CN101121408A - 无人驾驶有轨电轿车及系统设计方案的发明 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶有轨电轿车及系统设计方案。本发明有轨电轿车车行轨道采用无接缝轻轨铺设，防撞垂直导向路面封闭、层式车行轨道，铁路行驶；有轨电轿车采用无人驾驶行驶，寻找目的地由车内计算机系统通过寻址码、通过道路红外遥控信息来达到；设置有有轨电轿车监控中心，设置有停车、调车十分方便的自动化室内停车场和高楼层大容量现代化室内停车场、室内站台、候车室；可通过联网手机发短信的方法，预约出租型有轨电轿车或自家有轨电轿车在几点几分到XX站来接您；转向机构没有方向盘，转向由主、副转向轮通过导向路面完成；有轨电轿车设有公交型、出租型、家用型和网上送、接货型。

Description

无人驾驶有轨电轿车及系统设计方案的发明

技术领域

本发明涉及一种公路交通系统，尤其涉及一种高科技有轨电轿车及系统的公路交通系统。

背景技术

在高科技时代的今天，仍然在大力发展应用由19世纪末制造成功和发展起来的落后、原始、靠人驾驶的内燃发动机轿车，显然是人类的一个误区。因为：一、内燃发动机轿车行驶需要人驾驶，由于人驾驶汽车有很多会造成车祸的因素，如：1、人的负性情绪开车(负性情绪一般是指焦虑、愤怒、恐惧、沮丧、悲伤、不满、郁郁、紧张等有损于健康和安全操作的情绪)；2、开疲劳车；3、开英雄车；4、酒后驾车；5驾驶不熟练，安全意识谈薄，思想麻痹开车等均能造成车祸，发生交通事故。

二、尾气污染。由于汽车业的大量发展，汽车尾气污染给现代生活带来很大的危害，尾气污染的治理已成为我国环保的头等大事。

三、占用土地面积大。目前由于公路建设和高等级公路建设均采用地面道路进行，没有向空中发展，没有采用先进的层式车行道，停车场建设也不是采用调车十分方便的高楼层、大容量现代化自动停车场。因此，大力发展内燃机轿车将会由于修建公路，高等级公路、停车场失去大量的土地面积。这对我国人多可耕地面积小的国家来说，土地无疑是十分宝贵的。因此，采用牺牲大量的土地面积、拓宽地面道路来发展性能落后的内燃机轿车交通系统是不可取得，将会重复美国等发达国家在这方面犯下的错误。

四、行使速度慢，道路利用率低，容易堵车。由于内燃机轿车是靠人驾驶来行驶的，因此，必将由于人的驾驶技术、驾驶速度不一，人的行为不一，车辆性能不一，以及驾驶员边开车边寻找地址等影响行车速度，从而造成行驶速度不能一致，行驶速度缓慢而影响道路最佳利用率，在行车高峰时还容易造成堵车等。因此，发展性能落后，靠人驾驶的内燃机轿车为中心的交通系统，将会严重制约城市交通的发展。

五、容易受大自然干扰，驾驶员行车辛苦，车辆行驶易损、易脏。由于内燃机轿车和大型汽车一样是在同一地面道路上行驶，因此很容易受大自然干扰，在雨季时低洼的道路容易被大水淹没而影响通车，冬季时由于大雪铺盖了道路而使车辆不能通行，炎热的夏天驾驶员还须冒着倾斜的烈日辐射辛苦地驾驶车辆行驶。下雨天气，由于路滑，大雾天气由于视线差，驾驶员为了行车安全还须降速行驶而影响行车速度和道路利用率。风霜、雨雪，道路容易被风化，刮风天气路旁的尘土、污物等易吹入道路，使车辆行驶时灰尘飞扬。雨天行驶时，车身易被道路中的泥浆污染，而增加洗车工作量等等。

本发明目的的实现是要提供一种能克服内燃机轿车上述缺点，又能满足国民对交通十分便利的轿车需求的最好方法，发展无人驾驶有轨电轿车为中心的交通系统。因为在中国有规划地发展以性能优良的高科技无人驾驶有轨电轿车为中心的公路交通系统，必将推动我国科学技术和工农业生产飞跃发展，必将造福于人民，造福于子孙后代，成为全世界公路交通发展的楷模。

发明内容

一、有轨电轿车行驶不需要人驾驶。由于有轨电轿车的行驶是采用计算机控制。因此要到目的地去十分方便，只须把您所要到达的目的地地址编码，象按电话号码一样键入到有轨电轿车IC卡上，输入到有轨电轿车计算机系统便可。键盘设在有轨电轿车IC卡上，有轨电轿车IC卡和手机一样带有键盘和显示器，可进行文字和数字输入。如在有轨电轿车IC卡上输入地址编码，显示屏上就会用文字解码，显示出您所要到站的站名，如果您不记得地址编码，也可直接用文字来输入到站的站名，或者在显示屏上寻找站名，直接点击便可。如果您在候车厅想立即上车，您就可以在有轨电轿车IC卡上输入到XX站的信息，然后在候车厅刷卡机上刷卡，IC卡上很快就会显示出您想乘坐的有轨电轿车，是XX号车，在几号候车室乘坐，约几点几分到，若想乘坐请按确定键买票，若您按了确定键后，显示屏上就会用文字告诉您，您的车票已买，您乘坐的车是XX号车XX号座位，在XX候车室乘坐，约几点几分到，请等候上车，过时不候等信息。这时您便可在指定的候车室等候上车。执行指令的有轨电轿车很快就会按时到站来接您。车到站停稳后，XX号有轨电轿车上的IC卡刷卡器上就会显示出“请刷卡上车的”醒目文字，这时上车的乘客便可在刷卡器上刷卡，若卡上的信息和监控中心向有轨电轿车计算机系统输入的信息相同，有轨电轿车的车门便会自动打开，每刷卡一次放行一人，连续刷卡，连续放行，放行后车门将自动关闭。上车乘客可对号入坐。坐好后，有轨电轿车便会根据IC卡输入的信息，自动选择最佳车行道，以最快速度把每个乘客送到目的地，不需要人驾驶，全部采用自动驾驶完成。到达目的地后，到站号码的座椅振动器就会振动，来提醒您已经到站了，或者用优美的语言、电视显示方式告诉您XX站到了。

如果是长途有轨电轿车，途中还可通过按查询键查询到离目的地XX站还有多少距离，(只报告干线中市、区、县级目的地)还需要行驶多少时间？现在在什么地方？前方有什么旅游胜地等，她都可以用优美的语言、电视显示方式告诉您，出外旅游十分方便。同时也为出差办事的人员带来极大的方便，如：您用自家有轨电轿车要到XX地方，XX陌生的单位去联系工作，只要把这个单位停车场的地址编码输入到有轨电轿车计算机系统，就可以不需要询问道路、询问单位地址、请专职驾驶员驾驶，便能以最快的速度自动到达目的地，办起事来十分方便。

这一方案如果一旦实施，那么今后上班、购物、上医院看病、接送小孩上保育院等就十分方便。甚至不要在露天走一步路便可办到。因为有轨电轿车行驶十分清洁，并且又无易燃易爆危险，又无有害气体排放，在人员众多的室内行驶符合环保和消防要求。因此，可直接行驶到工厂的车间、企事业单位的办公楼、购物中心的候车大厅、火车站候车室候车大厅、火车站售票处售票大厅、旅游宾馆的接待大厅、医院的门诊大厅或急诊室以及保育院入托孩子的接送大厅等等，都可以设站，或设置有轨电轿车上下车处供乘车人员进出。

二、有轨电轿车IC卡和手机、小灵通网站联网。有轨电轿车IC卡也可和手机、小灵通等网站联网，利用携带方便的手机或小灵通来替代有轨电轿车IC卡。联网的优点是不但可以替代有轨电轿车IC卡，而且还可通过手机发短信的方法，预约有轨电轿车或自家有轨电轿车在几点几分到XX站来接您。例如：您在外面办事，要自家有轨电轿车在几点几分到XX站来接您，您可通过手机发短信的方法将预约信息发出，有轨电轿车网站自动调度台计算机系统收到信息后，很快就会自动调度，作出决定，如能按时到达，便会返回信息，如：XX号车可以在几点几分到达XX站来接您，请按时等候上车，过时不候等信息发回到手机显示屏上。时间到时，XX号无人驾驶的有轨电轿车就会在有轨电轿车监控中心自动调度台的调度下，从XX号停车场调出，朝红外遥控指令设定的站台方向自动开出，准时行驶到XX站来接您。因此，用车非常方便。

三、有轨电轿车车行轨道。有轨电轿车车行道采用铁路行驶，铁路采用15公斤/米左右的无接缝轻轨铺设。有轨电轿车车行轨道采用防撞垂直导向路面封闭、层式车行轨道结构，目的是充分利用地面的低层建筑物、人行道路、公路道路和高等级公路道路以上空间位置来扩大车流量，开发出不同速度、不同流向的多层式各种车行轨道。层式车行轨道还有一个重要作用就是便于车辆进行调度，如建造在十字路上的XX调度中心对速度不变的直行车和右转弯车不进行调度就可以通行外，对左转弯车和快要到站，不在到站车道上的车或在常速车行轨道上行驶距离较远须调度到快速车行轨道上行驶的车，都要通过在单辆或多辆车液压或电动缸升降机上进行上下和左右各种车道调度，XX调度中心计算机系统对驶进来的车辆调度，是根据接收来的由有轨电轿车发射的目的地地址编码和车号红外遥控信息来进行快速处理和调度的。并且行驶速度分配合理，如长途车在高速车行轨道上行驶、中途车在快速车行轨道上行驶，短途车在常速车行轨道上行驶。全线铁路不设道岔。那么不设道岔的铁路如何来分离直行和要转弯的有轨电轿车分道行驶呢？

解决的方法是：1、有轨电轿车的车轮和火车车轮不一样，火车的车轮有轮缘挡圈，行驶的方向由轨道和火车车轮的轮缘挡圈来决定。而有轨电轿车的车轮却象汽车车轮一样没有轮缘挡圈，因此行驶到分叉的轨道上面时，不会受到叉轨的影响，可以平滑地过度到分道轨道上去。

2、有轨电轿车行驶的方向是由防撞垂直导向路面和有轨电轿车上的转向轮来决定。转向轮通过缓冲器水平安装在前车轮左右两端的U形导向弯杆上，与车轮呈90度，水平滚动，前、后各一个。U形导向弯杆的中心部分，安装在有轨电轿车前车轮转向轴套机构的上、下端轴套上。安装在下端转向轴套上的弯杆仍然保留，仍然安装横拉杆作左右车轮之间的同步转向用。前车轮左右各一个，每个前车轮采用二个主转向轮和二个副转向轮。副转向轮为了便于向上伸出，外径小于主转向轮，并且同心安装在主转向轮的上面。

3、工作原理：当有轨电轿车直行时，左边的副转向轮向上伸出。当有轨电轿车接到转弯指令，要行驶到分道轨道上去时，有轨电轿车控制系统就会控制右边的副转向轮向上快速伸出，同时控制左边的副转向轮向下快速缩回。当行驶到分道轨道路段时，右边向上伸出的副转向轮就会发挥作用，就会自动进入到分道轨道的防撞垂直路面的外导向路面中去。并且在外导向路面的引导下，将有轨电轿车轻松地脱离直行轨道，转入弯道，行驶到分道轨道路段去。直行的有轨电轿车由于左边的副转向轮仍然向上伸出，没有改变，因此当行驶到分道轨道路段时，左边向上伸出的副转向轮就会发挥作用，就会自动进入到分道轨道的防撞垂直路面的外导向路面中去，在外导向路面的阻挡下，不会进入到分道轨道。从而轻松地驶过分道口，仍然继续直行。

4、副转向轮的作用。副转向轮是在进入分道口时才发挥作用，因此，只有在分道口上才在防撞垂直导向路面上，设有二头为喇叭口便于副转向轮进入的外导向路面。直行的防撞垂直导向路面的的车行轨道，不设外导向路面，直接由防撞垂直导向路面和主转向轮来完成直行方向行驶。

5、采用这种方法控制有轨电轿车行驶就非常方便了，如直行时只要把有轨电轿车左边车轮的副转向轮向上伸出便可。要转弯行驶到分道路段去时，只要把有轨电轿车左边车轮的副转向轮快速缩回，右边车轮的副转向轮快速向上伸出便可，非常简单。而且转向阻力比火车小，因为有轨电轿车的转向，是由转向轮在导向路面上滚动来控制车轮转向的。而火车转向是靠车轮轮缘挡圈和钢轨摩擦来被迫转向的。因此转向阻力大，钢轨和车轮磨损也较大。

6、这种方法还可应用在旁通车道，如快要到站的有轨电轿车，要脱离直行轨道，行驶到旁通轨道的站台去停车，就变的非常简单了，只要把有轨电轿车左边车轮的副转向轮快速缩回，右边车轮的副转向轮快速向上伸出便可。停车完毕，开回到直行轨道，也非常方便，只须继续往前开，便能自动驶入到直行轨道。

四、有轨电轿车停车场。有轨电轿车停车场是采用由有轨电轿监控中心控制的楼层式自动化室内停车场和高楼层、大容量自动化室内停车场。因此，有轨电轿车停车场占地面积小，停车库位容量大、停取车自动化程度高。如在监控中心辖区内，最简单的停车方法只须把有轨电轿车停到任意选择的停车处，下车后，按一下有轨电轿车IC卡上的停车键，再键入需要停放时间。然后在停车处刷卡机上刷卡，您的IC卡显示屏上很快就会反应，很快就会显示出“您的XX号有轨电轿车停放XX时间已经接受”。这时您就可以走了，因为您的停车手续已经办完了，非常简单快捷。这时有轨电轿车停车场自动调度台计算机系统，很快就会根据您设置的停车信息进行自动调度，如停车时间短的，安排在就近的停车位停放。停车时间长的，安排在较远的停车位停放。然后发出红外遥控指令向您的有轨电轿车赋值，您的有轨电轿车接到红外指令后，很快就会根据指令，自动驾驶到停车场停车位正在等候的停车库小车上，接受停车。

有轨电轿车自动化室内停车场解决的技术方案是：1、有轨电轿车车身的长度、宽度、高度，铁路的轨距(轮距)、等外形尺寸必须统一。因为外形尺寸统一，有利于设计统一规格的有轨电轿车停车场，使任何地方的有轨电轿车，无论行驶到那个停车场均能停放和开出。因此，有轨电轿车外形尺寸必须实行统一标准。

2、有轨电轿车停车场的设计是从节约宝贵的室内停车场面积出发，采用占地面积最小，停放有轨电轿车数量最多，并且能够快速自动停放和自动开出的方法来进行设计的。如今后除了楼层式自动化室内停车场和高楼层、大容量自动化室内停车场外，建造宿舍楼、办公楼、商场、宾馆、医院等等的建筑物的二楼或二楼以上层次内，都可设站，建造室内有轨电轿车停车场。

3、有轨电轿车停车场设计在二楼或二楼以上层次内的优点是；(1)、能方便地和楼外的防撞垂直导向路面封闭有轨电轿车轨道相互连接。(2)、能和地面层道路上下隔离，互不干扰，因此，有轨电轿车可以在人员稠密的生活区和繁华的市区内快速停放和开出。(3)、有轨电轿车停车场离地面高，因此，停放的有轨电轿车电气部分不容易受潮，还可避免一般的洪涝灾害影响。

4、有轨电轿车停车场自动停车库的设计方案是：(1)、在普通的自动化室内停车场内，有轨电轿车采用纵向二路正、反向直行轨道进出，每路直行轨道的二侧为有轨电轿车停车车库，面对面的车库为一组。为了降低停车库小车高度，停车库小车没有车轮，而是采用直线式滚筒来替代，直线式滚筒组安装在停车库小车的车架下面左右各一条。右边停车库小车车架长度和有轨电轿车防撞垂直路面宽度相等，左边停车库小车车架长度和有轨电轿车车身宽度相等。因为右边停车库小车上面铺设有和有轨电轿车车行道相同宽度的防撞垂直路面的外导向路面，靠外边的防撞垂直路面上的外导向路面，设计在外侧，当右边停车库小车停入停车库后，设计在外侧的外导向路面便可发挥作用，供直行的有轨电轿车导向用。左边停车库小车不设防撞垂直路面，但是停在停车库小车上的有轨电轿车，在进入停车库前，必须将右边的副转向轮快速缩回，脱离了防撞垂直路面后才能进入停车库。送出停车库时，必须在停车库小车停稳，有轨电轿车开出前，将右边的副转向轮快速向上伸出后，有轨电轿车才能开出。

(2)、左、右二个停车库(停车库实际上是停车位，因为不设隔墙)的停车库小车行走道轨，采用直线式滚筒轨道来替代，并且相互连通。停车库小车车架上面铺设有高度和直行轨道高度相同的平台，平台的宽度为200毫米，二平台的中心距和有轨电轿车车轮轴距相同，平台的主要作用是用来停放有轨电轿车。

(3)、在有轨电轿车行驶的中间直行轨道上，以二平台的边距为标准，在小车平台行走的位置将钢轨切断，切断的缺口为200毫米，前后左右各四段。然后在切断的位置用返回式的活动钢轨来填补。活动式钢轨一头用轴肖固定，再加返回弹簧，设计成能自动返回的活动式结构的钢轨。

(4)、工作原理：当停车库小车开出时，停车库小车平台弧形头部，将活动式钢轨推开，空出位置，让停车库小车车架平台通过，然后在接送位置停下。由于停车库小车平台的高度、宽度和直行轨道相同，因此，填补了钢轨的缺口。这时可以进行有轨电轿车接、送、停放工作。

(5)、停车库小车作用1是把直行轨道上要停放的有轨电轿车接进停车库小车的平台上面，然后返回到停车库，完成有轨电轿车的停放。作用2是把停放在停车库小车上的有轨电轿车从停车库内送出。送出停止后，停放在停车库小车上的有轨电轿车就可接受停车场自动调度台发出的红外遥控指令，从停车库小车平台上自动开出，通过直行轨道自动开到由红外遥控指令指定的站台去。

(6)、停车库小车的接进和送出，可采用定位准确的液压缸或电动缸通过加速杆传动来完成。采用上述方法优点是有轨电轿车停放和调出简单，自动化程度高，容易控制，占地面积小，车辆停放整齐。

五、有轨电轿车自动控制系统的设计方案。目前城市交通拥挤，车辆堵塞成为制约经济和社会运行的突出因素。造成原因主要是城市中行驶的车辆速度不一、输出功率不一、车辆性能不一、驾驶员技术不一和边开车边寻找地址等等原因所造成。针对这些情况本发明解决的技术方案是：1、有轨电轿车采用无人驾驶完成；行驶速度的快慢采用由道路设定自动变速完成；寻找目的地采用有轨电轿车自动寻址完成，上述控制均由车内计算机控制系统完成。系统信息来源，由有轨电轿监控中心通过手机网络发来的GPRS信息和有轨电轿车红外遥控传感器提供。红外遥控传感器接受的红外遥控指令有：通行指令、停止指令、转弯指令、点动制动和紧急制动指令、变速器换档指令、停车场地址指令、干线中各市、区、县的监控中心地址编码。内干线中各停车场地址指令等。有轨电轿车车用编码采用16位。前3位为操作码，后13位为数据码。由于213＝8192，因此这种编码可选择8192个地址。若以市、区、县为单位设置干线有轨电轿车监控中心，最多可设置8192个。在辖区内即在内干线中设置停车场，最多可设置8192个，完全可满足有轨电轿车普及时，最大城市中有轨电轿车停车场的拥有量。

2、寻址编码的应用：例如有轨电轿车要行驶到XX市的XX停车场，赋值时必须给车内计算机系统赋二个地址编码，一个是赋干线XX市监控中心地址编码，另一个是赋目的地内干线XX停车场地址编码。根据计算机堆栈先进后出，后进先出的工作原理，目的地XX停车场地址编码应先赋，XX市监控中心地址编码应后赋，并且操作码为000，表示长途。操作码为111，表示本地。若在本地监控中心辖区内寻址，只须赋目的地XX停车场一个地址编码便可。当有轨电轿车在干线上找到了第一个000XX地址码，车内计算机系统堆栈就会弹出第二个111XX地址码，目的地停车场地址编码。同时发出转弯指令，控制有轨电轿车右边的副转向轮向上快速伸出，同时控制左边的副转向轮向下快速缩回。有轨电轿车就会在右侧防撞垂直路面的外导向路面的引导下驶入到内干线中，寻找第二个地址编码目的地停车场，途中在分道口前还设有不停地连续发送的路标引导码红外指令的发射器，路标引导码实际上就是分别发射分道内首尾二个地址编码，如果有轨电轿车寻找的地址编码在首尾二个地址编码范围内，就会控制车辆转弯，驶入分道方向内继续寻找，如果不在范围内则继续直行，直到寻找到设定的目的地停车场为止。

六、有轨电轿车红外遥控系统的设计方案。由于红外遥控器体积小，功耗低、价格便宜、发射的红外线指向性强，能通过充满悬浮粒子的物质，有较强的穿透能力，对遥控信号反应速度快，工作稳定，可靠，易于产生和调制，发射的信号不易扩散抗干扰能力强等优点。因此，很适宜在有轨电轿车中应用，作空间传递遥控信息。。

1、有轨电轿车红外发射器，由于红外遥控信号传递的强弱与空间传输的距离成反比，过大的红外遥控信号输入是因为接收器与红外遥控发射器太近，过小的输入是因为距离远，其结果会导致波形整形后脉冲宽度随输入幅度大小而变化。当幅度不足达到波形整形电平时就没有输出，造成出现误码，特别是有轨电轿车在高速行驶时，接收器与红外遥控发射器距离变化很大，相应输入幅度强弱变化也很大，很容易造成误码。为解决这个问题本方案发明采用的方法是：(1)、数据码后面增加反转码，当外来干扰或丢失信号码时，使数据码与反转码不对应，从而来判断数据码是否正确。(2)、加大红外发射强度，控制红外发射器距离，防止信号扩散、提高红外发射信号输出均匀性，使红外遥控信号幅度不受空间距离衰减影响，从而提高信噪比。解决的方法是采用多个红外发射管并联的方法来解决，为防止信号扩散、提高红外发射信号输出均匀性，红外发射管安装在锥形条状喇叭口的锥尖部位内，红外发射信号从条状喇叭口输出，朝向对准有轨电轿车红外信号接收器。条状喇叭口红外发射信号输出器，可进行并联安装来增加红外发射信号输出距离，但接口部分为了防止信号中断，因此，必须开缺口来汇合红外发射信号。

2、有轨电轿车红外遥控系统使用的时间为88.8ms。是由引导码和数据码组成。引导码用来表示一组脉冲码开始，数据码用来控制规定的功能.。引导码为一个宽脉冲，后续一段空隙。数据码为32位，前16位是数据码，后16位是数据码的反码。数据码经脉位调制后，只改变每个脉冲位置。二进制数字信号“0”、“1”的脉冲间隔分别为0.8ms，1.6ms，而每一位脉冲宽度仍不变，均为0.4ms，由于采用了反码，因此，每组数据内所含的“0”、“1”数据是相等的，每一位所占的时间也相同，这样不仅发送速度与二进制信息内容无关，而且在接收端由计算机进行处理时所需时间也一样，因而编制程序比较容易。一组数据码所需时间38.4ms加上12ms宽的引导码，再加上数据码之后与邻组遥控码之间的38.4ms的间隔，一组遥控码共占用时间88.8ms。这样有轨电轿车以每小时120公里最高速度行驶，即每毫秒行驶距离为0.033米，那么88.8ms时间行驶的距离为2.96米。因此，在高速路段采用连续发射的红外遥控信号一般有6米长的覆盖面，便可检出遥控信号中的错误数据，获得一组完整的红外遥控信息。

3、有轨电轿车红外遥控信号载波频率采用50khz，目的是为了防止有轨电轿车车内发射的车号、地址编码等红外遥控器发射38khz左右的红外遥控信号载波频率的干扰。这个频率小于红外发光二极管特征频率60khz，因此，可以采用。晶振频率是载波频率的12倍，其值为600khz，载波周期为20ns，同步频率是晶振频率的1/240，其值为2.5khz，同步周期为0.4ms。红外发射器外部结构非常简单体积很小，每个红外发射器除交通信号可变外，只发射一种代码，负责一种功能。红外发射采用频率为50khz的已调波去激励红外发射二极管，产生波长为940微米的红外遥控信号。

有轨电轿车红外遥控接收器。由于有轨电轿车红外遥控接收器和现有的红外遥控接收器技术差不多，因此，由于篇幅关系这里不再叙述。

七、有轨电轿车动力设计方案。机动车辆动力设计无论是汽车还是电车起步性能越好，那么重负荷机动车辆从起步行驶到额定转速所用的时间就越短，而且一般不需要换档。因此，有些高级汽车为了达到较高的加速度指标不得不采用大功率发动机来配套。

本方案发明有轨电轿车为了达到高性能车指标，对动力设计方案要求较高，它即要满足重负荷快速起步和高加速度指标要求，同时还要满足有轨电轿车在变速比相同的情况下，无论负荷是轻还是重，行驶的速度均要达到一致，不允许有快慢现象，否则将会造成后面车辆驾驶困难。

本方案发明解决的方案是1、驱动的动力采用三相交流绕线转子异步起动，同步运行的隐极同步电动机来解决。这种新型电动机外形结构和绕线式转子异步电动机基本相同，不同的是在转子绕组下面嵌有二对磁极的励磁绕组作同步电动机运行用。也可采用三相交流绕线转子异步电动机转子电路串联常接电阻来替代。

2、有轨电轿车为了达到高加速度指标要求，本发明解决的方案是在电动机定子电路串联重载快速软启动运行器来解决。重载快速软启动运行器的作用非常大，用汽车来比喻举例：它能使一辆起动性能很差、加速度很慢，靠踩油门逐档加速才能行驶到额定转速的老式解放牌汽车，变成马力强劲、加速度高、不需要换档、能在很短时间内行驶到额定转速的高档奔驰牌汽车。

重载快速软起动运行器是中国人自己发明的专利，它已在重级抓斗吊、起重吊快速软起动运行器领域，经过磨难已试制成功，现已形成系列产品。

3、有轨电轿车输电线路采用三相低压660伏或1000伏交流电，中相V相接地，接钢轨。其中二相U相和W相，采用中间带弧度的槽形钢铝复合导线，通过支架安装在层式车行道的屋面上。

4、在分道口线路上，二车道分离的方法是在右边W相槽形钢铝复合导线的外侧，再加一路右U相槽形钢铝复合导线，来替代左边一相槽形钢铝复合导线的U相电源。然后在U相集电拖的轴上，通过花键轴再增加一路可伸进伸出活动的右U相集电拖。右U相集电拖，安装在W相集电拖的外侧，采用这种方法优点是控制简单，分离方便。

5、工作原理：当要进入分道路段的有轨电轿车，只要把右U相的集电拖，通过花键轴伸出便可，采用这种方法当有轨电轿车快要行驶到转弯处时，二头都带有坡形的右U相槽形钢铝复合滑线就会出现。这时通过花键轴伸出的右U相集电拖，很快就会接触到右U相槽形钢铝复合滑线的滑坡通电，来替代左U相槽形钢铝复合滑线电源。随着右U相槽形钢铝复合滑线的坡度向下不断升高，滑坡上的右U相集电拖也随着不断降低，同轴上的左U相集电拖也随着不断降低，直到脱离电源，低于槽形钢铝复合滑线后，有轨电轿车才开始行驶到分道路段上去。当进入分道路段的直行路线时，右边一路的右U相槽形钢铝复合导线就要逐渐消失，左U相集电拖，也随着右U相槽形钢铝复合滑线坡度不断降低，而不断升高，直到逐渐接触左U相槽形钢铝复合滑线，通电进入工作后。右U相集电拖才随着退出工作，从而达到U相电源无电弧自动转换工作。

6、有轨电轿车槽形钢铝复合滑线集电拖。有轨电轿车槽形钢铝复合滑线集电拖设计在有轨电轿车车头的车顶上，集电拖支架设计成近似等腰三角形平台，在平台的顶角部位，安装双轴承作三角形平台左右摆动支点，双轴承的主轴支座安装在靠近车头的车顶上。集电拖支架平台后面的长方形平台上设计有二个轴承座，W相集电拖活动式双滚动轴承座安装在左U相轴套上。左U相集电拖安装在电动丝杆组件外壳上，电动丝杆的电动装置位置近似电动螺丝刀一样，但安装的不是螺丝刀而是带有螺纹的丝杆。螺母是一根花键轴，右U相集电拖安装在花键轴上。左U相集电拖安装在转轴外部的左边，左、右U相集电拖同步上下转动。采用这种方法当有轨电轿车要行驶到分道路段去，只需开动电动丝杆，花键轴就会向外伸出，安装在花键轴上的右U相集电拖，就会快速伸出到右U相槽形钢铝复合滑线的位置，限位开关断开，电动丝杆断电停止，控制起来非常简单。并且集电拖杆很短，只须考虑车辆上下摆动的最大幅度便可。因此，集电拖向上的弹力可采用结构简单的圆柱螺旋扭转弹簧来解决。

八、行驶速度快、道路利用率高。由于有轨电轿车行驶是由车内计算机系统根据目的地路途远近自动选择在最佳车行道上行驶，并且行驶速度受层式车行道红外遥控速度指令控制，在同一车行道上行驶无论是在高速车行道、快速车行道还是常速车行道行驶，行驶的速度都和层式车行道红外遥控速度指令设定的速度一致。因此，有轨电轿车行驶速度快，到达目的地时间短、道路利用率高。

九、有轨电轿车行驶采用高安全措施方案设计。1、有轨电轿车行驶，采用防撞垂直导向路面封闭，单行道行驶。

2、有轨电轿车在行驶前，必须将安装在车头大梁上的液压碰撞缓冲器头部带有软性垫的液压碰撞缓冲杆伸出后，才能行驶。因为有轨电轿车一旦追尾碰撞时，碰撞缓冲器就要发挥作用，安装在碰撞缓冲器的头部的软性垫，首先碰撞在被碰撞的前车后大梁上设置的防撞钢板上，然后在碰撞压力的作用下，推开液压缓冲器的压力安全阀门，液压缓冲器自动投入工作，把液压油挤出，将追尾碰撞的冲击力吸收掉。碰撞缓冲器的作用，是在车轮制动器制动失效和紧急制动轮推出，在防撞垂直导向路面上挤压产生磨擦阻力紧急制动失效后，液压碰撞缓冲器才发挥作用(紧急制动轮安装在后桥上的车身保护固定挡轮的前面，略小于固定挡轮伸出的位置)。液压碰撞缓冲器在停车场停车时缩回。目的是缩小车身长度。

3、紧急逃逸装置。一旦有轨电轿车发生意外，如发生火灾等，紧急逃逸装置就可启动，这时有轨电轿车就会紧急制动停车。停车后，车门就会自动打开(也可手动打开)，车内的人员就可逃逸到防撞垂直导向路面上面的人行道，进行疏散。人行道设计宽度为600毫米，外侧面安装有扶手栏杆，和下面的防撞垂直导向路面呈T形状态。。

十、关于自动变速器的设计除了在上坡档设置有防倒退棘轮外、自动测距设计等，因为采用的是现有技术，因此，不再叙述。

十一、有轨电轿车车内设计。有轨电轿车分公交型、出租型、家用型、网上送、接货型货车四种类型。公交型车内座位设计，采用面对面三人座，共二对四排，十二人乘坐，为了方便进出，面对面二排设一个自动推拉门，共设二个门，不设纵向走道，全程对号入坐。为了方便了解到站等信息，在车厢的前后面各安装一台15″或22～26″平板电视，前面的平板电视供2排、4排乘坐人员观看，后面的平板电视供1排、3排乘坐人员观看。并且每一个座位下面都安装了一个振动器，到站时，到站号码的座椅振动器就会振动，来提醒您已经到站了(也可以把它关闭不用)。

家用型车内设计由于有家用、商务、豪华等等车内的设计方案非常多，由于篇幅关系不再举例说明。

网上送、接货型货车车内设计方案也非常多，一旦普及物流仓储、商场、饭庄、以及养殖中心……等等各种各样的网上自动送货车车内设计方案也将层出不穷。

有轨电轿车优点是：1、有轨电轿车车行道由于采用的是无接头钢轨铺设的铁路，因此行驶平稳。

2、由于车轮是钢铁制成，不需要给轮胎补气，不会出现轮胎漏气等故障，因此，非常适合自动化控制，而且简单、可靠、省力。

3、有轨电轿车车行道由于采用的是层式车行道行驶，因此，不同耧层之间行驶的有轨电轿车的调度，均采用由专用的有轨电轿车自动升降机控制完成。因此，有轨电轿车的行驶水平道路多，行驶的阻力比较小，再则有重载快速软启动运行器作快速起步和高加速度的提高作用，因此，有轨电轿车配置的动力功率比较小，节能，还可避免大马拉小车现象。

4、有轨电轿车行驶安全。由于有轨电轿车行驶是在和行人、及其他车辆彻底隔离的防撞垂直导向路面封闭的单行道上行驶，行驶时还伸出有经过追尾碰撞试验合格的特制的防撞装置，碰撞缓冲器头部带有软性垫的液压碰撞缓冲器。因此，在高速行驶时即使控制系统失灵，追尾相撞也不会造成车祸，行驶十分安全。

5、有轨电轿车行驶不需要人驾驶，因此，有驾驶人员不良因素造成的车祸就可以避免，由车祸引起的人员伤亡和经济损失就可以将到最低。因此开发应用高科技有轨电轿车由汽车车祸引起的人员伤亡和经济损失的节约将是非常大的。

6、不排放有害气体，环境保护好。由于有轨电轿车行驶的动能是采用三相交流电源，因此，不排放有害气体，环境保护好，而且供电容量大、线路简单，电源来源广泛，可采用核电、水电、火电(如果圆心力偏移引力功率放大器开发成功，那么今后电能将是一种没有污染，取之不尽，用之不竭的最廉价的电能，从而彻底解决有轨电轿车用电问题)。

7、抗大自然干扰好，在雨季时不容易被大水淹没而影响通车，在冬季时大雪铺盖了道路而车辆在层式车行道内行驶不受影响，照常行驶。炎热的夏天驾驶员还须冒着倾斜的烈日辐射辛苦地驾驶车辆行驶；下雨天气，由于路滑，大雾天气由于视线差，驾驶员驾驶车辆容易发生车祸等等现象，将一去不复返了。

附图说明：

1、说明书附图图1名称为有轨电轿车系统流程图。

2、说明书附图图2名称为有轨电轿车工作流程图。

3、说明书附图图3名称为有轨电轿车车行道铁路示意图。图中Z1表示主干线高速车行道，行驶速度每小时为120公里；Z2表示主干线快速车行道，行驶速度每小时为100公里；Z3表示主干线常速车行道，行驶速度每小时为60公里。N2表示内干线快速车行道，行驶速度每小时为80公里；N3表示内干线常速车行道，行驶速度每小时为40公里。R1、R2、R3表示主干线高速、快速、常速旁通输入车道。F1表示防撞垂直导向路面。J1表示主干线有轨电轿车监控中心(简称有轨电轿车监控中心)，地址编码为000XX地址码。有轨电轿车监控中心是一个城市的标志性建筑，她负责区内外有轨电轿车的监控和调度，管辖区内的停车场(站)地址编码111XX地址码，均由有轨电轿车监控中心设定。有轨电轿车监控中心设有高楼层、大容量现代化停车场；设有多层式宽敞的候车大厅，供上下车人员进出；设有定位准确，调车十分快捷可左右移动的高速升降机，作楼层式停车场和层式车行道之间有轨电轿车的快速调度；左转弯的有轨电轿车的调度采用的方法是先从直行车道调出，进入左转弯方向的旁通缓存停车道等候调度，当接收到通行指令允许进入左转弯方向车道的有轨电轿车，就会自动驶入楼层式旁通车道，楼层式旁通车道由齿轮齿条或链条齿条组成的坡形车道，有轨电轿车的两驱动轮内侧各装有一只专门用来上坡用的，小于驱动轮直径的齿轮或链轮，来替代容易打滑车轮驱动有轨电轿车上坡。进入上层车道后，通过自动90°调头转盘将有轨电轿车调头，调向左转弯方向的旁通缓存停车道驶入直行车道，完成有轨电轿车左转弯行驶。有轨电轿车监控中心停车场内所有停放的车辆的发出，都必须先进入高速、快速或常速旁通缓存停车道，然后由各缓存停车道发出。停车场内停放的车辆什么时候调入旁通缓存停车道，均由有轨电轿车监控中心计算机系统根据停放车辆预置的时间信息，自动安排调度决定。进入有轨电轿车监控中心的外地有轨电轿车什么时候调入调入旁通缓存停车道，由有轨电轿车监控中心计算机系统根据外地有轨电轿车车内发射的车号、寻址编码等红外遥控信息来进行调度的。设置车号红外信号发射的作用是(1)、通过信息库可以查询是否欠费；(2)、可以查询行驶的途径；(3)、可以查询有轨电轿车停放的停车场信息等。有轨电轿车监控中心在辖区内还可利用常速旁通输入输出车道，根据市民的生活习惯和需求有规划地、在合适的距离，建造带有有轨电轿车车站和停车场的居民小区、购物中心、现代化餐馆、宾馆、医院、学校、保育院、理发美发中心、新华书店、公园……等，从而市民可以轻松愉快地在大厅内乘车和候车，而且还可购物等，比现在公交车站候车享福多了。同时，还可招商，还可以通过增加楼层营业，增加客流量来提高商家营业额，还可冠名等，因此，商家入驻也非常合算。

4、说明书附图图4名称为有轨电轿车和防撞垂直导向路面铁路示意图。附图说明：头部安装有软性垫的液压碰撞缓冲器1)；车轮2)；防撞垂直导向路面3)；主转向轮5)；副转向轮6)；U形导向弯杆7)；车轮转向轴套机构8)；横拉杆9)；挡轮支架10)；车身保护挡轮11)；人行道26)；轻轨27)；有轨电轿车车身外壳32)。

5、说明书附图图5名称为有轨电轿车集电拖示意图。附图说明：集电拖平台12)；二个平行设置的滚动轴承13)；安装在车顶上的滚动轴承支座14)；滚动轴承座15)；电动丝杆外壳16)；左U相集电拖杆连接套管17)；W相集电拖杆连接套管18)；活动式双滚动轴承座19)；电动丝杆20)；花键套21)；伸缩式右U相集电拖活动杆22)；花键轴轴头23)；内螺丝24)；右U相集电拖杆连接套管25)。

6、说明书附图图6名称为有轨电轿车和停车车库示意图。附图说明：缩回的碰撞缓冲器1)；车轮2)；防撞垂直导向路面3)；外导向路面4)；主转向轮5)；副转向轮6)；前车轮转向轴套机构8)；横拉杆9)；车身保护挡轮11)；轻轨27)；小车导轨28)；滚动导轨小车29)；可转向的轻轨31)；有轨电轿车车身外壳32)；、防撞垂直导向路面固定到滚动导轨小车上的车架33)；中间高出轻轨高度的左右滚动导轨小车互相连接台34)。

7、说明书附图图7名称为有轨电轿车转向轮转向机构示意图。附图说明：车轮2)；防撞垂直导向路面3)；外导向路面4)；主转向轮5)；副转向轮6)；U形导向弯杆7))；前车轮转向轴套机构8)；人行道26)；轻轨27)；液压缸推杆35)；推动副转向轮上下的液压缸36)。

8、说明书附图图8名称为有轨电轿车停车库钢轨转向机构示意图。附图说明：轻轨27)；活动式轻轨替代轨31)；导向轮37)；、圆形转向平台38)。

9、说明书附图图9名称为有轨电轿车停车库滚动导轨小车示意图。附图说明：直线式滚筒导轨28)；直线式滚筒组车架29)；小车平台30)；滚筒39)。

10、说明书附图图10名称为有轨电轿车停车库小车槽形钢铝复合滑线示意图。附图说明：右停车库小车U、W相槽形钢铝复合滑线40)；、右停车库小车上带弹性复位，碰撞后可向后收缩的连接器41)；直行轨道的W相槽形钢铝复合滑线42)；可移动的直行轨道的U、W相槽形钢铝复合滑线43)；直行轨道的U相槽形钢铝复合滑线44)；、左停车库小车U、W相槽形钢铝复合滑线45)。

Claims (1)

1.一种无人驾驶有轨电轿车及系统，其特征在于：由以下部分构成：

无人驾驶有轨电轿车：追尾碰撞液压缓冲器1)其特征液压缸内有液压缓冲区和碰撞伸缩杆、带软垫的碰撞头、过压动作的安全伐，进、回油管和液压油组成，安装在车头大梁上；车轮2)其特征它没有轮缘挡圈，是由钢铁制成的平面圆形车轮，在两驱动轮的内侧各装有一只专门用来上坡用的，小于驱动轮直径的齿轮或链轮；转向机构：其特征它没有方向盘，行驶的方向是由防撞垂直导向路面3)及外导向路面4)和有轨电轿车上的主转向轮5)和副转向轮6)来决定，转向轮通过缓冲器水平安装在前车轮左右两端的U形导向弯杆7)上，与车轮呈90度，水平滚动，前、后各一个，U形导向弯杆7)的中心部分，安装在有轨电轿车前车轮转向轴套机构8)的上、下端轴套上，安装在下端转向轴套上的弯杆仍然保留，仍然安装横拉杆9)作左右车轮之间的同步转向用，每个前车轮采用二个主转向轮5)和二个副转向轮6)，副转向轮6)为了便于向上伸出，外径小于主转向轮5)，并且同心安装在主转向轮的上面；后车身保护：其特征是在后轮支架10)上设置车身保护挡轮11)；有轨电轿车集电拖系统：其特征由集电拖平台12)通过二个平行设置的滚动轴承13)，安装在车顶滚动轴承支座14)上，二个平行安装在集电拖平台上的滚动轴承座15)用来安装电动丝杆组件外壳16)，左U相集电拖连接套管17)固定在电动丝杆组件外壳16)上，W相集电拖连接套管18)通过活动式双滚动轴承座19)也安装在电动丝杆组件的外壳16)上，电动丝杆组件由电动丝杆20)、花键套21)组成，并与右U相集电拖伸缩导杆22)上的花键轴头23)和内螺丝24)组成动态可伸缩的右U相集电拖连接套管25)，U、W相集电头通过绝缘棒分别安装在集电拖连接套管内；有轨电轿车电源：其特征是采用低压三相三线制交流电源，U、W相通过集电拖接入，V相由于是接地接轻轨，因此通过车轮接入；有轨电轿车动力：其特征是采用三相绕线转子异步起动隐极同步电动机或三相绕线转子异步电动机作驱动动力，重载快速软起动运行器作降压提高起动功率因数和运行功率因数控制；有轨电轿车自动控制系统：其特征是车上配置有车内计算机系统及连接的红外接收器和车号红外发射器，雷达测距装置，GPRS接收和发射器，IC卡刷卡器；有轨电轿车自动变速器：其特征是上坡档设置有防倒退棘轮；

有轨电轿车车行道：其特征是采用防撞垂直导向路面3)封闭，轻轨车行道行驶，转弯处设置有外导向路面4)的轻轨车行道，防撞垂直导向路面的上面设置有人行走道26)，人行走道外侧设置有扶栏；楼层式旁通车道：其特征是由齿轮齿条或链条齿条组成的坡形车道，左转弯的坡形车道上面，设置有有轨电轿车自动90°调头转盘；主干线车行道设置有高速车行道Z1)、快速车行道Z2)、常速车行道Z3)、高速旁通车行道R1)、快速旁通车行道R2)、常速旁通车行道R3)、在有轨电轿车监控中心辖区内设置有快速车行道N2)、常速车行道N3)，常速车行道N3)设置有进、出站旁通车行道和进、出停车场旁通车行道，每个车行道入口处的前方，都设置有车内计算机系统能识别的，始终不断发射的速度信息和地址编码信息的红外发射器；在途中每个分道口前还设有不停地连续发射的路标引导码红外发射器；有轨电轿车铁路采用轻轨27)作车行道，铁路不设置道岔；

有轨电轿车停车场：其特征是有轨电轿车采用纵向二路正、反向直行轨道进出，每路直行轨道的二侧为有轨电轿车停车库，面对面的停车库为一组，由滚筒轨道28)相互连接，并配有停车库小车，停车库小车的车架由左右各一条直线式滚筒组车架29)组成，滚筒组车架的平面高度和直行轨道的轻轨高度相同，形成为平台30)，用来停放有轨电轿车，二平台的中心距和有轨电轿车车轮的轴距相同，直行轨道开有和直线式滚筒组车架29)宽度相同的缺口，并用能自动复位，长度和缺口相同的轻轨31)来自动填补，有轨电轿车停车场设置由停车场自动调度台向停车库小车上的有轨电轿车发射红外遥控信息的红外发射器；高楼层、大容量现代化停车场设有多层式宽敞的候车大厅和停车场，设有定位准确，调车十分快捷的高速升降机，作楼层式停车场和层式车行道之间有轨电轿车的快速接送；设置有即将发车的高速、快速、常速旁通缓存停车道；左转弯方向设置有楼层式旁通车道，楼层式旁通车道由齿轮齿条或链条齿条组成的坡形车道，坡形车道上面的上层车道设置有有轨电轿车自动90°调头转盘；有轨电轿车的两驱动轮内侧各装有一只专门用来上坡用的，小于驱动轮直径的齿轮或链轮；

有轨电轿车控制系统：其特征是每个市、区、县设置有有轨电轿车监控中心，监控中心设置有计算机控制的自动调度台，自动调度台通过GPRS网络系统和手机网络系统联网，网络系统将调度结果反馈给有轨电轿车联网手机，或向有轨电轿车停车场自动调度台、向有轨电轿车计算机系统赋值，传递指令，红外遥控指令有：通行指令、停止指令、转弯指令、点动制动和紧急制动指令、变速器换档指令、停车场地址指令、干线中各市、区、县的监控中心地址编码，内干线中各停车场地址编码，地址编码采用16位，前3位为操作码，后13位为数据码；

有轨电轿车IC卡：其特征是带有键盘及显示器，可进行文字和数字输入并存储，可支付费用，通过刷卡可作上车凭证；

有轨电轿车车门：其特征在有轨电轿车车门旁设置有IC卡刷卡器，用来控制车门的开启，车门采用自动推拉门结构。

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