本發(fā)明涉及一種軌道交通工具，特別涉及一種跨座式單軌軌道的變軌裝置、方法及軌道。

背景技術(shù)：

面對全球城市化帶來的城市環(huán)境污染和交通擁堵問題，人們尋求便捷環(huán)保的城市交通系統(tǒng)，普通轎車高速、方便、快捷，但當城市車輛發(fā)展到一定數(shù)量后，大量汽車帶來的交通擁堵、尾氣污染、揚塵污染、交通事故問題就越來越突出。各地同時發(fā)展了地鐵交通和軌道交通，這類兩者造價高、工期長、施工難度大的問題突出。

現(xiàn)有一種交通工具為跨座式單軌列車系統(tǒng)，該軌道交通系統(tǒng)采用電力驅(qū)動，單根軌道梁高架支撐，車廂跨座在該軌道梁上。這種交通工具是一種能夠很好的解決城市中和城際間的交通通行問題的方法之一。該軌道交通工具的優(yōu)勢包括有：造價約為地鐵的五分之一，建設(shè)周期約為地鐵的三分之一；爬坡能力強，轉(zhuǎn)彎半徑小，具有較強的地形適應(yīng)能力；噪音低，可從城市建筑群中穿過；景觀性好，能較好適應(yīng)城市生態(tài)環(huán)境。所以是一種實施中小運力城市和城際間軌道交通的優(yōu)選方案。

但是由于該軌道交通工具的列車跨座在該高架單軌梁上，即該列車車廂的下部左右兩側(cè)覆蓋住部分軌道梁，如此大大的阻礙了列車的變軌能力，特別是，當列車需要從一條軌道運行變換到另一條軌道運行時，其實施的難度就會大大增加，如果列車不能實施靈活高效的變軌，將大大限制的該軌道交通工具的運營能力及運營效率，也同時增加了對軌道、車站及換乘站設(shè)計施工難度，而且在兩條或多條線路合并的同一車站，乘客無法在該車站同一平臺換乘，同時也增加了建設(shè)及維護成本。

目前，國內(nèi)單軌變軌裝置按結(jié)構(gòu)形式可以分為關(guān)節(jié)型變軌裝置和關(guān)節(jié)可撓型變軌裝置兩種，前者變軌時變軌梁形成折線線形，后者變軌時可以使道變軌梁近似連續(xù)彎成曲線線形，故該兩者方法體型龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和操作控制難度大。

為了更好的提高這種軌道交通工具的運營能力及運營效率、乘坐的便利性和降低建設(shè)及維護成本，同時由于軌道的變軌操作還可能發(fā)生在軌道交叉的市中心地段，如何降低換軌裝置的體型，以減少占地空間，也是需要考慮的課題。

因此人們亟待需要一種結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定、可靠和高效的跨座式單軌軌道的變軌裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定、可靠和高效的跨座式單軌軌道的變軌裝置、方法及軌道。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種跨座式單軌軌道的變軌裝置及軌道包括行走軌道梁、交叉軌道梁塊、變軌梁塊部件、變軌執(zhí)行部件、變軌鎖定部件、信號燈、支撐柱和固定在支撐柱頂部的安裝平臺。

所述交叉軌道梁塊的一端和對應(yīng)的行走軌道梁的一端固定，底部和安裝平臺固定，交叉軌道梁塊的外形為鍥形塊狀；

交叉軌道梁塊的兩個側(cè)面為駁接面，可以和變軌梁塊部件中與之對應(yīng)的駁接面進行貼合駁接；

交叉軌道梁塊為金屬框架加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或全金屬結(jié)構(gòu)，為了便于識別并起警示作用，該交叉軌道梁塊涂有不同于行走軌道梁的顏色涂料，該涂料顏色為一種警示顏色或為多種警示顏色的交錯組合。

所述變軌執(zhí)行部件由變軌驅(qū)動單元、滑槽、臺車和滑槽蓋板組成，滑槽安裝在安裝平臺內(nèi)，滑槽的數(shù)量為2-12條，臺車底部安裝有金屬輪，臺車放置在滑槽內(nèi)，滑槽蓋板固定在安裝平臺上，進一步的說就是，臺車可以在滑槽內(nèi)水平方向位移，但受限于滑槽及滑槽蓋板，無法在垂直方向位移，變軌驅(qū)動單元放置在滑槽外緣一端的安裝平臺上，變軌驅(qū)動單元使用液壓或電力齒輪齒條連桿結(jié)構(gòu)的施力方法來改變臺車的位置；

變軌執(zhí)行部件執(zhí)行中央機房的變軌指令實施變軌操作，變軌執(zhí)行部件向中央機房反饋變軌執(zhí)行狀態(tài)和變軌執(zhí)行結(jié)果。

所述變軌梁塊部件包括變軌梁塊A、變軌梁塊B、變軌梁塊C、變軌梁塊D和其連接用的樞軸，變軌梁塊A和變軌梁塊C放置在交叉軌道梁塊一側(cè)的安裝平臺上，變軌梁塊B和變軌梁塊D放置在交叉軌道梁塊另一側(cè)的安裝平臺上；

變軌梁塊A通過樞軸和一個行走軌道梁連接，該樞軸的軸桿底部和安裝平臺固定，變軌梁塊A和變軌梁塊C通過其連接處的樞軸連接，該樞軸的軸桿底部和一個臺車的頂部固定，變軌梁塊C的底部在滑槽對應(yīng)處和臺車固定，變軌梁塊A和變軌梁塊C當處于駁接狀態(tài)時，兩者組合的軌道為弧線形軌道；

變軌梁塊B通過樞軸和另一個行走軌道梁連接，該樞軸的軸桿底部和安裝平臺固定，變軌梁塊B和變軌梁塊D通過其連接處的樞軸連接，該樞軸的軸桿底部和一個臺車的頂部固定，變軌梁塊D的底部在滑槽對應(yīng)處和臺車固定，變軌梁塊B和變軌梁塊D當處于駁接狀態(tài)時，兩者組合的軌道為弧線形軌道；

在變軌執(zhí)行部件的作用下，變軌梁塊A和變軌梁塊C組成的變軌梁塊及變軌梁塊B和變軌梁塊C組成的變軌梁塊，能沿著對應(yīng)的滑槽方向做水平移動；

變軌梁塊C和變軌梁塊D一端的駁接面可以和交叉軌道梁塊中對應(yīng)駁接面進行貼面駁接，在變軌執(zhí)行部件的作用下，不是變軌梁塊A及變軌梁塊C組合而成的變軌梁塊和交叉軌道梁塊及對應(yīng)的行走軌道梁駁接，就是變軌梁塊B及變軌梁塊D組合而成的變軌梁塊和交叉軌道梁塊及對應(yīng)的行走軌道梁駁接；

變軌梁塊A、變軌梁塊B、變軌梁塊C和變軌梁塊D為金屬框架加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或全金屬結(jié)構(gòu)；為了便于識別并起警示作用，該變軌梁塊涂有不同于行走軌道梁的顏色涂料，該涂料顏色為一種警示顏色或為多種警示顏色的交錯組合。

所述變軌鎖定部件放置在安裝平臺內(nèi)部，并放置在變軌梁塊駁接狀態(tài)時的位置對應(yīng)處，變軌鎖定部件有1-15個可向上伸出或向下收回操作的金屬舌，在變軌梁塊A、變軌梁塊B、變軌梁塊C和變軌梁塊D的底部設(shè)有與之匹配的凹孔，變軌鎖定部件使用液壓或電力齒輪齒條結(jié)構(gòu)的施力方法實施對金屬舌伸出或收回操作，用于實施對變軌梁塊處于駁接狀態(tài)時的位置鎖定功能，防止因承載、震動或其他因素造成的位置變化，并能夠提高變軌梁塊的承載能力和軌道的剛度，確保列車在該變軌軌道處安全穩(wěn)定地通行。

所述安裝平臺固定在支撐柱的頂部，和安裝平臺固定的支撐柱的數(shù)量為3-12個，安裝平臺下方放置有加強梁，加強梁的兩端可以和支撐柱連接，也用于對其他加強梁的連接，加強梁特別出現(xiàn)在列車行走軌道線路對應(yīng)的安裝平臺下方，以提高安裝平臺及軌道的承載能力，并提高安裝平臺及支撐柱的整體剛度。

所述信號燈由中央機房控制，分別放置在行走軌道梁外沿的列車來車位置，為了確保列車的駕駛者能夠有足夠的警示作用，信號燈分別放置在距離交叉軌道梁塊10-150米處的行走軌道梁上，當變軌執(zhí)行部件實施變軌操作完畢后且軌道符合列車行走路線時，該指向列車來車方向的信號燈顯示為“綠燈”，否則顯示為“紅燈”。

本發(fā)明的另一個方案是提供一種跨座式單軌軌道的變軌方法，它包括下列步驟：

S01在中央機房的控制下，信號燈全部顯示“紅燈”；

S02變軌執(zhí)行部件執(zhí)行中央機房的變軌指令實施變軌操作；

S03變軌鎖定部件解除對變軌梁塊部件的當前位置鎖定操作；

S04變軌執(zhí)行部件改變變軌梁塊部件的位置，直至變軌梁塊部件從當前位置改變到變軌要求位置，此時，僅有一條符合列車通行的軌道被駁接；

S05變軌鎖定部件實施對變軌梁塊部件的當前位置鎖定操作；

S06變軌執(zhí)行部件向中央機房反饋的變軌操作完畢的信息；

S07中央機房的控制下，使符合軌道線路行走的列車來車方向的信號燈顯示為“綠燈”，其余信號燈全部顯示“紅燈”；

S08變軌操作完畢，符合軌道線路行走的列車允許通行。

通過此方法，可以實現(xiàn)該單軌軌道的變軌功能，在中央機房的控制下，不同的列車可以通行于不同的該單軌軌道。

對比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

在已知該跨座式單軌軌道列車的最小轉(zhuǎn)彎半徑為45米、單軌軌道本體寬度為60厘米、高度為90厘米、軌道用混泥土的比重為2.4噸/立方米、列車車輛寬度為3米和列車運行兩側(cè)最小安全保障距離為50厘米的情況下，使用本變軌裝置，單條軌道梁的主體結(jié)構(gòu)長度約為6.5米，重量約為8噸，遠小于現(xiàn)有技術(shù)采用的五節(jié)關(guān)節(jié)式變軌梁的全長30米和總重約為40噸的現(xiàn)狀；

本變軌裝置，由于體型小，結(jié)構(gòu)簡單，可以在高架平臺上實施變軌，并可以減少設(shè)計、建設(shè)和維護成本，而目前的技術(shù)變軌操作通常占用較大的場地，建筑成本高，且變軌操作復(fù)雜，變軌精度難以控制；

本變軌裝置在保障設(shè)備和軌道通行安全的前提下，需要對變軌梁塊部件軸移的最大距離約為220厘米，可以在約15秒內(nèi)完成變軌操作，提高軌道的通行效率，從而實現(xiàn)更大的乘客運載能力，同時也有利于提高變軌操作的精確度；

本變軌裝置中變軌梁塊的一端采用弧線形駁接面，一方面可以是駁接更精準，車輛變軌通行更順暢，另一方面可以使得駁接后的變軌梁塊在面對車輛通行產(chǎn)生的離心力可以較好地分散到交叉軌道梁塊和行走軌道梁上，提高了軌道運行的穩(wěn)定性和可靠性；

本變軌裝置中列車運行的軌道均為完整弧線軌道，不存在折線軌道和斷口軌道的情況，變軌過程流暢自然，變軌沖擊小，提高了乘客乘坐的舒適性，減少了軌道和列車的額外損耗，同時也提高了軌道和列車的使用壽命；

因為本變軌裝置采用非規(guī)則駁接面及變軌軌道為完整弧線軌道，所以可以提高列車通過變軌軌道時的通行速度，從而提高軌道的利用效率，而目前的技術(shù)，列車通過變軌軌道時速度通常需要在15公里每小時以內(nèi)；

通過對本變軌裝置的多種擴展組合，可以實現(xiàn)類似“X”形狀的變軌軌道結(jié)構(gòu)和類似于樹杈分支形的軌道結(jié)構(gòu)，從而可以實現(xiàn)在車輛制造工廠、車輛維護站、換乘站、區(qū)間站、終點站和車輛停車場等復(fù)雜軌道場地的軌道布置，也適用于終點站預(yù)備延伸線路和軌道分岔預(yù)備線路的軌道布置；

本變軌裝置的變軌方法，步驟簡單，操作規(guī)范，實施方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明變軌軌道的一種通行情況結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明變軌軌道的另一種通行情況結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明變軌軌道的一種通行情況結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖4為本發(fā)明變軌軌道的另一種通行情況結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖5為本發(fā)明交叉軌道梁塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明變軌梁塊部件的一種通行情況結(jié)構(gòu)仰視示意圖。

圖7為本發(fā)明變軌梁塊部件的另一種通行情況結(jié)構(gòu)仰視示意圖。

圖8為本發(fā)明變軌梁塊A和行走軌道梁連接的樞軸結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖9為本發(fā)明變軌梁塊A和變軌梁塊C連接的樞軸結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖10為本發(fā)明變軌梁塊A和變軌梁塊C連接的樞軸結(jié)構(gòu)側(cè)面分解示意圖。

圖11為本發(fā)明安裝平臺的地面仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明擴展軌道為類似于“X”形時實施例結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖13為本發(fā)明擴展軌道為類似于樹杈分支形時實施例結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

具體實施方法

參考圖1圖2圖3圖4一種跨座式單軌軌道的變軌裝置及軌道，它包括行走軌道梁100、交叉軌道梁塊110、變軌梁塊部件200、變軌執(zhí)行部件300、變軌鎖定部件400、信號燈501、支撐柱502和固定在支撐柱頂部的安裝平臺503。

參考圖5所述交叉軌道梁塊110的一端和對應(yīng)的行走軌道梁103的一端固定，底部和安裝平臺503固定，交叉軌道梁塊110的外形為鍥形塊狀；

交叉軌道梁塊110的兩個側(cè)面為駁接面，可以和變軌梁塊部件200中與之對應(yīng)的駁接面進行貼合駁接；

交叉軌道梁塊110為金屬框架加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或全金屬結(jié)構(gòu)，為了便于識別并起警示作用，該交叉軌道梁塊110涂有不同于行走軌道梁100的顏色涂料，該涂料顏色為一種警示顏色或為多種警示顏色的交錯組合。

參考圖6圖7圖所述變軌執(zhí)行部件300由變軌驅(qū)動單元301、滑槽302、臺車303和滑槽蓋板305組成，滑槽302安裝在安裝平臺503內(nèi)，滑槽302的數(shù)量為2-12條，臺車底部安裝有金屬輪304，臺車303放置在滑槽302內(nèi)，滑槽蓋板305固定在安裝平臺503上，進一步的說就是，臺車303可以在滑槽302內(nèi)水平方向位移，但受限于滑槽302及滑槽蓋板305，無法在垂直方向位移，變軌驅(qū)動單元301放置在滑槽302外緣一端的安裝平臺503上，變軌驅(qū)動單元300使用液壓或電力齒輪齒條連桿結(jié)構(gòu)的施力方法來改變臺車302的位置；

變軌執(zhí)行部件300執(zhí)行中央機房的變軌指令實施變軌操作，變軌執(zhí)行部件300向中央機房反饋變軌執(zhí)行狀態(tài)和變軌執(zhí)行結(jié)果。

參考圖8圖9圖10所述變軌梁塊部件200包括變軌梁塊A201、變軌梁塊B202、變軌梁塊C203、變軌梁塊D204和其連接用的樞軸A211、樞軸B212、樞軸C213和樞軸D214，變軌梁塊A201和變軌梁塊C203放置在交叉軌道梁塊110一側(cè)的安裝平臺503上，變軌梁塊B和變軌梁塊D放置在交叉軌道梁塊另一側(cè)的安裝平臺上；

變軌梁塊A201通過樞軸211和行走軌道梁101連接，該樞軸211的軸桿221底部和安裝平臺503固定，變軌梁塊A201和變軌梁塊C203通過其連接處的樞軸213連接，該樞軸213的軸桿223底部和一個臺車303的頂部固定，變軌梁塊C203的底部在滑槽302對應(yīng)處和臺車303固定，變軌梁塊A201和變軌梁塊C203當處于駁接狀態(tài)時，兩者組合的軌道為弧線形軌道；

變軌梁塊B202通過樞軸212和行走軌道梁102連接，該樞軸212的軸桿222底部和安裝平臺503固定，變軌梁塊B202和變軌梁塊D204通過其連接處的樞軸214連接，該樞軸214的軸桿224底部和一個臺車303的頂部固定，變軌梁塊D204的底部在滑槽302對應(yīng)處和臺車303固定，變軌梁塊B202和變軌梁塊D204當處于駁接狀態(tài)時，兩者組合的軌道為弧線形軌道；

在變軌執(zhí)行部件300的作用下，變軌梁塊A201和變軌梁塊C203組成的變軌梁塊及變軌梁塊B202和變軌梁塊C203組成的變軌梁塊，能沿著對應(yīng)的滑槽方向做水平移動；

變軌梁塊C203和變軌梁塊D204一端的駁接面可以和交叉軌道梁塊110中對應(yīng)駁接面進行貼面駁接，在變軌執(zhí)行部件300的作用下，不是變軌梁塊A201及變軌梁塊C203組合而成的變軌梁塊和交叉軌道梁塊110及行走軌道梁101駁接，就是變軌梁塊B202及變軌梁塊D204組合而成的變軌梁塊和交叉軌道梁塊110及行走軌道梁102駁接；

變軌梁塊A201、變軌梁塊B202、變軌梁塊C203和變軌梁塊D204為金屬框架加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或全金屬結(jié)構(gòu)；為了便于識別并起警示作用，該變軌梁塊涂有不同于行走軌道梁100的顏色涂料，該涂料顏色為一種警示顏色或為多種警示顏色的交錯組合。

所述變軌鎖定部件400放置在安裝平臺503內(nèi)部，并放置在變軌梁塊駁接狀態(tài)時的位置對應(yīng)處，變軌鎖定部件300有1-15個可向上伸出或向下收回操作的金屬舌401，在變軌梁塊A201、變軌梁塊B202、變軌梁塊C203和變軌梁塊D204的底部設(shè)有與之匹配的凹孔402，變軌鎖定部件400使用液壓或電力齒輪齒條結(jié)構(gòu)的施力方法實施對金屬舌401伸出或收回操作，用于實施對變軌梁塊處于駁接狀態(tài)時的位置鎖定功能，防止因承載、震動或其他因素造成的位置變化，并能夠提高變軌梁塊的承載能力和軌道的剛度，確保列車在該變軌軌道處安全穩(wěn)定地通行。

參考圖11所述安裝平臺503固定在支撐柱的頂部，和安裝平臺固定503的支撐柱502的數(shù)量為3-12個，安裝平臺503下方放置有加強梁504，加強梁504的兩端可以和支撐柱503連接，也用于對其他加強梁504的連接，加強梁503特別出現(xiàn)在列車行走軌道線路對應(yīng)的安裝平臺下方，以提高安裝平臺及軌道的承載能力，并提高安裝平臺503及支撐柱502的整體剛度。

所述信號燈501由中央機房控制，分別放置在行走軌道梁100外沿的列車來車位置，為了確保列車的駕駛者能夠有足夠的警示作用，信號燈501分別放置在距離交叉軌道梁塊10-150米處的行走軌道梁上，當變軌執(zhí)行部件300實施變軌操作完畢后且軌道符合列車行走路線時，該指向列車來車方向的信號燈501顯示為“綠燈”，否則顯示為“紅燈”。

受中央機房的控制，在變軌執(zhí)行部件300的操作下，不同的列車可以通行于以行走軌道梁103、交叉軌道梁塊110、變軌梁塊A201、變軌梁塊C203和行走軌道梁101所連接而成的軌道，也可以通行于以行走軌道梁103、交叉軌道梁塊110、變軌梁塊B203、變軌梁塊D204和行走軌道梁102所連接而成的軌道，從而實現(xiàn)了本變軌裝置的變軌功能。

通過對本變軌裝置的多種擴展組合，可以實現(xiàn)類似于“X”形狀的變軌軌道結(jié)構(gòu)和類似于樹杈分支形的變軌軌道結(jié)構(gòu)，現(xiàn)將該擴展組合實施例內(nèi)容說明如下：

參考圖12本發(fā)明擴展軌道實施為類似于“X”形時軌道結(jié)構(gòu)，該軌道結(jié)構(gòu)由兩組本發(fā)明變軌裝置對接而成，通過變軌執(zhí)行部件300對變軌梁塊200的操作，可以實現(xiàn)列車在該變軌軌道上四種組合切換的上行或下行通行，該軌道結(jié)構(gòu)可適用于換乘站、區(qū)間站和終點站等場地的軌道布置，也適用于終點站軌道預(yù)備延伸線路和軌道分岔預(yù)備線路的軌道布置；

參考圖13本發(fā)明擴展軌道實施為類似于樹杈分支形時軌道結(jié)構(gòu)，該軌道結(jié)構(gòu)由七組本發(fā)明變軌裝置首尾對接而成，通過變軌執(zhí)行部件300對變軌梁塊200的操作，可以實現(xiàn)從軌道10端到軌道11端、12端13端、14端、15端、16端、17端和18端的八個方向切換的列車上行或下行通行，圖中所示為軌道10端到軌道14端的列車上行或下行通行狀況，該軌道結(jié)構(gòu)可適用于車輛制造工廠、車輛維護站、終點站和車輛停車場等復(fù)雜軌道場地的軌道布置。

本發(fā)明的另一個方案是提供一種跨座式單軌軌道的變軌方法，它包括下列步驟：

S01在中央機房的控制下，信號燈501全部顯示“紅燈”；

S02變軌執(zhí)行部件300執(zhí)行中央機房的變軌指令實施變軌操作；

S03變軌鎖定部件400解除對變軌梁塊部件200的當前位置鎖定操作；

S04變軌執(zhí)行部件300改變變軌梁塊部件200的位置，直至變軌梁塊部件200從當前位置改變到變軌要求位置，此時，僅有一條符合列車通行的軌道被駁接；

S05變軌鎖定部件400實施對變軌梁塊部件200的當前位置鎖定操作；

S06變軌執(zhí)行部件向中央機房反饋的變軌操作完畢的信息；

S07中央機房的控制下，使符合軌道線路行走的列車來車方向的信號燈501顯示為“綠燈”，其余信號燈全部顯示“紅燈”；

S08變軌操作完畢，符合軌道線路行走的列車允許通行。

本發(fā)明提供的各種實施例可根據(jù)需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術(shù)方案，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型，如果對本發(fā)明的這些改動和變型是在本發(fā)明的權(quán)利要求及其等同方案的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也將包含這些改動和變型。