CN100411926C - 运输系统 - Google Patents

Abstract

一种运输系统具有一轨道、以及在轨道上移动的一车辆，该运输系统包括：一加速区域，用于通过推进供给装置加速车辆；及一自动行驶区域，用于使车辆以无需推进供给装置的方式在该轨道上行进；其中，该轨道包括：一对圆管型铁轨；以及设置于自动行驶区域的铁轨之间的一辅助铁轨；车辆包括：上轮、侧轮、底轮以及驱动轮，上轮、侧轮和底轮分别从上部、侧部和底部方向上与铁轨接触以在铁轨上转动，并且均由弹性材料制成；而该驱动轮在致动器的作用下从分离位置向下移动并压在辅助铁轨上；设置在一个站点附近的推进供给装置为一直线型加速器，其通过由设置在加速区域中的铁轨之间的一第一磁铁向安装在该车辆上的一第二磁铁施加的推进力来加速车辆。

Description

运输系统

技术领域

本发明涉及一种用于乘客或货物的运输系统，尤其是可使用小尺寸轻型车辆的单轨系统。

背景技术

过去，单轨被广泛地用作为连接间隔为中短距离(如5～20km)的两个站点，诸如住宅和工业区之间或市区和机场之间的运输系统。在单轨中，由于铁轨由以所需间隔架设在地面上的桥墩所支撑，其具有运输线路设计自由度高的优点。并且与铺设用于常规铁路的铁轨的情况相比，由于减少了工程的占地面积，能够节省工程费用。

另一方面，通常需要一大的驱动单元以将车辆从停止状态加速到所需速度。当这种大的驱动单元安装在车辆上时，导致车辆尺寸和重量的增加。从而需要巨大的桥墩以支撑铁轨和车辆。这样就降低了单轨系统工程的设计自由度。进一步地，由于扩大了架设单轨系统所需的占地面积，工程费用也变得更高。因此，诸如单轨之类的传统运输系统还具有许多可以改进的空间。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的主要目的是提供一种运输系统，其具有可使用小尺寸轻型驱动单元作为安装在车辆上的驱动单元，以实现车辆尺寸和重量的减小，从而节省了架设运输系统的费用，并且增加了设计自由度。

本发明的运输系统具有在站点之间延伸的一轨道、以及在所述轨道上移动并携带有驱动装置的一车辆，该运输系统包括：一加速区域，用于通过设置在各站点附近的推进供给装置加速车辆；以及一自动行驶区域，用于使在所述加速区域中加速的车辆以无需所述推进供给装置的自动方式在该轨道上行进；其中，该轨道包括：设置在所述车辆两侧的一对圆管型铁轨；以及设置于所述自动行驶区域的所述圆管型铁轨之间的一辅助铁轨；所述车辆包括：上轮、侧轮、底轮以及驱动轮，其中，所述上轮、侧轮和底轮分别从上部、侧部和底部方向上与所述圆管型铁轨接触以在所述圆管型铁轨上转动；而所述驱动轮则在致动器的作用下从分离位置向下运动并压在所述辅助铁轨上；设置在一个站点附近的所述推进供给装置为一直线型加速器，而设置在另一站点附近的所述推进供给装置为一滑坡型加速器；其中所述直线型加速器通过由设置在所述加速区域中的所述圆管型铁轨之间的一第一磁铁向安装在该车辆上的一第二磁铁施加的推进力来加速车辆；所述滑坡型加速器包括：形成在所述另一站点附近上坡处的一附加铁轨；以及一升降机，该升降机用于在所述附加铁轨上提升所述车辆并设置为当提升到所述附加铁轨上的车辆被释放时，使所述车辆在重力的作用下加速。

依照本发明的上述运输系统，由于车辆由设置在站点附近的推进供给单元加速，无需使车辆携带具有提供一大的推进力以使车辆从停止状态加速至所需速度的一大的驱动单元。结果，可以获得车辆尺寸和重量的显著降低。因此，甚至当不能保证具有用于架设其上携带有大的驱动单元的传统车辆的巨大桥墩所用的足够占地面积时，本发明的运输系统能够通过架设用于小尺寸轻型车辆的相对小的桥墩来得以实现。因此，本发明增加了运输系统构造的设计自由度。进一步地，其工程费用显著地降低。

此外，由于该运输系统的推进供给单元为一直线型加速器，其通过设置在该轨道上的一第一磁铁向安装在该车辆上的一第二磁铁施加推进力来加速车辆。在这种情况下，可通过一相对短的距离从该停止状态将车辆平稳地加速到该所需速度，从而向乘客提供舒适的乘车品质。

另外，优选地，该推进供给单元为滑坡型加速器，其包括形成在站点附近上坡处的一辅助轨道、以及用以在所述辅助轨道上提升车辆的一升降机，其设置为当提升到所述辅助轨道上的车辆被释放时，其在重力的作用下加速。尤其是，当设置在一个站点附近的推进供给单元为如上所述的直线型加速器，并且设置在另一站点附近的该推进供给单元为如上所述的滑坡型加速器时，乘客可通过在站点之间的进站路线和回程路线中不同的加速方法享受到适度的娱乐。因此，该运输系统特别适合于在游乐园或主题公园中输送乘客。

作为本发明特别的优选实施例，该输送系统具有在站点之间延伸的一铁轨、以及在所述铁轨上移动并携带有一驱动单元的车辆，其特征在于包括：一第一区域，其用于通过由推进供给单元提供的推进力将车辆从停止状态加速至所需速度，该推进供给单元设置在从一个站点开始朝向另一个站点的一预定的距离上；以及不具有所述推进供给装置的一第二区域，其中在该第一区域中加速后的车辆通过所述驱动单元提供的推进力在所述铁轨上行进。

在上述的传输系统中，特别优选地，该推进供给单元为一直线型加速器，其用于通过沿所述轨道设置的一固定磁铁向安装在该车辆上的一活动磁铁施加推进力来加速车辆，并且所述驱动装置包括由安装在车辆上的马达驱动的一车轮、以及形成在所述第二区域的一辅助铁轨，该辅助铁轨平行于所述铁轨，从而所述车轮行进于其上。

本发明的附加特征和优点将从以下所描述的实施本发明的最佳实施例中得到更清晰的理解。

附图说明

图1为依照本发明第一实施例的单轨系统的示意图；

图2为该单轨系统的主视图；

图3为使用在该单轨系统中的车辆的侧视图；

图4为该单轨系统中第一区域的横截面图；

图5为该单轨系统的第二区域的横截面图；

图6为在该第二区域中行进的车辆的局部侧视图；

图7为该单轨系统的制动设备的横截面图；

图8为依照本发明的第二实施例的单轨系统的示意图；

图9为图8的单轨系统的局部放大视图；

图10为依照第二实施例的改型的单轨系统的示意图；

图11为设置在车辆中的座椅姿态控制器的示意图；

图12为设置在车辆中的靠背调节器的示意图；

图13为本发明的单轨系统的主视图。

具体实施方式

下面参考附图，依照优选实施例对本发明的运输系统进行详细地解释。

(第一实施例)

下面对作为本发明的运输系统优选实施例的一单轨系统进行解释。在该单轨系统中，如图1至图3所示，车辆3可在站点2之间的铁轨1上行驶，该铁轨1为由桥墩4支撑的单轨。在第一区域A中，车辆3在由推进供给装置提供的推进力的作用下，从停止状态加速至所需速度，该推进供给装置位于两个站点之间的、距一个站点预定距离的位置。在第二区域B中，车辆3通过使用安装于其上的驱动单元行进。

如图4所示，在本实施例中，一直线型加速器被用作该推进供给单元设置在该第一区域A中。即，铁轨1在第一区域A中水平延伸，并且沿铁轨1设置固定磁铁13。该固定磁铁13向安装在车辆3上的活动磁铁34施加推进力，以加速车辆3。

在图4中，铁轨1主要包括：主梁10；一对圆管型铁轨11，其由钢制成并设置在该主梁10的上部右侧和左侧；以及一连接构件9，其用于连接主梁10与管型铁轨11。车辆3具有上轮30、侧轮31和底轮32，其分别从上部、侧部和底部方向上与管型铁轨11相接触以在管型铁轨11上转动。该上轮30为用以支撑车辆3重量的主轮。该侧轮31为侧面导轮。该底轮32为防掀离轮。由于每个管型轨道11由上、侧和底轮锁扣住，这样防止车辆在陡坡和急转弯位置处发生出轨的可能，确保了运输系统的安全。该上轮、侧轮和底轮(30、31、32)可由诸如氨基甲酸乙酯之类的弹性材料制成。在这种情况下，通过防止车辆3在铁轨1上行进时的摇摆，可得到舒适的乘车品质。另外，可以有效地防止噪音污染。

如图5所示，车辆3具有用于使车辆以自动方式行进的驱动单元。该驱动单元由通过电能驱动的小型马达36、由马达36驱动旋转的驱动轮35、以及用于上下移动驱动轮35的升降机构组成。如图6所示，该升降机构包括一臂37以及诸如气缸或液压缸之类的致动器38，其用来相对于轴39枢转臂37。该小型马达36和该驱动轮35由臂37支撑。在这种情况下，当驱动轮35由升降机构向下移动时，其与设置在连接构件9的顶面上的辅助铁轨14的上表面相接触，这样车辆3能够通过驱动该小型马达36来旋转该驱动轮35，从而在该辅助铁轨14上行进。该驱动单元可以这样形成：当在该第一区域A中加速到该所需速度的车辆3驶入第二区域B并且由于惯性在铁轨1上行驶之后，当该行进速度变得低于一预定值时，通过将该驱动轮35与该辅助轨道14相接触来实现该车辆3的自动行进。

在图6中，标号50表示一速度检测器。车辆3的行进速度能够通过脉冲信号检测器或速度检测器50的编码器检测到。当该行进速度变得低于该预定值时，切换阀51，这样该驱动轮35在该致动器38的作用下从分离位置向下移动并压在辅助铁轨14上。从而，车辆3能在该小型马达36的额定转速时的转矩的作用下，行进在铁轨1上。反之，当车辆3的行进速度等于或高于该预定值时，驱动轮35在该致动器38的作用下从该辅助铁轨14上移开，这样车辆3通过惯性力在铁轨1上行进。因此，依照该第一区域A中施加的该推进力，车辆3能以惯性行进。或者，依照在下坡区域中所获得的推进力，车辆能以惯性行进。因此，可节省运转该单轨系统所需的电能耗费。

作为本实施例的改型，当通过使用在第一区域A中由直线型加速器施加的推进力和由驱动单元施加的推进力共同加速车辆3时，可以减小该第一区域A的长度。另外，由于沿铁轨1形成的直线型加速器能够被缩小尺寸，从而能够进一步缩小单轨系统的尺寸。

因此，无需使车辆3携带具有提供加速车辆3所用输出功率的能力的一大的驱动单元。换言之，只要携带一相对小的驱动单元就足够了，该驱动单元具有提供用于保持车辆3的行进速度的输出功率的能力。因此，与不具有如该第一区域A的加速区域的传统单轨系统相比，可使用一缩小尺寸的马达作为本发明的该单轨系统中的车辆上安装的驱动单元。结果，可以获得车辆尺寸和重量的显著降低。

在图4中，标号17代表车辆3的供电单元。该供电单元17设置在该连接构件9上，并且电能可通过车辆的一集电器(未示出)供给至车辆。另外，当供电单元17设置在站点区域中的铁轨1上，并且在车辆3上安装有电池(未示出)时，在停止状态下，该电池能够通过该集电器进行充电。例如，内部照明或空调可使用该充电电池提供的电能来运转。

如图7所示，本实施例的车辆3的制动设备由设置在车辆3底部的一制动板60、以及设置在该连接构件9的顶面上的一制动单元15组成。该制动单元15具有一对制动瓦片16，用以通过将该制动板60夹在其间来停止车辆3。该制动设备并不限于该实例。例如，可使用具有闸的一缩小尺寸的马达或附在驱动轮35上的闸。

另外，车辆3具有以无障碍方式设计的地板。这样，能够防止乘客在车辆内绊倒的情况发生，并且改善了该单轨系统的安全性。另外，由于孩子和成年人均能够安全地乘车，其还具有扩大使用该单轨系统乘客年龄群的优势。

(第二实施例)

在上述实施例中，描述了具有该第一区域A的该单轨系统，其中该直线型加速器设置在各站点2的附近。如图8所示，本实施例的单轨系统基本上与该第一实施例的单轨系统相同。其区别在于，使用该直线型加速器的该第一区域A形成在一个站点20的附近，并且使用滑坡型(coaster-type)加速器来取代该直线型加速器作为该推进供给单元的一第三区域C形成在另一站点21的附近。因此，省略了重复的描述。

如图9中所示，本实施例的滑坡型加速器主要由形成在站点附近上坡处的一附加铁轨100以及固定在该附加铁轨顶端的一升降设备(未示出)组成。例如，该升降设备包括一具有减速齿轮的马达和一链条。可选择地，该升降设备可由绳索、缠绕单元、具有减速齿轮的马达和一提升平台所形成。当车辆3由该升降设备沿该附加铁轨100升起并且随后释放时，其在附加铁轨100上向站点20滑动，并且随后以一所需行进速度驶入该第二区域B。

依照本实施例的单轨系统，如下所述，车辆3可以在站点(20、21)之间行驶。即，当车辆3从站点20向站点21行进时，其在该第一区域A的该直线型加速器的作用下，从站点20处的停止状态加速至一预定行进速度。接着，该加速后的车辆通过使用安装在车辆上的该驱动单元在该第二区域B上行进，以保持该行进速度。或者，在该第二区域B中，当该加速后的车辆的行进速度等于或大于一预定值时，车辆3可通过惯性行进。当该行进速度变得小于该预定值时，车辆通过使用安装于其上的驱动单元行进。结果，车辆3穿过该第二区域B到达站点21。

另一方面，当车辆3从站点21向站点20行进时，车辆3在该第三区域C中沿该附加铁轨100被向上提升。当车辆到达一所需高度时，其从该升降设备中被释放下来，这样该车辆3滑下该附加铁轨100。换言之，车辆通过重力加速至该所需速度并随后进入到该第二区域B。该加速后的车辆以与使车辆3从站点20行进至站点21相同的方式，在该第二区域B中行进。从而，车辆穿过该第二区域B到达站点20。此时，该第一区域A作为该第二区域B的延伸而不是作为加速区域。如图9中所示，在该第三区域C中，附加铁轨100的底侧空间能够有效地用作车道或人行道。

因此，当在站点(20、21)之间的入站路线和回程路线中使用不同的加速方法时，车辆的乘客能够享受到适度的娱乐。因此，该运输系统更适于将乘客输送至游乐园或游乐园中的娱乐设施(attractions)之间。

作为本实施例的改型，如图10中所示，滑坡型加速器的该第三区域可形成在站点20的附近以替代该直线型加速器的该第一区域A。

另外，当使用该滑坡型加速器加速给车辆时，车辆3置放在附加铁轨100的斜坡上。因此，从获得安全舒适的乘客输送的角度出发，优选地使用一座椅姿态控制器以使乘客稳定地保持在车辆的座位上。

例如，优选地使用图11中所示的座椅姿态控制器。该控制器包括：可在车辆中枢转移动的座椅(70、71)；用于检测重力方向的重力检测器76；以及依照该重力检测器76的输出控制的一座椅角度调节器74。该座椅70由位于比座椅上乘客的重心位置高的支点72枢接支撑，例如，大体上位于座椅70上乘客的肩膀位置。该座椅角度调节器74具有一液压缸或一液压阻尼器，其设置于座椅70与车辆地板之间的空间内。该居中座椅70设定为倒T型，并且以相对于地板可枢转移动地的方式支撑，如图11中点划线所示。另外，该座椅70的一侧用于朝向行进方向的乘客，并且该座椅70的另一侧用于朝向相反方向的乘客。

依照上述的姿态控制器，甚至当车辆3置放在该第三区域C中的该附加铁轨100的斜坡上时，座椅表面也能够一直保持基本垂直于重力的方向。因此，座位能够稳定地承受乘客的重量以为乘客提供舒适的乘车品质。该座位姿态控制单元也可用于本发明的不具有该第三区域C的运输系统中。替代依照由重力检测器76检测到的重力方向来控制该座椅角度，优选地还可使用检测车辆3的行进方向(纵向)的加速度变化或者车辆横向的倾斜来控制座椅角度。

另外，如图12所示，优选地本发明的运输系统包括座椅的靠背75的一位置调节器80。依照该调节器，其允许座椅上的乘客面向行进方向。因此，即使车辆在行进方向上突然加速，乘客的重量由靠背稳定地承受住，这样乘客能够获得舒适的乘车品质。在使用具有活动靠背75的座椅的情况下，优选地采用一自动调节机构，其具有所有乘客从靠站的车上下来之后，同时调整所有靠背位置的能力。依照该机构，可以避免每次改变行车方向时，乘客被迫调整靠背位置的麻烦，并从而进一步改善了该运输系统的对乘客的服务。

作为本发明的又一优势，该运输系统具有适应周围环境的优异能力。例如，如图2所示，铁轨1能够由具有加高的桥墩4所支撑，该桥墩设在现有人行道5的中间部分。可选择地，如图13所示，铁轨1可由另一高度较低的桥墩4支撑，该桥墩设定在相邻的现有车道6之间的中心分隔带。这样，本发明的运输系统的设计自由度非常高。

工业实用性

如上所述，本发明提供了一种用于安全舒适地输送乘客的近期型运输系统，其具有无污染并且节约能源的优势，并且因此该系统非常有希望用作近年来在人口密集区域积极实施的都市发展中的新交通系统。另外，当该运输系统架设在昂贵地段时，由于缩减了架设的占地面积，工程费用能够显著地节约。而且，当本发明的运输系统用于在游乐园或主题公园中输送乘客时，可通过使用上述滑坡型加速器的加速区域给乘客提供适度的娱乐。

因此，本发明可以用作连接彼此间隔一中短距离的住宅和工业区之间或市区和机场之间的运输系统，还可用作在游乐园和主题公园中乘客的运输系统，以及用作都市发展的下一代新交通系统。

Claims (4)

1. 一种运输系统，其具有在站点之间延伸的一轨道、以及在所述轨道上移动并携带有驱动装置的一车辆，该运输系统包括：一加速区域，用于通过设置在各站点附近的推进供给装置加速车辆；以及一自动行驶区域，用于使在所述加速区域中加速的车辆以无需所述推进供给装置的自动方式在该轨道上行进；

其中，该轨道包括：设置在所述车辆两侧的一对圆管型铁轨；以及设置于所述自动行驶区域中的所述圆管型铁轨之间的一辅助铁轨；

所述车辆包括：上轮、侧轮、底轮以及驱动轮，其中，所述上轮、侧轮和底轮分别从上部、侧部和底部方向上与所述圆管型铁轨接触以在所述圆管型铁轨上转动；而所述驱动轮则在致动器的作用下从分离位置向下移动并压在所述辅助铁轨上；

设置在一个站点附近的所述推进供给装置为一直线型加速器，而设置在另一站点附近的所述推进供给装置为一滑坡型加速器；

其中所述直线型加速器通过由设置在所述加速区域中的所述圆管型铁轨之间的一第一磁铁向安装在该车辆上的一第二磁铁施加的推进力来加速车辆；

所述滑坡型加速器包括：形成在所述另一站点附近上坡处的一附加铁轨；以及一升降机，该升降机用于在所述附加铁轨上提升所述车辆，所述升降机设置为当提升到所述附加铁轨上的车辆被释放时，所述车辆在重力的作用下加速。

2. 如权利要求1所述的运输系统，进一步包括：一重力检测器，用以检测施加在设置于车辆中的座椅上的重力方向；以及一座椅姿态控制器，用以依照所述重力检测器的输出控制所述座椅相对于车辆地板的姿态。

3. 如权利要求1所述的运输系统，其中该车辆具有以无障碍方式设计的地板。

4. 如权利要求1所述的运输系统，其中，所述车辆包括：供乘客使用的、具有活动靠背的座椅；以及自动调节机构，该自动调节机构具有在所有乘客从靠站的车上下来之后同时调整所有活动靠背的位置的能力。

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