CN102756735A - 城市空中行人助力轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

城市空中行人助力轨道交通系统涉及一种城市轨道交通系统，特别是一种低碳环保，工程造价低廉，结构简单易操作的城市轨道交通系统。为了解决城市轨道交通高造价高能耗，结构复杂等问题，本发明采用的技术方案如下：本发明由主体框架系统，轨道系统，配电系统和行人助力轨道车组成。主体框架系统由主体框架、换线平台和乘降平台组成，主体框架为轨道系统和配电系统提供支撑，换线平台用于乘客改换不同线路，乘降平台用于乘客乘降及轨道车存放。轨道系统用于运行轨道车。配电系统为轨道车提供动力。轨道车用于载客。城市空中行人助力轨道交通系统主要用于大中型城市主要交通干线的辅助交通，减小干线交通压力。单人单乘低碳环保。

Description

城市空中行人助力轨道交通系统

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通系统，特别是一种低碳环保，工工程造价低廉，结构简单易操作的城市轨道交通系统。

背景技术

目前，城市交通问题是困扰城市发展的突出问题。随着车辆的不断增加和城市化进程的加快，城市交通拥堵成为“城市病”之首。地铁和轻轨造价昂贵，每公里造价达五到八亿元，甚至达到十亿元，即将引进的德国H-Bahn空中列车每公里造价也达到1.5亿元。汽车交通受到道路制约，交通拥堵，停车占地面积大，停车紧张和高能耗高污染等问题。以上交通方式均存在高峰拥堵低峰空载现象，造成能源浪费。城市交通多元化，合理利用城市空间是增强城市交通能力的良好方式。

本发明提供了一种城市空中行人助力轨道交通系统。为人们提供一种简捷低碳的出行方式。

发明内容

为了解决现有交通系统存在的高造价高能耗高污染等问题，本发明提供了一种工程造价低廉，低碳环保，结构简单易操作的城市空中行人助力轨道交通系统。本系统采取的技术方案如下：

本发明的城市空中行人助力轨道交通系统由主体框架系统，轨道系统，行人助力轨道车(以下简称轨道车)和配电系统组成。

1.主体框架系统由主体框架、换线平台和乘降平台组成。主体框架如图1：在城市交通干线两侧或人行道旁按照一定间距打桩或钻孔筑混凝土下预埋件，在预埋件上立槽钢支撑柱1，在支撑柱1之间用槽钢顺梁2联接使之成为整体；在支撑柱1上分别联接出安全护板横梁3和承重主梁4；在安全护板横梁3上安装安全护板5；安全护板5的作用为防止乘员在空中感到眩晕，提供空车道位置和对乘员起保护作用；在承重主梁4上安装轨道系统6和轨道车驱动电源线7；在承重主梁4上方安装防雨雪彩钢瓦8.

在城区干线主要的交叉路口设置换线平台，用于乘员改换不同方向路线；在人口密集的商业中心、车站、医院、工厂、学校、政府机关及小区内设置乘降平台，用于乘员乘降、轨道车存放及轨道车调配。

在换线平台和乘降平台上设置环形轨道车存放托架，环形轨道车存放托架为轻型封闭轨道悬挂输送机，临时不同的轨道车倒挂在托架上，输送轨道中的链条移动，将轨道车存放在托架上；用时将轨道车从托架上摘下，放在运行轨道上即可行驶。每个轨道车占地面积0.3-0.5m²。根据乘员流量合理设置轨道车存放托架，合理利用有效空间。

在安全护板内侧设置宽度为0.5m空车道，在此区间不设置轨道。此空车道用途为轨道车一旦发生故障，乘员可将轨道车从轨道上摘下，在空车道上将轨道车人工推倒下一站点，确保线路畅通。

2.轨道系统如图2：由特制槽钢1，行走齿条2和导向导轨3组成。槽钢1为行走齿条2和导向导轨3提供支撑，行走齿条2用于传递轨道车驱动齿轮输出的动力，使轨道车轮的圆周运动变为直线运动。采用齿轮齿条传递动力机械效率高。导向导轨3控制轨道车行进方向。行走齿条2和导向导轨3采用膨胀系数较小尼龙材料，减少因温度变化引起变形。

3.轨道车：图3为轨道车结构示意图，由直流电机驱动器1、驱动齿轮2、导向轮3、承重轴4、弹性电源引线5、悬臂轴承座6、悬臂7、悬挂座椅8、扶手9、行驶控制器10、刷卡计价器11和安全带12组成。

直流电机驱动器1由直流电机(额定电压36v，安全电压)和减速器组成，直流电机驱动器1安装在承重轴4上，左端与驱动齿轮2联接，为轨道车提供动力，采用齿轮齿条传递动力机械效率和传动精度高，便于实现自动控制；右端与导向轮3联接，导向轮3采用v形槽轮，扣在工字形导向导轨上，沿导向导轨滚动，控制轨道车行进方向；在直流电机驱动器1的上方安装弹性电源引线5，用于电力输入；采用直流电机便于实现轨道车的自动控制，使轨道车的行驶根据线路长度设定控制程序，实现轨道车自动启车平滑加速、匀速行驶和自动平滑减速停车，避免由于人工控制造成轨道车过快或过慢发生碰撞和拥堵，保证乘员的安全性和舒适性。

在承重轴4的两侧安装悬臂轴承座6，在悬臂轴承座6上接出悬臂7，在悬臂7下端安装可折叠悬挂座椅8，在悬臂中部安装扶手9，在扶手9上安装行驶控制器10和刷卡计价器11，在悬挂座椅8上安装安全带12.

悬挂座椅8分为夏季型和冬季型，夏季型为开放式，冬季型在夏季型基础上安装可折叠挡风护罩。

行驶控制器10用于控制轨道车的启动、行驶和停止，在控制器中安装智能芯片，芯片按线路长度设置控制程序，乘员或工作人员将站点之间的线路长度输入控制器后，按下启动按钮，轨道车便可自动行驶；在行驶控制器10中设有急停开关，用于在行驶中发现前方车辆出现故障挡在线路上时紧急停车。

刷卡计价器11按行驶控制器10输入的线路长度计价，行驶前输入行驶控制器10中线路长度，行驶控制器10将数据传递给刷卡计价器11，刷卡后刷卡计价器11开启行驶控制器10的启动按钮，轨道车方可行使。

4.配电系统：配电系统由直流电源和导线组成，直流电源可根据轨道线路长度和容量设置直流电源功率(一般10-30kw)，导线安装在轨道系统中间，通过轨道车上的弹性电源引线为轨道车供电。

城市空中行人助力轨道交通系统的操作方法：乘员由台阶走上乘降平台或换线平台，在平台上由工作人员发放轨道车(也可自己找到自己的轨道车)，将轨道车挂在导轨上，将弹性电源引线搭在轨道中间的电源线上，打开折叠悬挂座椅，乘员坐在座板上，系上安全带，在行驶控制器上输入线路长度，刷卡开通行驶控制器的启动按钮，按下启动按钮，轨道车自动行驶；到达终点，轨道车自动停止，将轨道车从轨道上摘下，交给工作人员统一存放。

有益效果

1.低碳环保。由于采用单人单乘的运行方式，可最大限度降低能源消耗，不存在空车空载现象，做到能源利用最大化；单车配备电机功率0.50-1.00kw，设计时速40-50km/h，百公里耗电仅为1.5-2.0kwh，能源的低消耗是其他交通方式不可比拟的；采用电力驱动不存在城市的

排放，可改善城市空气质量，是一种良好的低碳环保的交通方式。

2.工程造价低廉，结构简单，可操作性强。低投入即可改善城市交通状况，为人们出行提供一种简捷的出行方式。基础设施建设投资每公里造价200-300万元，与其他轨道交通相比投资成本低廉。采用打桩立柱建轨道、换线平台和乘降平台，具有不破坏地表，投资少，工期短速度快等优点。此轨道建在人行道上方，为人行道行人提供遮风挡雨的屏障，改善地面行人的生活条件。

3.开创新兴产业链条，为更多人提供就业机会。本发明投入使用将为城市空中行人助力轨道交通系统的每个环节的产品销售提供一个广阔市场，仅轨道车一项即可形成一个完整的产业链条，为成千上万人提供就业机会，社会效益显著。

4.提高工作效率。在轨道车配备合理的情况下，人员可即到即行，不需等待，无拥堵，节省出行时间，从而提高人们的工作效率。

附图说明

图1：主体框架结构示意图。图中1为槽钢支撑柱，是该系统承重主体；2为槽钢顺梁，其作用为将支撑柱联接为整体；3为安全护板横梁，为安全护板提供支撑；4为承重主梁，用于安装轨道系统，轨道车和电源线；5为安全护板，对乘员起保护作用；6为轨道系统，用于运行轨道车；7为电源线，为轨道车提供动力；8为彩钢瓦，用于防雨雪；9为轨道车，用于载客。

图2：轨道系统结构示意图。图中1为特制槽钢，专门用于铺设齿条轨道和导向轨道；2为驱动齿条，用于将轨道车驱动齿轮的圆周运动变为直线运动；3为导向导轨，用于控制轨道车的行进方向。

图3：轨道车结构示意图。图中1为直流电机驱动器，为轨道车提供动力；2驱动齿轮，传递驱动器输出的动力；3为导向轮，用于控制轨道车的行进方向；4为承重轴，用于安装直流电机驱动器、驱动齿轮和导向轮，同时安装悬臂；5为弹性电源引线，与轨道上的电源线接触，传递电源提供的动力；6为悬臂轴承座：在轴承座上安装悬臂；7为悬臂：为悬挂座椅、扶手提供支撑；8为悬臂挂座椅，用于载客；9为扶手：同于乘员把扶，并在其上安装行驶控制器和计价器；10为行驶控制器：智能控制轨道车行驶速度；11为刷卡计价器，用于计量运行中的货币消耗量；12为安全带：保证乘员安全。

具体实施方式如下：

1.建主体框架。附图1为主体框架结构示意图：在城市交通干线两侧或人行道旁按照间距6m打桩或钻直径30cm深2.5m(北方孔深过冻层)圆孔，在圆孔中浇筑钢筋混凝土，在钢筋混凝上安装30x30x2cm铁板(A3)预埋件并用水平尺操平；在预埋件上立槽钢支撑柱1，槽钢选用200mm即可，安装位置为宽面垂直于道路行进方向，垂直度找准后焊接在预埋件上，槽钢支撑柱1高度设计为6m(采用标准型材，材料来源方便)，在槽钢的窄面方向焊加强筋；用铆钉连接件将槽钢顺梁2安装在槽钢支撑柱1的中间位置(3m处)，槽钢顺梁2之间用联接槽板用铆钉连接；通过槽钢顺梁2使槽钢支撑柱1成为整体。在支撑柱1高度4m位置用螺丝连接件安装安全护板横梁3，安全护板横梁3选用100mm槽钢可满足承载要求，安全护板横梁长度暂定3m，可供铺设4条轨道；在安全护板横梁3上铺设安全护板5，安全护板5采用钢木结合复合材料，既可满足强度要求又可减轻自重；在支撑柱1高度5.5m位置用螺丝连接件安装承重主梁4，承重主梁4选用180mm槽钢可满足强度要求，在承重主梁4上用螺丝连接件安装轨道系统6，在槽钢轨道中间安装轨道车驱动电源线7；在承重主梁4上部安装彩钢瓦8，用于防雨雪。

2.建乘降平台和换线平台。在车站、商业中心、学校、政府机关、医院、工厂等人口密集场所建乘降平台。乘降平台高度与主体框架中的安全护板高度一致；乘降平台用钢筋混凝土做立柱，平台用钢筋混凝土整体浇筑成型；在乘降平台上设置双层环形轨道车存放托架(采用双层结构可减少占地空间，不影响轨道车取放)，环形轨道车存放托架为轻型封闭轨道悬挂输送机，在输送链条上按30-50cm间距设置吊钩，临时不用的轨道车倒挂在吊钩上，用时摘下即可。在城区的主要路口建立换线平台，换线平台的建造方法与乘降平台相同，换线平台需要有过街天桥，用于乘客改乘不同线路，换线平台存放轨道车的托架相对小些，可根据行人流量确定。

3.建轨道系统。附图2为轨道系统结构示意图：由特制槽钢1、行走齿条2和导向导轨3组成。由于轨道车重量较轻(5-8kg)，槽钢宽度为400mm，因此槽钢不需要很厚，为减轻重量降低成本在槽钢侧面加工出空槽。在左侧槽钢上用螺丝安装行走齿条2，行走齿条2用于传递轨道车驱动齿轮输出的动力，使轨道车驱动齿轮的圆周运动变为直线运动；采用齿轮齿条传动具有机械效率高传动精度准的优点，在一定坡度上不会出现滑动。在右侧槽钢上用螺丝安装导向导轨3，导向导轨3控制轨道车行进方向。行走齿条2和导向导轨3采用膨胀系数较小的尼龙材料，减少因温度变化引起变形。

4.安装配电系统：配电系统由直流电源、导线和附属吊架组成。直流电源由专业厂家生产，选用额定电压36v安全电压，根据线路长度和轨道车通过的容量选择直流电源的功率，一般配备10-30kw直流电源可以满足负荷需要。电源线采用方形导线，导线截面为8x8mm，因导线截面积足够采用铝芯导线即可满足导流需求；采用方形导线的优点为：便于安装，便于轨道车电源引线碳刷在电源线上滑动，碳刷与电源线接触面积大，导流效果好。在轨道系统中的槽钢上用螺丝按50cm间距安装绝缘电木横担，在横担上用M5螺丝将电源线固定在轨道系统的两个槽钢中间，电源线安装完毕。

5.制作轨道车。附图3为双悬臂轨道车结构示意图，由直流电机驱动器1、驱动齿轮2、导向轮3、承重轴4、弹性电源引线5、悬臂轴承座6、悬臂7、悬挂座椅8、扶手9、行驶控制器10、刷卡计价器11和安全带12组成。

直流电机驱动器1由直流电机(额定电压36v，安全电压)和减速器组成，直流电机驱动器1安装在承重轴4上，左端与驱动齿轮2联接，为轨道车提供动力，采用齿轮齿条传递动力机械效率和传动精度高，便于实现自动控制；右端与导向轮3联接，道导线轮3采用v型槽轮，扣在工字型导轨上，沿导轨滚动，控制轨道车行进方向；采用直流电机便于实现自动控制，使轨道车的行驶根据线路长度设定控制程序，实现轨道车自动启车平滑加速、匀速行驶和自动平滑减速停车，避免由于人工控制造成轨道车过快或过慢发生碰撞或拥堵，保证乘员安全性和舒适性。

在直流电机驱动器1上方(轨道车中间位置)安装弹性电源引线5，电源引线5经过承重轴4表面在悬臂7和扶手9内进入行驶控制器10，经行驶控制器10处理后直流电机控制线沿扶手9悬臂7内通过承重轴表面接入直流电机，控制直流电机运行。

在承重轴4的两侧靠近驱动齿轮2和导向轮3的位置安装悬臂轴承座6，在悬臂轴承座6上接出悬臂7，在悬臂7下端安装折叠座椅8，在折叠座椅8上安装安全带12；在悬臂7中部安装扶手9，在扶手9上安装行驶控制器10和刷卡计价器11.

行驶控制器10用于控制轨道车的启动、行驶和停止。在行驶控制器中安装智能芯片，按线路长度设置控制程序，乘员或工作人员将站点之间线路长度输入控制器中，按下启动按钮，轨道车便可自动行驶；在行驶控制器10中设置急停按钮，用于在行驶中发现前方车辆出现故障挡在线路上时紧急停车。

刷卡计价器11按行驶控制器10输入的线路长度计价，行驶前输入行驶控制器10中的线路长度，行驶控制器10将数据传递给刷卡计价器11，刷卡后将运行线路需要的金额扣出，刷卡计价器11开启行驶控制器10的启动按钮，轨道车方可行驶。

城市空中行人助力轨道交通系统的操作方法：乘员由台阶走上乘降平台或换线平台，在平台上由工作人员发放或在轨道车托架上找到自己的轨道车，将轨道车挂在导轨上，将弹性电源引线搭在轨道中间的方形电源线上，打开折叠座椅，坐在座板上，系上安全带，在行驶控制器上输入线路长度，刷卡开通行驶控制器的启动按钮，按下启动按钮，轨道车自动行驶；到达终点后，轨道车自动停车，将轨道车从轨道上摘下，交给工作人员统一保管(也可将自用的轨道车自己挂在轨道车存放托架上，为防他人拿错轨道车，可将自己的轨道车上锁)。

Claims (7)

1.城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：包括主体框架系统、轨道系统、行人助力轨道车和配电系统，所述主体框架系统包括主体框架、换线平台和乘降平台，所述轨道系统包括特制槽钢、行走齿条和导向导轨，所述行人助力轨道车包括直流电机驱动器、驱动齿轮、导向轮、承重轴、弹性电源引线、悬臂轴承座、悬臂、悬挂座椅、扶手、行驶控制器、刷卡计价器和安全带，所述配电系统包括直流电源和导线，

2.根据权利要求1所述城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：所述主体框架包括槽钢支撑柱、槽钢顺梁、安全护板横梁、承重主梁、安全护板和彩钢瓦，

所述槽钢支撑柱按照一定间距垂直联接在地面的预埋件上，所述槽钢顺梁沿道路行进方向铆接在所述槽钢支撑柱中部上，

所述安全护板横梁铆接在所述槽钢支撑柱上部，所述安全护板安装在所述安全护板横梁上，

所述承重主梁安装在所述槽钢支撑柱上，安装位置在所述安全护板横梁上方1.5-1.8m处，并与所述安全护板横梁平行，所述彩钢瓦安装在所述槽钢支撑柱顶端，

所述承重主梁上安装所述轨道系统和所述轨道车驱动电源线，

所述的安全护板采用所述的钢木复合板。

3.根据权利要求1所述城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：所述轨道系统包括所述特制槽钢、所述行走齿条和所述导向导轨，

所述特制槽钢安装在所述承重主梁上，所述行走齿条和所述导向导轨分别安装在所述一对所述的特制槽钢上，

所述行走齿条和所述导向导轨均采用尼龙材料。

4.根据权利要求1所述城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：所述行人助力轨道车包括直流电机驱动器、驱动齿轮、导向轮、承重轴、弹性电源引线、悬臂轴承座、悬臂、悬挂座椅、扶手、行驶控制器、刷卡计价器和安全带，

所述直流电机驱动器安装在所述承重轴中部，所述驱动齿轮和导向轮分别联接在所述承重轴两端，所述悬臂轴承座安装在所述承重轴两侧靠近所述驱动齿轮和导向轮位置，所述悬臂焊接在所述悬臂轴承座上，所述悬挂座椅联接在所述悬臂下端，所述扶手安装在所述悬臂中部，所述行驶控制器和刷卡计价器安装在所述扶手上，所述安全带安装在所述悬臂座椅上，所述弹性电源引线安装在所述直流电机驱动器上方，所述弹性电源引线触头为方槽形。

5.根据权利要求1所述城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：所述配电系统包括所述直流电源和导线，

所述导线截面为方形(8x8mm)，所述方形导线安装在所述轨道系统中所述特制槽钢中间位置.

6.根据权利要求2所述城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：主体框架可为多层。

7.根据权利要求3所述城市空中行人助力轨道交通系统，其特征在于：所述特质槽钢为所述中空式。

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