仅受限于装置体积与轨道布置。
13.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果包括如下方面：
14.1）在一个部件上即可实现一对多及多对多的切换，占用空间远小于道岔技术；只需要对本实用新型的一个装置监测就可以有效检查工作状态是否正常而不需要像传统道岔技术需要检查多个部件；旋转式部件可以方便实现动作机构封闭而防止杂物卡入；在无载具通过时，旋转式部件可以由控制系统进行旋转测试从而实现卡滞预警；即使因被卡住或装置故障而不能让旋接器旋转到位，轨道也会处于封闭状态，载具只需要面对撞击风险而不需面对脱轨风险，而只要载具能提前减速就可以避免这两个风险。
15.2）完全克服了现有理论中轨道分岔技术的缺陷。
16.分岔技术理论只能应用于门型轨道，同时选择行进方向由载具执行，在分岔口有脱轨风险，因此目前尚未被采用。
17.本实用新型应用于铁路与地铁系统时，可以减少道岔占用的空间，降低多道岔联动时指令复杂度、减少因道岔失灵带来的事故风险，且维护工作量也较小，切换速度快，可以加大车辆运行密度以提高整个系统的效率。同时也为铁路或地铁的网络化提供了一种很好的支持，提升了系统的可靠性。尤其是在轨道需要检修或者事故时，可以灵活安排车辆绕行而不需要停运或低速运行。
18.本实用新型应用于城市公共交通时，可以配合采用轻量化的轨道系统与车厢（每车只载1
‑
4人不等）。轻量化的轨道系统具有对建设的地质地貌要求小，几乎可以应用于所有城市的优点，可以在城市内进行网络化建设从而逐步覆盖整个城市。由于设立站点容易，可以大量设置而不过于增加建设成本与难度，用户可以在轨道网络中到达任一站点而不需换乘，大大提升了交通效率，可以减少在公交汽车系统和地铁上的投入，也降低了私家车出行的数量，消除城市拥堵的根本原因。从建设规模上来看，可根据需求设定大小，灵活机动且将来扩建、调整容易且成本低；从建设成本上来看，在考虑到道路投资等情况下，它是现有所有交通手段中综合成本最低的方案，既利于投资人建设，也利于降低用户使用成本，是真正的惠民项目；从建设过程影响来看，对现有交通系统的影响极小，不会因为建设加剧城市现有的交通拥堵情况；从安全上来看，可以极大减小交通事故带来的损失；从环保上来看，将极大减少交通工具的生产、使用、废弃等全过程的污染物；从能源利用效率上来看，它不会出现像现有公共交通中的空载、运送量不足及运行中的等待浪费等弊端；从科技角度来看，可以实现全面无人驾驶，自动调度，降低全系统工作人员数量。
19.本实用新型应用于娱乐游艺时，可以通过建设覆盖景区或园区的轨道网络系统，
可以在各个主要地点设置站点，为游客提供可以轻松游完整个景区或园区的便利，降低疲劳程度，从而提高游客的参与度和各项景区园区设施的使用率，进而除了增加本实用新型直接产生的车票收益外，也提高了区内设施的收益率。此外通过轨道路线的设计，还可以为游客提供观景游玩功能，其本身也可以成为一个娱乐设备。
20.本实用新型应用于运输领域时，可以在诸如大型的厂区内，提供厂区内的人员代步、货物运输功能，提高劳动生产率。
21.本实用新型应用于设备制造时，可以应用于诸如物流分拣系统、自动售货机等，可以减小设备体积、提高设备工作效率。
附图说明
22.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明：
23.图1是本实用新型采用的旋接件轴承的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例1中前端的单端轨及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式）；
25.图3是本实用新型实施例1中后端的多端轨及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式）；
26.图4是本实用新型实施例1中的旋接器结构示意图；
27.图5是本实用新型实施例1中的前端、旋接器以及后端装配示意图；
28.图6是本实用新型实施例2中前端的单端轨及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式）；
29.图7是本实用新型实施例2中后端的多端轨及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式）；
30.图8是本实用新型实施例2中的旋接器结构示意图；
31.图9是本实用新型实施例2中的前端、旋接器以及后端装配示意图；
32.图10是本实用新型实施例3中前端的单端轨及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式）；
33.图11是本实用新型实施例3中后端的多端轨及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式）；
34.图12是本实用新型实施例3中的旋接器结构示意图；
35.图13是本实用新型实施例3中的前端、旋接器以及后端装配示意图；
36.图14是本实用新型实施例4中的前端及端部固定件结构示意图（轨道与端部固定件结合为一体方式），后端结构示意图与前端相同；
37.图15是本实用新型实施例4中的旋接器结构示意图；
38.图16是本实用新型实施例4中的前端、旋接器以及后端装配示意图。
39.图中：1、前端，1
‑
1、端部固定件，1
‑
2、固定孔，2、旋接器，2
‑
1、旋接件本体，2
‑
2、安装轴孔，2
‑
3、旋接件轨道，3、后端，4、旋接件轴承，5、单端轨。
具体实施方式
40.下面参照附图1～16，结合具体实施例对本实用新型作详细的说明。
41.一种用于轨道系统的捷变装置包括前端1、旋接器2和后端3，前端1与后端3通过旋接器2进行串联，前端1和后端3分别与现有轨道系统相连、或直接采用现有轨道。
42.前端1与后端3由单端轨5和/或多端轨以及端部固定件1
‑
1组成。所述单端轨5由单个轨道本体构成，所述多端轨由多个轨道本体排列组成，轨道本体的纵向为曲线形或直线形；前端1与后端3根据使用需求，均可以设有一个或多个单端轨和/或多端轨。
43.实施例1：
44.前端1的轨道本体采用悬吊式单轨道，截面为工字型。
45.后端3具有三个单端轨组成的多端轨，轨道本体的纵向为曲线形和/或直线形。
46.旋接器2具有三菱柱形的旋接件本体2
‑
1，在旋接件本体2
‑
1的侧面均设有旋接件轨道2
‑
3；旋接件本体2
‑
1中部纵向开有安装轴孔2
‑
2；所述旋接件轨道2
‑
3分别为直线形和曲线形。
47.通过旋接件轴承4将前端1、旋接器2和后端3进行串联，形成一对三轨道切换模式，实现了在一个装置上实现进行一对三或三对一的切换；配合使用控制系统和动力能源及其接入系统，当载具从前端1或后端3向旋接器2行进时，通过控制器中的传感器感应相关载具的运行数据，并由通讯器向控制中枢发送，由控制中枢再通过通讯器发送操作指定到控制器的执行机构，使旋接器2旋转到合适的角度并锁止固定，利用其上的轨道将前端1与后端3上的轨道连通，让载具得以按原定线路继续运行。
48.实施例2：
49.前端1的轨道本体采用单组互相平行的承载式双轨道（常规铁路、地铁等）。
50.后端3设有一个多端轨，所述多端轨由三个单端轨轨道本体组成，多端轨的轨道本体的纵向为曲线形和/或直线形。
51.旋接器2为一可以旋转的装置，旋接器2具有三菱柱形的旋接件本体2
‑
1，在旋接件本体2
‑
1的侧面均设有双旋接件轨道；旋接件本体2
‑
1中部纵向开有安装轴孔2
‑
2；所述旋接件轨道2
‑
3分别为直线形和曲线形。
52.通过旋接件轴承4将前端1、旋接器2和后端3进行串联，形成一对三轨道切换，实现了在一个装置上实现进行一对三或三对一的切换；配合使用控制系统和动力能源及其接入系统，当载具从前端1或后端3向旋接器2行进时，通过控制器中的传感器感应相关载具的运行数据，并由通讯器向控制中枢发送，由控制中枢再通过通讯器发送操作指定到控制器的执行机构，使旋接器2旋转到合适的角度并锁止固定，利用其上的轨道将前端1与后端3上的轨道连通，让载具得以按原定线路继续运行。
53.实施例3：
54.前端1的单端轨轨道本体采用采用悬吊式单轨道。
55.后端3设有一个多端轨，所述多端轨由两个单端轨轨道本体组成，轨道本体的纵向为曲线形。
56.旋接器2具有长方体形的旋接件本体2
‑
1，在旋接件本体2
‑
1的侧面均设有旋接件轨道2
‑
3；旋接件本体2
‑
1中部纵向开有安装轴孔2
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2；所述旋接件轨道分别为直线形和曲线形。
57.通过旋接件轴承将前端1、旋接器2和后端3进行串联，形成一对二轨道切换模式，实现了在一个装置上实现进行一对二或二对一的切换；配合使用控制系统和动力能源及其
接入系统，当载具从前端1或后端3向旋接器2行进时，通过控制器中的传感器感应相关载具的运行数据，并由通讯器向控制中枢发送，由控制中枢再通过通讯器发送操作指定到控制器的执行机构，使旋接器2旋转到合适的角度并锁止固定，利用其上的轨道将前端1与后端3上的轨道连通，让载具得以按原定线路继续运行。
58.实施例4：
59.本例中采用轨道为悬吊式，前端1与后端3均设有一个多端轨，所述多端轨由两个单端轨轨道本体组成，轨道本体的纵向为曲线形。
60.旋接器2具有长方体的旋接件本体2
‑
1，在旋接件本体2
‑
1的侧面均设有旋接件轨道2
‑
3；旋接件本体2
‑
1中部纵向开有安装轴孔2
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2；所述旋接件轨道2
‑
3分别为直线形和弧形。
61.通过旋接件轴承4将前端1、旋接器2和后端3进行串联，形成二对二轨道切换模式，实现了在一个装置上实现进行二对二的切换；配合使用控制系统和动力能源及其接入系统，当载具从前端1向旋接器2行进时，通过控制器中的传感器感应相关载具的运行数据，并由通讯器向控制中枢发送，由控制中枢再通过通讯器发送操作指定到控制器的执行机构，使旋接器2旋转到合适的角度并锁止固定，利用其上的轨道将前端1与后端3上的轨道连通，让载具得以按原定线路继续运行。
62.本实用新型通过在用于轨道系统的捷变装置上配合使用控制系统和动力能源及其接入系统，当载具从前端或后端向旋接器2行进时，通过控制器中的传感器感应相关载具的运行数据，并由通讯器向控制中枢发送，由控制中枢再通过通讯器发送操作指定到控制器的执行机构，使旋接器2旋转到合适的角度并锁止固定，利用其上的轨道将前端与后端上的轨道连通，让载具得以按原定线路继续运行。
63.如上述实施例1～4，旋接器2可以安装在前端1、前端1或后端3的轨道上或是旋接器2的基础件上，当载具需要直行时，旋接器2提前旋转到直行状态并锁止，载具即可通过旋接器2行驶到后端3的直行轨道上；当载具需要左转时，旋接器2提前旋转到左转状态并锁止，载具即可通过旋接器2行驶到后端3左转轨道上；当载具需要右转时，旋接器2提前旋转到右转状态并锁止，载具即可通过旋接器2行驶到后端3右转轨道上。安装与工作非常简单可靠，旋接器2因其体积较小、质量较轻，且旋转运动简单，其调整到各状态的速度较快，可以满足前后载具之间以较小间隔运行且去向不同的要求。同时可以应用于普通承载式轨道、骑坐式单轨、悬吊式单轨等不同轨道形式。
64.控制系统器主要由传感器、通讯器、控制中枢和执行机构等组成；传感器通过通讯器与控制中枢相联系，控制中枢与执行机构相联系。
65.所述传感器包括位置传感器、速度传感器、重量传感器和温度传感器等，均可以采用市场上现有产品。位置传感器分别安装于轨道和旋接器上，用于感应轨道上载具的位置和旋接器2状态，所述旋接器状态指的是旋接器2所处位置和导向，即旋接器2目前是处于将前、后端哪个轨道给予连通，或者是处于都不连通，轨道处于关闭状态。速度传感器分别安装于轨道和旋接器2上，分别用于感应载具行驶速度和旋接器2旋转速度，用于判断旋接器2工作是否正常（符合设计参数，没有转动速度过快或过慢的情况）；温度传感器分别安装于轨道和旋接器2上，用于感应轨道和旋接器2工作温度；重量传感器安装于轨道和旋接器2上，用于感应载具的重量，防止出现载具的重量超出轨道和旋接器的承载能力。
66.通讯器安装在轨道和旋接器2旁，可以根据本实用新型应用的规模与场景，分别采用有线连接和/或无线连接，包括常规无线电或手机网络，将传感器传来的信息转发给控制中枢，并从控制中枢接收操作指令，发送给执行机构执行。
67.控制中枢根据本实用新型应用的规模与场景，可以采用中心电脑作为控制中枢，或采用pcl控制器进行控制。
68.执行机构安装在旋接器2及其固定基础上，根据具体项目需要可以采用电机、齿轮系统、传动杆和电液或电气推杆等，均可以根据应用规模与场景，采购市场上成品。执行机构在收到控制中枢发来的操作指令后，推动旋接器2旋转到适当位置并进行锁止，确保轨道能正确接通。
69.动力模块负责为本实用新型各部件提供电力，也可以为采用轨道供电方式的载具提供动力电源。为各部件提供电力采用分线盘等方式，如果需要向载具提供电力，则根据载具的接入方式提供相应的接入方式。
70.道岔是常用技术，但单个道岔只能实现一对二的切换，如需要一对多的切换，则需要连续设置多个道岔相连接，占用空间巨大且切换速度慢，需确认每个道岔的工作状态以防出错，载具通过时必须降低速度以减少颠簸和防止脱轨。道岔以平移方式实现切换，易因被杂物卡入而故障，而切换不到位的道岔将会导致即使是低速运行的载具脱轨导致事故。本实用新型在一个部件上即可实现一对多的切换，即通过旋接件的方式，将多个方向（1对2，1对3，2对2，2对3等都可以，且不用区分行进方向）轨道的切换集中到一个装置上，占用空间远小于道岔技术；只需要对本实用新型的一个装置监测就可以有效检查工作状态是否正常；旋接器可以方便实现动作机构封闭而防止杂物卡入；在无载具通过时，旋接器可以由控制系统进行旋转测试从而实现卡滞预警；即使被卡住或装置故障而不能旋转到位，轨道也会处于封闭状态，载具只需要面对撞击风险而不需面对脱轨风险，而只要载具能提前减速就可以避免这两个风险。
71.轨道分岔技术是一种已被人提出的一种方案，但由于该方案只能应用于门型轨道，载具的转向由载具执行，在分岔口有脱轨风险，目前尚未被采用。
72.本实用新型实施较为容易，只需要在需要轨道分岔的地方安装本实用新型的装置，并调整装置前后的轨道位置使其与本装置上的轨道可以对接即可使用。当原有轨道系统是载具在轨道上面运行时（如铁路、地铁等），需要设置地坑（相对于轨道面），将本装置的旋接器安装在地坑中，旋接器的强度应能够满足载具通过时的载荷要求，并能顺畅进行旋转以切换到各工作状态，同时留有检修空间。当原有轨道系统是载具在轨道下面运行时（如悬吊式），需要设置架空装置，将本装置的旋转机构安装在其上，架空装置和旋接器结构强度应能满足载具通过时的载荷要求，并能让旋接器顺畅工作，同时留有检修空间。
73.采用本实用新型后，轨道系统可以从当前的树状（如铁路网）、线状（如地铁）、环状（如游艺轨道车）升级建设为网状，载具在轨道上可以有多个路径到达轨道网上的任一站点，即使在遇到部分轨道需要检修或故障时，通过网状的轨道系统也可以灵活绕行到达目的地。本实用新型可以极大提高轨道的利用效率，可以应用于城市公共交通，替代现有的地面公交线路，还可以为某一区域提供全面覆盖，譬如在大型公园主要景点设置站点并用轨道连通，可以减少游客的疲劳且提供一定的娱乐性等。