变轮距转向架及变轨距系统的制作方法

1.本实用新型涉及悬挂式轨道交通技术领域，尤其涉及一种变轮距转向架及变轨距系统。


背景技术：

2.结合现阶段悬挂式单轨情况的需求以及在轨道交通设计方案中运载量的不同，转向架和轨道梁也会进行不同调整。实际运行中，不同运量的车型需要在不同规格的运行线路中反复变轨。由于转向架的轴距恒定，导致走行轮的间距恒定，在同时具有宽轨道和窄轨道时只能按最窄的轨道设计走行轮间距。轨道的行走板用于承载走行轮，在较宽的的轨道上运行时，容易出现行走板与走行轮部分接触，即走行轮悬伸出行走板边缘的情况，以及由于横向移位导致转向架和车体的连接件与行走板碰撞引起损坏的问题。现有的变轨距转向架采用主动伸缩的方式调整走行轮的间距以适应轨道宽度的变化，这种方式需要配合相应的传感器进行位置定位以保证轮距的准确切换，存在因传感器异常或失效导致无法变轨的情况，容易引起运行不稳定，可靠性不足。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种变轮距转向架及变轨距系统，以解决现有变轮距方式需要使用传感器定位，可靠性和稳定性不足的问题。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：
5.一种变轮距转向架，包括变轮距机构，变轮距机构包括行走引导组件和换挡组件；行走引导组件包括走行轮、引导轮和引导架；走行轮和引导轮均与引导架转动连接，引导架与换挡组件连接；由宽轨道进入窄轨道时，引导轮受轨道侧壁的挤压并带动引导架和走行轮移动，进而使引导架挤压换挡组件以激发换挡；由窄轨道进入宽轨道时，引导轮受轨道侧壁的挤压并带动引导架和走行轮移动，进而使引导架挤压换挡组件以激发换挡，换挡组件推动走行轮向轨道侧壁移动。
6.进一步的，换挡组件包括档位套和换挡轴；档位套上设置有多个绕自身轴线连续布置的档位单元，档位单元包括第一档位槽和第二档位槽；换挡轴上设置有多个绕自身轴线布置的换挡块，换挡块可插入第一档位槽和第二档位槽；换挡轴可沿自身轴线移动并绕自身轴线转动以使换挡块在第一档位槽和第二档位槽中切换。
7.进一步的，换挡组件还包括换挡套，换挡套插装于档位套并可沿档位套的轴线移动，换挡套一端与引导架连接，另一端抵接于换挡轴；换挡套在引导架的推动下推动换挡轴沿自身轴线方向远离档位套。
8.进一步的，换挡套上设置有限位块，限位块插装于第二档位槽并可沿第二档位槽滑动。
9.进一步的，换挡套远离引导架的一端设置有引导齿，引导齿绕换挡套的轴线连续布置；引导齿抵接于换挡块。
10.进一步的，换挡组件还包括第一弹性件，第一弹性件抵接于换挡轴，配置为向换挡轴施加推力使换挡轴抵接于换挡套。
11.进一步的，第一档位槽上设置有第一斜面，第二档位槽上设置有第二斜面，引导齿上设置有引导斜面，换挡块上设置有换挡斜面；
12.在第一档位状态下，所述换挡斜面抵接于所述引导斜面，所述限位块抵接于所述第一档位槽的底部；
13.在第二档位状态下，所述换挡块卡接于所述第二档位槽内；
14.由第一档位切换至第二档位时，换挡套推动换挡轴远离档位套，引导斜面抵接于换挡斜面并与换挡斜面相对滑动以使换挡轴绕自身轴线转动；然后在第一弹性件的推力作用下，换挡轴推动换挡套移动，换挡斜面与第二斜面抵接并沿第二斜面滑动；
15.由第二档位切换至第一档位时，换挡套推动换挡轴远离档位套，引导斜面抵接于换挡斜面并与换挡斜面相对滑动以使换挡轴绕自身轴线转动；然后在第一弹性件的推力作用下，换挡轴推动换挡套移动，换挡斜面与第一斜面抵接并沿第一斜面滑动。
16.进一步的，换挡组件还包括固定套；档位套插装于固定套并与固定套连接，引导架与固定套连接并可沿档位套的轴线方向与固定套相对移动。
17.进一步的，行走引导组件还包括轮轴，轮轴与引导架转动连接；轮轴与走行轮同轴设置并可绕自身轴线转动以带动走行轮转动。
18.本实用新型的另一方面，提出了一种变轨距系统，包括上述的变轮距转向架，还包括变距轨道，变距轨道的侧壁上设置有换挡凸起，换挡凸起可与引导轮抵接并挤压引导轮，使引导轮带动引导架移动，进而激发换挡。
19.综合上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果在于：
20.本实用新型提供的变轮距转向架包括变轮距机构，变轮距机构包括行走引导组件和换挡组件；行走引导组件包括走行轮、引导轮和引导架；走行轮和引导轮均与引导架转动连接，引导架与换挡组件连接；由宽轨道进入窄轨道时，引导轮受轨道侧壁的挤压并带动引导架和走行轮移动，进而使引导架挤压换挡组件以激发换挡；由窄轨道进入宽轨道时，引导轮受轨道侧壁的挤压并带动引导架和走行轮移动，进而使引导架挤压换挡组件以激发换挡，换挡组件推动走行轮向轨道侧壁移动。
21.本实用新型提供的变轮距转向架通过在轨道宽度变化处挤压引导轮使引导轮激发换挡。由宽轨道进入窄轨道时，引导轮受挤压并带动走行轮和引导架内收，使走行轮间距变窄，同时激发换挡组件切换档位以保持窄轨道运行；由窄轨道进入宽轨道时，引导轮受挤压以激发换挡组件进行档位切换，换挡组件推动走行轮向轨道侧壁移动使走行轮间距变宽。通过轨道上设置相应的凸起即可挤压引导轮激发换挡，无需设置位置传感器等元器件，利用机械动作实现换挡，避免元器件失效或异常导致无法变轨的问题，提升了运行的可靠性和稳定性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性
劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的变轮距转向架的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的变轮距转向架的俯视图；
25.图3为变轮距机构的结构示意图；
26.图4为引导架的结构示意图；
27.图5为换挡组件的结构示意图；
28.图6为第一档位状态下换挡组件内部结构示意图；
29.图7为第一档位切换至第二档位时换挡组件内部结构示意图；
30.图8为第二档位状态下换挡组件内部结构示意图；
31.图9为档位套的结构示意图；
32.图10为换挡轴的结构示意图；
33.图11为换挡套的结构示意图。
34.图标：10-变轮距机构；20-转向架体；30-动力轴；100-行走引导组件；200-换挡组件；110-走行轮；120-引导轮；130-引导架；140-轮轴；210-档位套；220-换挡轴；230-换挡套；240-第一弹性件；250-固定套；211-档位单元；221-换挡块；222-导向段；231-限位块；232-引导齿；211a-第一档位槽；211b-第二档位槽；a-第一斜面；b-第二斜面；c-引导斜面；d-换挡斜面。
具体实施方式
35.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.现有的变轨距转向架采用主动伸缩的方式调整走行轮的间距以适应轨道宽度的变化，这种方式需要配合相应的传感器进行位置定位以保证轮距的准确切换，存在因传感器异常或失效导致无法变轨的情况，容易引起运行不稳定，可靠性不足。
39.有鉴于此，本实用新型提供了一种变轮距转向架，包括变轮距机构10，变轮距机构10包括行走引导组件100和换挡组件200；行走引导组件100包括走行轮110、引导轮120和引导架130；走行轮110和引导轮120均与引导架130转动连接，引导架130与换挡组件200连接；由宽轨道进入窄轨道时，引导轮120受轨道侧壁的挤压并带动引导架130和走行轮110移动，进而使引导架130挤压换挡组件200以激发换挡；由窄轨道进入宽轨道时，引导轮120受轨道侧壁的挤压并带动引导架130和走行轮110移动，进而使引导架130挤压换挡组件200以激发换挡，换挡组件200推动走行轮110向轨道侧壁移动。
40.本实用新型提供的变轮距转向架通过在轨道宽度变化处挤压引导轮120使引导轮120激发换挡。由宽轨道进入窄轨道时，引导轮120受挤压并带动走行轮110和引导架130内收，使走行轮110间距变窄，同时激发换挡组件200切换档位以保持窄轨道运行；由窄轨道进入宽轨道时，引导轮120受挤压以激发换挡组件200进行档位切换，换挡组件200推动走行轮110向轨道侧壁移动使走行轮110间距变宽。通过轨道上设置相应的凸起即可挤压引导轮120激发换挡，无需设置位置传感器等元器件，利用机械动作实现换挡，避免元器件失效或异常导致无法变轨的问题，提升了运行的可靠性和稳定性。
41.以下结合图1-图11对本实施例提供的变轮距转向架的结构和形状进行详细说明：
42.本实施例的可选方案中，如图3、图5、图6所示，换挡组件200包括档位套210、换挡轴220、换挡套230、第一弹性件240和固定套250。换挡套230插装于档位套210并可沿轴线方向移动，换挡轴220与档位套210同轴设置；第一弹性件240一端抵接于换挡轴220，另一端抵接于固定套250，并向换挡轴220施加推力使换挡轴220抵接于换挡套230。档位套210插装于固定套250并与固定套250连接，引导架130与固定套250连接并可沿档位套210的轴线方向与固定套250相对移动。
43.具体的，如图9、图10所示，档位套210上设置有多个绕自身轴线连续布置的档位单元211，档位单元211包括第一档位槽211a和第二档位槽211b；换挡轴220上设置有多个绕自身轴线布置的换挡块221，换挡块221可插入第一档位槽211a和第二档位槽211b；换挡轴220可沿自身轴线往复移动并绕自身轴线转动以使换挡块221在第一档位槽211a和第二档位槽211b中切换。
44.如图11所示，换挡套230插装于档位套210并可沿档位套210的轴线往复移动，换挡套230一端与引导架130连接，另一端抵接于换挡轴220；换挡套230在引导架130的推动下推动换挡轴220沿自身轴线方向远离档位套210。换挡套230远离引导架130的一端设置有引导齿232，引导齿232绕换挡套230的轴线连续布置；引导齿232抵接于换挡块221。进一步的，换挡套230上设置有限位块231，限位块231插装于第一档位槽211a并可沿第一档位槽211a滑动，以防止换挡套230转动，从而保持引导齿232与第一档位槽211a和第二档位槽211b的相对位置，保证换挡顺利进行。显而易见的，可根据换挡需要设置多个档位槽，保证各个档位槽连续即可。
45.本实施例中，换挡轴220包括导向段222，导向段222插装于换挡套230，用以引导换挡轴220的移动，保证换挡轴220沿自身轴线方向移动，避免脱出。
46.本实施例中，第一档位槽211a上设置有第一斜面a，第二档位槽211b上设置有第二斜面b，引导齿232上设置有引导斜面c，换挡块221上设置有换挡斜面d；
47.在第一档位状态下，换挡斜面d抵接于引导斜面c，限位块231抵接于第一档位槽211a的底部，如图6所示，此时轮距较宽，适用于宽轨道运行；在第二档位状态下，换挡块221卡接于第二档位槽211b内，如图8所示，此时轮距较窄，适用于窄轨道运行。
48.具体的，由第一档位切换至第二档位时，如图7所示，换挡套230推动换挡轴220远离档位套210，引导斜面c抵接于换挡斜面d并与换挡斜面d相对滑动以使换挡轴220绕自身轴线转动，使换挡斜面d与第二斜面b对正；然后在第一弹性件240的推力作用下，换挡轴220反向移动并推动换挡套230移动，换挡斜面d与第二斜面b抵接并沿第二斜面b滑动，在第一弹性件240的推动下，达到第二档位状态。
49.由第二档位切换至第一档位时，换挡套230推动换挡轴220远离档位套210，引导斜面c抵接于换挡斜面d并与换挡斜面d相对滑动以使换挡轴220绕自身轴线转动，使换挡斜面d与第一斜面a对正；然后在第一弹性件240的推力作用下，换挡轴220反向移动并推动换挡套230移动，换挡斜面d与第一斜面a抵接并沿第一斜面a滑动，在第一弹性件240的推动下，达到第一档位状态。
50.本实施例的可选方案中，行走引导组件100还包括轮轴140，轮轴140与引导架130转动连接；轮轴140与走行轮110同轴设置并可绕自身轴线转动以带动走行轮110转动。具体的，轮轴140穿过换挡组件200，即档位套210、换挡轴220和换挡套230均为空心轴结构，以便于轮轴140穿过进而传递动力。
51.本实施例中，如图4所示，引导架130上设置有导向杆，导向杆插装于固定套250，以保证引导架130与固定套250的相对移动，防止引导架130发生转动。
52.本实施例的可选方案中，换挡组件200还包括第二弹性件，第二弹性件一端与固定套250连接，另一端与换挡套230连接，配置为向换挡套230施加推力使换挡套230抵接于换挡轴220；第一弹性件240向换挡轴220施加的推力大于第二弹性件向换挡套230施加的推力以保证换挡正常进行，并通过第二弹性件的设置避免在换挡后走行轮110因缺少而发生位移，尤其在第二档位状态下，换挡套230的定位不足，容易发生轴向窜动，此时既可依靠第二弹性件进行限位，也可依靠引导轮120进行限位，即通过引导轮120与轨道的接触防止引导架130移动，从而防止走行轮110发生窜动。
53.本实施例的可选方案中，变轮距转向架还包括转向架体20和动力轴30，动力轴30安装于转向架体20并与轮轴140同轴设置，动力轴30与轮轴140通过花键结构连接以传递动力，同时轮轴140可沿轴线方向与动力轴30相对移动以适应轮距变化；固定套250则安装于转向架体20以实现连接。
54.本实施例提供的变轮距转向架的工作过程如下：
55.变轮距转向架移动至轨道变化位置后，轨道相应位置设置有换挡凸起，换挡凸起挤压引导轮120，使引导轮120带动引导架130移动，进而引导架130带动换挡套230移动，使换挡套230推动换挡轴220移动并挤压第一弹性件240，同时换挡轴220会发生绕自身轴线的转动，使换挡斜面d在第一斜面a和第二斜面b之间切换，实现换挡。
56.在由第一档位状态切换至第二档位状态时，走行轮110的轴向移动依靠引导轮120带动，在由第二档位状态切换至第一档位状态时，走行轮110的轴向移动则依靠第一弹性件240的推力，引导轮120的动作主要作用是激发换挡。
57.基于本实施例提出的变轮距转向架，提出了一种变轨距系统，包括上述的变轮距转向架，还包括变距轨道，变距轨道的侧壁上设置有换挡凸起，换挡凸起可与引导轮120抵接并挤压引导轮120，使引导轮120带动引导架130移动，进而激发换挡，从而仅靠预设位置即可触发换挡，不需要设定开关和相关检测，极大提高了换挡的可靠性。
58.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种变轮距转向架，其特征在于，包括变轮距机构(10)，所述变轮距机构(10)包括行走引导组件(100)和换挡组件(200)；所述行走引导组件(100)包括走行轮(110)、引导轮(120)和引导架(130)；所述走行轮(110)和所述引导轮(120)均与所述引导架(130)转动连接，所述引导架(130)与所述换挡组件(200)连接；由宽轨道进入窄轨道时，所述引导轮(120)受轨道侧壁的挤压并带动所述引导架(130)和所述走行轮(110)移动，进而使所述引导架(130)挤压所述换挡组件(200)以激发换挡；由窄轨道进入宽轨道时，所述引导轮(120)受轨道侧壁的挤压并带动所述引导架(130)和所述走行轮(110)移动，进而使所述引导架(130)挤压所述换挡组件(200)以激发换挡，所述换挡组件(200)推动所述走行轮(110)向轨道侧壁移动。2.根据权利要求1所述的变轮距转向架，其特征在于，所述换挡组件(200)包括档位套(210)和换挡轴(220)；所述档位套(210)上设置有多个绕自身轴线连续布置的档位单元(211)，所述档位单元(211)包括第一档位槽(211a)和第二档位槽(211b)；所述换挡轴(220)上设置有多个绕自身轴线布置的换挡块(221)，所述换挡块(221)可插入所述第一档位槽(211a)和所述第二档位槽(211b)；所述换挡轴(220)可沿自身轴线移动并绕自身轴线转动以使所述换挡块(221)在所述第一档位槽(211a)和所述第二档位槽(211b)中切换。3.根据权利要求2所述的变轮距转向架，其特征在于，所述换挡组件(200)还包括换挡套(230)，所述换挡套(230)插装于所述档位套(210)并可沿所述档位套(210)的轴线移动，所述换挡套(230)一端与所述引导架(130)连接，另一端抵接于所述换挡轴(220)；所述换挡套(230)在所述引导架(130)的推动下推动所述换挡轴(220)沿自身轴线方向远离所述档位套(210)。4.根据权利要求3所述的变轮距转向架，其特征在于，所述换挡套(230)上设置有限位块(231)，所述限位块(231)插装于所述第二档位槽(211b)并可沿所述第二档位槽(211b)滑动。5.根据权利要求4所述的变轮距转向架，其特征在于，所述换挡套(230)远离所述引导架(130)的一端设置有引导齿(232)，所述引导齿(232)绕所述换挡套(230)的轴线连续布置；所述引导齿(232)抵接于所述换挡块(221)。6.根据权利要求5所述的变轮距转向架，其特征在于，所述换挡组件(200)还包括第一弹性件(240)，所述第一弹性件(240)抵接于所述换挡轴(220)，配置为向所述换挡轴(220)施加推力使所述换挡轴(220)抵接于所述换挡套(230)。7.根据权利要求6所述的变轮距转向架，其特征在于，所述第一档位槽(211a)上设置有第一斜面(a)，所述第二档位槽(211b)上设置有第二斜面(b)，所述引导齿(232)上设置有引导斜面(c)，所述换挡块(221)上设置有换挡斜面(d)；在第一档位状态下，所述换挡斜面(d)抵接于所述引导斜面(c)，所述限位块(231)抵接于所述第一档位槽(211a)的底部；在第二档位状态下，所述换挡块(221)卡接于所述第二档位槽(211b)内；
由第一档位切换至第二档位时，所述换挡套(230)推动所述换挡轴(220)远离所述档位套(210)，所述引导斜面(c)抵接于所述换挡斜面(d)并与所述换挡斜面(d)相对滑动以使所述换挡轴(220)绕自身轴线转动；然后在所述第一弹性件(240)的推力作用下，所述换挡轴(220)推动所述换挡套(230)移动，换挡斜面(d)与所述第二斜面(b)抵接并沿所述第二斜面(b)滑动；由第二档位切换至第一档位时，所述换挡套(230)推动所述换挡轴(220)远离所述档位套(210)，所述引导斜面(c)抵接于所述换挡斜面(d)并与所述换挡斜面(d)相对滑动以使所述换挡轴(220)绕自身轴线转动；然后在所述第一弹性件(240)的推力作用下，所述换挡轴(220)推动所述换挡套(230)移动，换挡斜面(d)与所述第一斜面(a)抵接并沿所述第一斜面(a)滑动。8.根据权利要求7所述的变轮距转向架，其特征在于，所述换挡组件(200)还包括固定套(250)；所述档位套(210)插装于所述固定套(250)并与固定套(250)连接，所述引导架(130)与所述固定套(250)连接并可沿所述档位套(210)的轴线方向与所述固定套(250)相对移动。9.根据权利要求8所述的变轮距转向架，其特征在于，所述行走引导组件(100)还包括轮轴(140)，所述轮轴(140)与所述引导架(130)转动连接；所述轮轴(140)与所述走行轮(110)同轴设置并可绕自身轴线转动以带动所述走行轮(110)转动。10.一种变轨距系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的变轮距转向架，还包括变距轨道，所述变距轨道的侧壁上设置有换挡凸起，所述换挡凸起可与所述引导轮(120)抵接并挤压所述引导轮(120)，使所述引导轮(120)带动所述引导架(130)移动，进而激发换挡。

技术总结
本实用新型涉及悬挂式轨道交通技术领域，尤其涉及一种变轮距转向架及变轨距系统，旨在解决现有变轮距方式需要使用传感器定位，可靠性和稳定性不足的问题。本实用新型提供的变轮距转向架包括变轮距机构，变轮距机构包括行走引导组件和换挡组件；行走引导组件包括走行轮、引导轮和引导架；走行轮和引导轮均与引导架转动连接，引导架与换挡组件连接，引导轮受轨道侧壁的挤压并带动引导架和走行轮移动，进而使引导架挤压换挡组件以激发换挡。本实用新型提供的变轮距转向架通过在轨道宽度变化处挤压引导轮使引导轮激发换挡，避免元器件失效或异常导致无法变轨的问题，提升了运行的可靠性和稳定性。性和稳定性。性和稳定性。


技术研发人员：张骎 王磊 贾楸烽 朱正华 龚艳林 杨梅 郭世杰
受保护的技术使用者：中建空列（北京）科技有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/6/27