궤도 스위칭 장치 및 방법

궤도 스위칭 장치 및 방법{A TRACK-SWITCHING DEVICE AND METHOD}

본 발명은 차량용 궤도에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 궤도 스위칭 장치 및 궤도를 스위칭하는 방법에 관한 것이다.

20세기 초 이래, 기차, 공장 내 카고 차량, 및 놀이 공원의 놀이 기구와 같이 궤도 상에 위치하는 차량의 움직임을 제어함으로써, 중요한 산업적 성장을 이끌고 소비자 만족도를 높였다. 놀이 공원의 경우에, 고객들이 더 크고, 더 좋고, 더 정교한 시설을 요구하기 때문에, 고객들은 긍정적인 경험을 또한 요구하고 기대하며, 이는 놀이 기구를 타기 위해 점점 더 짧고 빠른 동선을 수반한다.

동선에 대한 대기 시간을 단축하기 위한 한가지 기술은 궤도 상의 차량의 처리량을 증가시키는 것이다. 주어진 시간 구간 동안 일 궤도 상의 주어진 지점을 지나는 차량이 많을수록, 서비스받을 수 있는 고객의 수가 증가한다. 그러나, 복수의 궤도를 갖고 있으면서 차량의 궤도 스위칭을 요구하는 놀이 기구에서, 궤도 스위칭이 이루어지기까지 시간 지연이 존재한다. 궤도 스위칭에 대한 지연을 감소시키면 차량 처리량이 증가하고, 따라서, 고객 대기 시간을 단축할 수 있고, 그 결과, 고객 만족도 및 공원 수익을 높일 수 있다.

과거에는 종래의 궤도 스위칭이, 분기되는(diverging) 외측 레일 사이에 배치되는, 포인트라고 알려진, 한쌍의 연결된 가늘어지는 레일을 이용하여 달성되었다. 포인트는 일 위치로부터 다른 위치로 횡방향으로 이동하여, 기어 박스, 슬라이드 바, 또는 모터를 이용하여 관통 궤도로부터 분기 궤도로 차량을 지향시킨다. 예를 들어, 미국 특허 공보 제 5,547,151 호는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 스위칭 궤도를 횡방향으로 밀어내기 위해 적어도 하나의 선형 유도 모터를 갖는 선형 유도 레일 스위칭 메커니즘을 이용한다.

좀 더 최근의 궤도 스위칭 메커니즘은, 일 스톡 레일에 대해 텅을 가압하면서 이와 동시에, 대향된 스톡 레일로부터 다른 텅을 잡아 당기는 포인트-작동 장치를 기재하고 있는, 미국 특허 공보 제 6,290,189 호의 경우와 같은 스프링 조립체를 포함한다. 이 장치는 적어도 4개의 조정가능한 수직 스프링 조립체를 이용하여 형성되고, 텅 행-업을 방지하는 것을 지향한다.

그러나, 상술한 바와 같은 이미 알려진 궤도 스위칭 장치들은, 놀이 공원 세팅과 같은, 일부 애플리케이션에서 요망 응답 시간을 충족시키지 못할 수 있는 응답 시간을 일반적으로 요구하며, 주-휠 조립체가 궤도의 단일 측부 상에서 운행하고 휠 상의 플랜지에 의해 횡방향 안내가 제공되는, 레일 애플리케이션으로 제한된다.

롤러 코스터와 같은 현대의 테마 공원의 인기 놀이 기구의 경우, 놀이 기구 차량이 모든 방향으로 궤도에 완전히 구속되도록(차량의 요망 방향을 남기도록), 궤도의 상측 표면(즉, 로드 휠) 및 하측 표면(즉, 업스탑 휠) 상에 횡방향 가이드 휠 및 수직 가이드 휠을 갖도록 구성할 필요가 자주 있다. 이러한 특징들은 기언급한 일-측부 궤도 스위칭 조립체의 이용을 실질적으로 제한한다.

종래의 궤도 스위칭은 일반적으로, 종방향 축 주위로 회전하도록, 그리고, 수직 방향 축 주위로 회전하도록, 그리고 측방으로 이동하도록 하는 구조를 포함하며, 별도의 잠금 및 구동 메커니즘을 포함한다. 구동 메커니즘은 벨트, 구동축, 체인, 및 기어 트레인과 같은 종래의 동력 전달 기기를 통해 궤도 스위칭 조립체에 연결될 수 있다. 이와 같이, 구동 메커니즘 및 스위칭 조립체의 관성이 기계적 시스템에 항상 연결되어, 스위칭 유형의 배치 정확도 및 조합된 가속에 대한 실제적인 제한을 제공한다. 상술한 사항과 유사한 스위칭 메커니즘이, 예를 들어, Intamin Inc.의 미국 특허 공보 제 4,543,886 호 및 Vekoma SpA의 미국 특허 공보 제 6,884,177 호에 기재되어 있다.

제작자들은 리턴이 감소되는 스위칭용의 더욱 강력한 주-구동 장치를 점점 더 이용하고 있으며, 특히, 이러한 장치의 물리적 크기 및 패키징이 고려될 때, 이는 점점 더 큰 모터(예를 들어, 전기 모터)의 자체-관성이 토크/마력/속도 상승-시간 곡선을 형성하는 1차 효과를 제시하기 때문이며, 이는 이러한 장치를 스위칭되는 장치로부터 반드시 이격시키게 되고, 관성 및 부수적인 스위칭 시간 지연을 더욱 증가시킨다.

따라서, 현재까지, 신속한 궤도 스위칭에 적절한 장치 또는 방법이 전혀 가용하지 않다.

본 발명을 궤도 스위칭 장치 및 궤도를 스위칭하기 위한 방법을 설명한다.

제 1 실시예에서, 본 발명은 제 1 궤도로부터 제 2 궤도로 차량을 스위칭하기 위한 장치를 제공한다. 궤도 스위칭 장치는 모터에 의해 회전할 수 있고, 구동축과 주축을 포함할 수 있다. 구동축은, 구동축의 일 단부에 위치하며 복수의 스위칭 궤도가 표면 상에 배치된 배럴과, 상기 배럴로부터 이격되어 구동축에 연결되는 제동 조립체를 포함할 수 있다. 상기 주축은 플라이휠과 클러치 조립체를 포함할 수 있다. 그리고 구동축은 모터 및 플라이휠을 통해 클러치 조립체의 결합 시에 주축에 의해 구동될 수 있다.

제 2 실시예에서, 본 발명은 모터에 의해 회전하는 궤도 스위칭 장치를 이용하여 제 1 궤도로부터 제 2 궤도로 차량을 스위칭하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은, 구동축을 제공하는 단계와, 주축을 제공하는 단계와, 플라이휠에 저장된 에너지와 모터를 통해 클러치 조립체의 결합시에 상기 주축을 이용하여 상기 구동축을 구동하는 단계와, 상기 배럴을 축 주위로 회전시켜서 스위칭 궤도를 제 1 궤도 및 제 2 궤도와 정렬시키는 단계를 포함한다. 본 특정 실시예에서, 구동축은, 상기 구동축의 일 단부에 위치하며 복수의 스위칭 궤도가 표면 상에 배치된 배럴과, 상기 배럴로부터 이격되어 상기 구동축에 연결되는 제동 조립체를 포함한다. 주축은 플라이휠 및 클러치 조립체를 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 제시되는 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 명백해질 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 장점들은 참조로 제시되는 첨부 도면에 의해 명백해질 것이고, 아래와 같은 첨부 도면을 이제 간단하게 참조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 축방향 회전 배럴과, 축방향 회전 배럴 상에 위치하는 스위칭 궤도를 갖는 단일의 궤도 스위칭 장치의 개략적 측면도,
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 표면에 스위칭 궤도를 갖는 배럴의 평면도,
도 2b는 도 2a의 측면 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 궤도로부터 제 2 궤도로 차량을 스위칭하기 위한 2개의 궤도 스위칭 메커니즘을 보여주는 궤도 스위칭 시스템의 평면도,
도 4는 본 발명의 추가 실시예에 따른 단계별 방법을 설명하는 순서도.

유사한 도면 부호들은 여러 도면을 통해 동일한 또는 상응하는 구성요소 및 유닛을 나타내며, 이러한 도면은 달리 명기하지 않는 한 축적에 맞게 그려진 것이 아니다.

본 발명의 일 실시예는 제 1 궤도로부터 제 2 궤도로 스위칭하기 위한 궤도 스위칭 장치를 포함하며, 상기 궤도 스위칭 장치는 루프 벨트에 의해 기계적으로 연결되는 주축과 구동축을 포함한다. 구동축은, 구동축의 일 단부에 위치하며, 표면 상에 복수의 스위칭 궤도를 갖는 배럴과, 상기 배럴로부터 이격되어 상기 구동축에 연결되는 제동 조립체를 갖는다. 주축은 모터에 의해 구동되고, 플라이휠 및 클러치 조립체를 포함하며, 상기 구동축은 루프 벨트를 통해 주축에 의해 구동되고, 상기 구동축은 축 주위로 회전하도록 구성된다. 본 발명에서 제공되는 한가지 특별한 장점은 궤도 스위칭 속도를 (즉, 2초 미만으로) 증가시켜서 차량 처리량을 증가시키는 능력이다.

첨부 도면을 참조하여 아래에서 설명되는 본 발명의 구체적인 구조 및 배열은 예시적인 사항일 뿐이다. 당업자의 이해 범위 내에 있는 다른 구조 및 배열도, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 실시, 사용, 또는 판매될 수 있다.

여기서 사용되는 바와 같이, "하나", 또는 "일"로 시작되고 단수로 표시되는 요소나 기능은 달리 명확히 언급하지 않을 경우, 복수의 요소나 기능을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 참조는, 언급되는 특징들을 또한 포함하는 추가적인 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석하여서는 안된다.

본 발명의 다양한 실시예의 구체적 특징들이 일부 도면에 도시되고 다른 도면에는 제시되지 않을 수 있으나, 이는 편의상 그러한 것일 뿐이다. 본 발명의 원리에 따르면, 일 도면의 특징은 다른 도면의 특징 중 일부 또는 전부와 조합될 수 있다. 더욱이, 여기서 개시되는 임의의 실시예는 유일하게 가능한 실시예인 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 첨부된 청구범위의 범위 내에서 변형 및 다른 실시예들이 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 바와 같이, "제 1 궤도"라는 용어는 궤도 스위칭 장치에 도달하기 전에 차량이 위치하는 관통 궤도(through track)를 말하며, 궤도 스위칭 장치에 의해 스위칭되지 않을 경우 차량이 계속하여 지나가게 되는 궤도를 또한 의미한다. 여기서 사용되는 바와 같이, "제 2 궤도"라는 용어는 궤도 스위칭 이후 차량이 스위칭되는 분기 궤도(diverging track) 또는 상기 관통 궤도와는 다른 방향으로 연장되는 궤도를 말한다. 여기서 사용되는 바와 같이, "스위칭 궤도"라는 용어는 배럴 상에 위치하는 궤도를 말하며, "스위칭 궤도 조립체"라는 용어는 궤도와, 배럴 또는 유사 지지부 또는 프레임웍을 포함한다. 여기서 사용되는 바와 같이, "궤도"라는 용어는 고정 경로, 광학적 가이드 수단과 같은 임의의 안내 경로, 상의 차량을 안내하는 단일 레일 궤도, 표준 기차 궤도와 같은 듀얼 레일 궤도, 및/또는 앞서 언급한 사항의 조합을 의미한다. "배럴"은 원통형 물체를 의미하지만, 궤도에 대한 임의의 기하학적 형태의 지지부를 또한 의미한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 대응하는 일례의 궤도 스위칭 장치가 일반적으로 (100)으로 도시된다. 궤도 스위칭 장치는 신속한 회전 가속이 가능하도록 구성되고, 제 1 궤도로부터 제 2 궤도로 차량을 정확하고 빠르게 스위칭하도록 제공된다. 궤도 스위칭 장치는 복수의 스위칭 궤도(104, 106)를 표면에 배치한 배럴(102)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시되는 일례의 실시예에서, 제 1 직선 스위칭 궤도(104)가 배럴(102)의 일 측부 상에 위치하고, 제 2 곡선형 스위칭 궤도는 배럴(102)의 대향 측부 상에 위치한다. 그러나, 복수의 다양한 스위칭 궤도가 배럴의 원주 주위로 배치될 수 있고, 회전축 상의 임의의 위치에 놓이도록 지시받을 수 있다. 배럴(102)은 축(X) 주위로 회전하도록 구성될 수 있어서, 스위칭 궤도(104, 106) 중 적어도 하나를 분기 궤도(도시되지 않음)와 정렬시킬 수 있다.

도 1을 더 참조하면, 플라이휠(120), 변속기(110), 클러치 조립체(122), 가요성 벨트(132)용의 풀리(130) 및 축 주위로 회전을 생성하도록 구성되는 일련의 입력축 및 출력축을 포함하는 주축(118)이 도시된다. 모터(108)는 모터 출력축(112)에 의해 변속기(110)에 기계적으로 연결된다. 범용 조인트(116)가 변속기 입력축(114)에 모터 출력축(112)을 연결한다. 모터(108)는 회전 힘 출력을 생성할 수 있는 종래의 토크 모터일 수 있다. 변속기(110)는, 당 업계에 잘 알려진 바와 같이, 주축(118)에 더 큰 힘을 제공하기 위해, 따라서, 더 빠르고 견고한 축 회전을 제공하기 위해, 모터로부터 토크를 증가시키는 속도-토크 변환을 위해, 제공된다. 변속기(110)는 변속기 출력축(124)을 통해 플라이휠(120)에 기계적으로 연결된다. 제 2 범용 조인트(126)가 변속기 출력축(124)을 플라이휠 입력축에 연결한다. 더욱이, 제 1 베어링(128)은 변속기 출력축(124)에 일체형으로 연결될 수 있어서, 2개의 구성요소 사이에서(예를 들어, 변속기(110)와 플라이휠(120) 사이에서) 제약된 상대적 회전 모션을 촉진시킬 수 있다.

플라이휠(120)은 주축에 플라이휠 에너지 저장(FES)을 제공하도록 구성된다. 충분한 에너지를 저장하기 위해, 플라이휠(120)은 배럴(102) 및 스위칭 궤도(104, 106)의 덩어리에 대해 약 100 퍼센트 내지 약 1500 퍼센트 사이의 범위를 갖는 관성을 갖는 것이 바람직하다. 대략 400 퍼센트 내지 800 퍼센트 사이의 범위가 더욱 바람직하다. 플라이휠 질량 및 플라이휠 속도의 다양한 조합을 이용하여, 이러한 관성값을 얻을 수 있다. 작동 시에, 모터는 플라이휠(120)을 고속으로 가속시키고, 플라이휠은 주축(118)의, 따라서, 구동축(148) 및 배럴(102)의, 고속 회전에 이용될 수 있는 회전 에너지(즉, 모멘텀)을 보유하는 기능을 한다. 플라이휠(120)은 플라이휠 출력축(132)을 통해 클러치 조립체(122)에 기계적으로 연결된다. 제 2 베어링(134)은 플라이휠 출력축(132)에 일체형으로 연결될 수 있어서, 다시, 플라이휠(120)과 클러치(122) 사이의 구속된 상대적 회전 모션을 촉진시킬 수 있다.

클러치 조립체(122)는 포크(136), 슈(138) 및 쉘(140)을 포함할 수 있다. 클러치 조립체(122)는 플라이휠 출력축(132)을 클러치 출력축(142)에 연결하도록 구성되어 이들이 함께 잠겨 동일 속도로 회전하거나(맞물리거나), 분리되도록 구성되어 서로 다른 속도로 회전할 수 있다(떨어진다). 본 실시예에서, 클러치가 맞물리면, 회전력이 클러치 출력축(142)에 전달될 수 있다.

클러치 출력축(142)이 풀리(144)에 연결되고, 상기 풀리(144)는 기계적으로 연결되는 루프 벨트(130)를 갖는다. 루프 벨트(130)는 제 2 풀리(146)에 또한 기계적으로 연결되고, 제 2 풀리(146)는 구동축(148)에 연결된다. 루프 벨트(130)는 주축(118)으로부터 구동축(148)까지 동력을 효율적으로 전달하도록 구성된다. 제 3 및 제 4 베어링(150, 152)이 클러치 출력축(142)에 일체형으로 연결될 수 있어서, 다시, 풀리(144)와 클러치 조립체(122) 사이에서 구속된 상대적 회전 모션을 촉진시킬 수 있다. 루프 벨트(130)는 톱니형, 노치형 또는 코그형(cogged)일 수 있고, 평탄한 벨트일 수도 있으며, 체인 벨트일 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 구동축(148)은 구동축(148)의 일 단부에 위치하는 배럴(102)과, 배럴(102)로부터 이격되고 구동축(148)에 연결되는 제동 조립체(154)를 포함한다. 제동 조립체(154)는 도시되는 바와 같이, 디스크(156)가 구동축(148)에 접합되는, 디스크 제동 시스템이다. 캘리퍼스(158)는 디스크(156)의 양 측부에 대해 힘을 받는다(예를 들어, 유압식으로, 공압식으로, 전자기적으로, 스프링 결합식으로). 마찰은 본 경우에, 라인(160)에 의해 공급되는 제동 유체를 통해 유압식으로, 디스크, 따라서, 구동축을 정지시킨다. 디스크 제동 메커니즘이 도시되지만, 본 발명에서 다른 제동 시스템을 적용할 수 있음을 이해하여야 한다. 제 5, 제 6, 제 7, 및 제 8 베어링(162, 164, 166, 168)이 구동축(148)에 일체형으로 연결되어, 다시, 구동축의 구속된 상대적 회전 모션을 촉진시킬 수 있다.

작동 시에, 모터(108)는 변속기(110)를 구동하고, 변속기(110)는 플라이휠(120)을 구동하고 플라이휠(120)에 동력을 공급한다. 플라이휠(120)은 주축(118)을 구동하고 주축(118)에 동력을 공급하여 루프 벨트(130)를 회전시키고, 루프 벨트(130)는 구동축(148)을 회전시켜서 배럴에 걸쳐 진행하는 차량의 궤도를 스위칭할 수 있다. 제동 조립체(154)는 제자리에 배럴을 보지하고, 래치(도시되지 않음)가 궤도 스위칭의 모션에 의해 결합되도록 작동하여, 구동축을 지정 위치로 잠근다. 추가적인 작동 시에, 스위칭 기능 명령이 입력되면, 제동 조립체(154)가 결합되고, 이와 동시에, 클러치 조립체(122)가 분리된다. 제 2 스위칭 기능 명령이 입력될 때, 클러치 조립체(122)가 결합되고 제동 조립체(154)가 분리된다. 본 발명의 본 실시예에서, 플라이휠(120)에 저장된 에너지는 배럴(102)을 회전시키도록, 그리고 궤도 스위칭을 촉진시키도록 즉시, 그리고 직접적으로 가용하다.

본 발명의 일례의 실시예에서, 클러치 조립체(122)는 공압식으로, 전기적으로, 유압식으로, 또는 스프링에 의해 결합되어(또는 분리되어), 모터 출력축(112)을 플라이휠(120)에, 그리고 배럴(102)에 연결한다. 제동 조립체(154)(예를 들어, 공압식, 유압식, 전기식, 또는 스프링 작동식)가 구동축(148) 상에 위치한다. 클러치(122)가 결합되면, 제동 조립체(154)는 이와 동시에 분리된다. 둘 모두가, 궤도 스위칭 장치(100)의 가속 및 감속을 제어하도록, 그리고, 구동축(148)으로부터 분리될 때 구동 장치의 에너지 및 유사 관성으로 제동이 이루어짐을 보장하도록, 타이밍이 조절된다. 배치 장치(예를 들어, 래치)를 보조 척도로 이용하여 정확한 지정 위치에서의 중지를 보장한다. 래치는 바른 위치에서, 그리고 바른 위치를 벗어나, 작동하여 동일한 회전 방향으로 추가적인 모션을 수행하도록 스위치를 작동시킬 수 있고, 또는 고정되어, 대향된 회전 방향으로 시작 위치, 또는 다른 선택된 위치로 되돌아가기 위해 스위칭 진행 방향을 뒤집기 위한 다른 수단 및 기어링을 요구할 수 있다.

도 2a를 이제 참조하면, 표면 상에 스위칭 궤도(104)를 갖는 배럴(102)의 평면도가 일반적으로 (200)으로 도시된다. 구동축(148)은 화살표(202)에 의해 도시되는 바와 같이 축 주위로 회전하도록 구성된다. 댐퍼(204)는 즉각적 제동 및 배럴 회전의 충격파를 평활시키도록 구성된다.

도 2b를 이제 참조하면, 배럴(120)의 측면도가 일반적으로 (210)으로 도시된다. 이 도면에서, 2개의 스위칭 궤도(104, 106)가 배럴(102)의 대향된 측부 상에 위치함을 쉽게 알아볼 수 있다. 하나의 스위칭 궤도가 발원된 경로로부터 차량 모션을 유지하기 위해 직선 레일로 구성될 수 있고, 다른 스위칭 궤도는 곡선형으로 구성되어, 분기 궤도에 차량을 전달한다(도 3을 참조하여 더욱 상세하게 도시됨). 다시, 화살표(202)는 적용가능한 회전을 도시한다.

도 3을 이제 참조하면, 시간 상의 2개의 위치를 도시하는 궤도 스위칭 시스템의 평면도가 일반적으로 (300)으로 도시된다. 도면 부호 (302)는 프리-궤도 스위치 구조를 도시하고, 도면 부호 (304)는 포스트-궤도 스위칭 구조를 도시한다. 제 1 궤도(308) 상에 제 1 차량(306)이 배치된다. 차량(306)이 제 1 궤도 상에 머무르는 것이 바람직한 경우에, 배럴(102)은 제 1 지정 위치(310)에서 휴지 상태로 머루는다. 차량(306)은 그후 스위칭 궤도(104) 위로 넘어가, 제 1 궤도(308)로 계속하여 요망 목적지를 향한다. 그러나, 차량이 좌측으로 분기 궤도(312)로 진행하는 것이 바람직할 경우, 배럴(102)은 지정 크기(예를 들어, 180도)만큼 시계 방향으로 회전하여 제 2 지정 위치(304)에 다다른다. 이어서, 스위칭 궤도(106)는 화살표(314)로 도시되는 바와 같이, 좌측으로 분기 궤도(312)와 정렬된다. 단일 관통 궤도 및 단일의 분기 궤도 상의 단 하나의 차량이 도시되지만, 본 발명은 복수의 차량이 우측 및 좌측으로 분기 궤도로 스위칭하는 과정을 포함할 수 있고, 복수의 관통 궤도를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 배럴(102)은 양방향으로, 즉, 시계 방향 및 반-시계 방향으로 회전하도록 구성되어, 복수의 스위칭 궤도를 분기 궤도 또는 관통 궤도와 정렬시킬 수 있다.

도 3에 도시되는 일례의 시스템에서, 컨트롤러가 일련의 센서(322, 324)와 통신하여, 전체 기구 제어 시스템에서 궤도 스위칭이 요구될 때 안전한 궤도 스위칭 작동을 행하기에는 접근하는 차량이 너무 가까운지를 결정할 수 있다. 지정 구역 내에 어떤 차량도 존재하지 않을 경우, 궤도 스위칭이 지시될 수 있다. 센서와 궤도 스위칭 장치 사이에 차단 장치(330)가 존재할 수 있고, 배럴 위치 센서들이 스위칭 조립체 자체 상에 위치한다. 스위칭이 최종 위치에 도달하지 못하거나 지정 시간 구간 내에 래치되지 못할 경우, 차단 장치가 닫힌 상태로 유지될 것이다(닫힌 상태가 정상 상태임). 마찬가지로, 다른 센서가 궤도 스위치의 하향에 위치하여, 궤도 스위칭 장치가 다시 회전하는 것이 명백함을 신호할 수 있다. 예를 들어, 센서는 차량 위치를 감지하여, 스위칭 궤도의 제 1 단부에서 관통 궤도(308)와, 또는, 스위칭 궤도의 제 2 단부에서 분기 궤도(312)와, 스위칭 궤도(104, 또는 106)를 정렬시키도록 회전하도록 궤도 스위칭 장치(320)에 신호할 수 있고, 궤도는 제동 메커니즘을 통해 제 위치로 잠길 수 있다. 그 후, 차량(306)은 분기 궤도(312)로 진행하고, 센서(324)는 차량이 궤도 스위칭 장치(320)를 빠져나갔음을 감지할 수 있고, 궤도 스위칭 장치가 잠김해제되어 차량(306)을 요망 궤도로 스위칭시키도록 회전하는 명령을 전송할 수 있다.

궤도 센서가 궤도 스위칭 장치와, 중앙 컨트롤러 또는 프로세서와 통신할 수 있음을 이해하여야 하며, 이러한 각각의 구성요소는 상술한 작동을 수행하도록 필수 전자 장치를 갖는다.

도 3의 일례의 시스템은 궤도 차량에 대한 견고하고 신속한 스위칭 메커니즘을 제공한다. 특히, 시스템은 2개 이상의 차량에 대해 견고하고 신속한 스위칭 메커니즘을 제공한다. 도 4의 일례의 실시예에서 단일 스위칭 궤도 상에 단 2개의 궤도 스위칭 장치만이 도시되지만, 복수의 서로 다른 입구점 및 출구점으로부터 복수의 장치를 지탱하도록 복수의 궤도-스위치가 통합될 수 있다.

본 발명의 선택적 실시예에서, 클러치 출력축(142) 또는 클러치 출력축(142)에 의해 구동될 수 있는 보조 변속기(도시되지 않음)의 종동 요소는, 탈출 메커니즘(도시되지 않음)에 입력 에너지 및 추진력을 제공하여, 탈출 메커니즘의 출력 모션이 구속되고 결정론적인 동안, 클러치로부터의 출력 모션이 제어되지 않을 수 있다.

다른 선택적 실시예에서, 궤도 스위칭 조립체는 복수의 조각으로 분리될 수 있어서, 각각의 작동하는 조각의 관성을 감소시킬 수 있고, 스위치에 들어오는 차량을 진행 경로를 따라 점차적으로 스위칭 요소에 넘길 수 있어서, 궤도 스위칭 작동과 관련된 일시적 지연을 더 감소시킬 수 있다. 이러한 일례의 실시예에서, 궤도 스위칭 메커니즘은 진행 경로를 따라 수직 종방향 축과 대략 정렬되는 축 주위로 스위칭되는 3개의 개별적인 요소로 구성될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 관통 궤도로부터 분기 궤도로 차량을 스위칭하기 위한 방법을 더 잘 설명하기 위한 순서도가 일반적으로 도면 부호 (500)으로 도시된다. 이 방법은 제 1 궤도(관통 궤도)로부터 제 2 궤도(분기 궤도)로 차량을 스위칭하는 단계를 포함하고, 궤도 스위칭 장치는 모터에 의해 회전하며, 상기 방법은 구동축 및 주축을 제공하는 단계를 포함한다. 구동축은, 구동축의 일 단부에 위치하여, 표면 상에 위치하는 복수의 스위칭 궤도를 갖는 배럴과, 상기 배럴로부터 이격되어 구동축에 연결되는 제동 조립체를 갖는다. 주축은 모터에 의해 구동되고, 플라이휠 및 클러치 조립체를 포함한다.

이 방법은 구동축 및 주축에 기능적으로 연결되는 루프 벨트를 통해 구동축을 구동하고, 스위칭 궤도를 제 1 궤도 및 제 2 궤도와 정렬시키도록 축 주위로 배럴을 회전시키는 단계를 포함한다. 순서도가 예시적인 단계별 방법을 도시하고 있으나, 당 업자가 유사한 결과를 유지하면서 단계들을 재배열하거나 재정렬할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

단계(402)에서, 관통 궤도 상의 제 1 차량이, 표면 상에 복수의 스위칭 궤도를 갖는 배럴을 포함하는 궤도 스위칭 장치에 접근할 수 있고, 상기 배럴은 상기 복수의 스위칭 궤도 중 적어도 하나를 분기 궤도와 정렬시키도록 구성된다. 차량이 접근함에 따라, 복수의 센서가 관통 궤도 상의 차량 위치를 감지하여, 컨트롤러 또는 프로세스로부터의 지정 명령에 근거하여, 복수의 스위칭 궤도 중 적어도 하나를 분기 궤도와 정렬시키거나, 차량을 관통 궤도의 다음 섹션으로 계속 진행하게 할 수 있다[단계(404)]. 컨트롤러가 분기 궤도에 차량을 보내도록 프로그래밍될 경우, 컨트롤러는 스위칭 궤도를 분기 궤도와 정렬시키도록 수평으로 회전하게 궤도 스위칭 장치에 신호할 수 있다[단계(406)]. 다른 한편, 관통 궤도의 다음 섹션으로 차량이 계속 진행하도록 컨트롤러가 프로그래밍될 경우, 컨트롤러는 스위칭 궤도를 관통 궤도와 정렬시킨다[단계(408)]. 단계(410)에서, 제 2 차량이 별도의 관통 궤도 상에서 반대 방향으로부터 접근할 수 있다. 단계(412)에서, 컨트롤러는 단계(404)에서와 유사한 결정을 행하여, 어느 궤도가 차량을 보내는데 바람직한 궤도인 지에 따라, 단계(406) 또는 단계(408)에 도달하게 한다. 각각의 전차대 회전으로, 지정 위치에서 궤도를 잠그도록 제동기가 구성될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예의 구체적 특징들이 일부 도면에 도시되고 다른 도면에는 도시되지 않았으나, 이는 편의상 그러한 것일 뿐이다. 본 발명의 원리에 따르면, 일 도면의 특징이 다른 도면의 특징 중 일부 또는 전부와 조합될 수 있다. 여기서 사용되는 "포함하는", "갖는", "구비한", 등의 용어는 폭넓게 포괄적으로 해석되어야 하며, 임의의 물리적 상호연결로 제한되어서는 안된다. 더욱이, 여기서 개시되는 임의의 실시예가 유일하게 가능한 실시예로 해석되어서는 안된다. 대신에, 첨부된 청구범위의 범위 내에 변형예 및 다른 실시예들이 포함되는 것으로 간주된다.