CN104024028A - 具有与电收集轨道电辅助接触的，由电动车辆承载的供电系统 - Google Patents

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Abstract

具有辅助电接触的供电系统包括供电臂4，该供电臂4安装在路边的支柱5上。供电臂4与车辆负载的纵向导电轨2电接触。供电臂4的一端具有滚动或滑动装置，其与与导电轨2相邻的道20在其长度的初段发生接触。本发明应用于具有至少一个长度方向上的供电轨的电动车。

Description

具有与电收集轨道电辅助接触的,由电动车辆承载的供电系统
本发明涉及一种用于供电系统的辅助建立电接触的装置，该装置是通过车辆承载在其顶部的分配臂，或承载其至少一侧的分配臂，与至少一导电轨电接触来接受电能。
这种用于电动车的供电装置具有分配臂和车载导电轨，其具有很多优点。其中一点是能够节省悬挂在路边的支柱上的线缆。事实上，你只需要最少的基础设施，便可使这种类型的电源对城市交通起作用。
上述优点和优势被其内在缺点，即供电臂与车载导电轨相接触，所削弱。
这是因为，基于电子和机械的原因，分配臂的受电靴(shoegear)与车辆顶部或侧面的导电轨的接触必须是牢固没有弹跳的，而且是温和的没有冲击的减震的。因为车辆经过臂时具有一定的速度，斜坡的前进趋于将其升高。因此，臂的下降必须被减震，以此阻止受电靴与导电轨的分离。
相类似的，一旦电连接被建立，受电靴不能与供电轨道分离，否则会产生将其损坏的电弧。经常的，供电轨道是不完美的直线，并且车辆也可以由于行驶在路面上而发生弹跳。为了产生最佳的电接触，臂的摆动必须被减震从而阻止其以不期望的方式断开。
人们还必须合适地控制导电轨对受电靴的支撑力。因此，除了减震器，本发明还提出了一个负载补偿弹簧。
WO2011/079215公开了一种车辆的供电单元，其包括与车辆的导电轨接触的横向受电靴。这些横向受电靴在其前部设有以便于该导电轨的啮合的偏转部。这些横向的受电靴相对导电轨的高度是通过一个轮子保持的，例如，该轮子是集成在受电靴的安装件，并且与车辆的顶部相接触。轮子在车辆顶部的运动保证了横向受电靴相对导电轨的最佳位置高度。这是因为当受电靴与导电轨发生电接触时，轮子必须在顶部一直滚动。其试图将受电靴保持在相对车顶的一个恒定高度，以防止受电靴底部由于摩擦导致的磨损。这种特别适用于横向受电靴的设置并不能阻止或减轻受电靴与导电轨发生电接触时产生的冲击。对于那些到达供电站的速度高达每小时40公里或每小时50公里的车辆来说，这些冲击是不可忽略的。
本发明的目的就是为了克服上述种种缺点，本发明的方案是提供臂的辅助工具使其在与导电轨接触之前或之时能够作升高运动。
本发明的另一个目的是为了提供一种供电系统，其能减轻车辆与电能分配臂建立电连接时产生的冲击。
本发明的目的是通过以下手段完成的，一种用于电动车辆的电源系统，具有至少一个铰接在支柱上的电能分配臂，多个支柱沿车辆经过的道路间隔设置，所述臂与一个电力供应装置电连接，且所述臂配备了一个电接触元件，所述电接触元件作为由车辆负载的纵向导电轨的受电靴，其特征在于，还包括用于臂及车辆负载的纵向导电轨的下述元件：
一个使得电接触元件与车辆负载的纵向导电轨最优电接触的辅助装置；该辅助装置是臂的一部分，且包括一个临时接触和支撑组件；
一个位于车辆前上部的至少一部分的行驶道，所述行驶道与导电轨相邻，所述行驶道的延伸长度超过至少一部分导电轨的长度，当所述车辆(1)在臂(4)下经过时，在所述导电轨(2)支撑所述电接触元件(17)之前，所述临时接触和支撑组件对所述行驶道施压并在所述行驶道上移动。
根据本发明的一个实施例，所述行驶道是从所述车辆的前部到后部逐渐上升的支撑斜坡。所述斜坡具有弯曲的形状，优选为凸拱形。
根据本发明的一个实施例，所述行驶道是由一个悬浮装置安装在所述车辆上。
根据本发明的一个实施例，所述行驶道相对于所述导电轨的长度延伸超过所述车辆的一个有限长度，从而使得当所述电接触元件与所述导电轨建立最优电接触时，所述临时接触和支撑组件与所述车辆分离。
根据本发明的一个实施例，所述行驶道延伸超过导电轨的整个长度，所述导电轨包括一个相对所述行驶道来说渐进的和足够升高的上接触表面，从而使得当所述电接触元件与所述导电轨建立最优电接触时，所述临时接触和支撑组件与行驶道分离。
根据本发明的一个实施例，所述臂通过一个连接到臂的悬架装置的铰接装置安装在支柱上。
根据本发明的一个实施例，所述悬架装置包括负载补偿弹簧和减震器。
在所述支柱上的所述臂的铰接装置相对于车辆横向偏移，越过支柱。
根据本发明的一个实施例，所述临时接触和支撑组件是一个例如轮或辊的滚动装置，所述滚动装置沿与所述导电轨相邻的行驶道运动。
根据本发明的一个实施例，所述临时接触和支撑组件是一个例如突起物或鞋状物的滑动装置，所述滑动装置沿与所述导电轨相邻的行驶道运动。
根据本发明的一个实施例，辅助装置的临时接触和支撑组件位于所述臂的自由端。
根据本发明的一个实施例，所述轮(或辊)由所述臂以减震的或浮动的方式通过一个滚子轴承支撑。
根据本发明的一个实施例，所述滑突起物或鞋状物由所述臂以减震的或浮动的方式支撑。
根据本发明的一个实施例，所述系统包括两个电能分配臂，每一臂与位于顶部的纵向侧面的一个导电轨相接触，或每一臂与位于所述车辆的每一面每一上部的一个导电轨相接触；每一臂连接到所述车辆的电力供应中的一个极性。
实现机械接触和电接触的设备包括辅助系统，其一个显着特点是由分配臂承载的滚动或滑动系统。
该滚动或滑动装置与和导电轨相邻的行驶道相接触，滚动或滑动的接触部件通过其进入接触。该滚动或滑动装置滚动或滑动，直到建设分配臂的受电靴与车载导电轨发生电气接触。
当车辆上有两个供电线或导电轨的情况，每个安装在车顶的长度方向或每一侧，一个道被提供靠近每条导电轨，辅助设备在该道上运动，从而提供每个臂具有与供电电源的一极性的电接触。
如果是双向流通的情况，一个类似的或相同的滚动或滑动道被设置在车辆的另一端并与每一导电轨相对应。
人们也可以设想在导电轨的后端，导电棒脱离导电轨的位置设置一个倾斜的滚动或滑动道。
通过附图中所示的本发明的非限制式的实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。
图1为位于电能供应臂下方的电动车的前视示意图，该臂安装在路边的支柱上；
图2为图1的放大的立体图，重点显示于车辆的前端，及本发明的包含辅助装置的整个电能供应臂；
图3是本发明的包含辅助装置的电能供应臂的概貌；
图4是本发明的包含辅助装置的电能供应臂的俯视图；
图5是沿图4中本发明的包含辅助装置的电能供应臂的V-V线的剖视图；
图6是本发明的包含辅助装置的电能供应臂的自由端的放大剖视图；
图7是本发明的包含辅助装置的电能供应臂的另一端的放大剖视图；
图8是本发明一实施例的局部示意图，显示了车辆行驶时不同的位置；
图9是图8所示供电系统的局部示意图。
如图1所示，本发明的供电系统是用于给电动车辆供电。该车辆，例如一种由电驱动的城市交通车辆1，在其顶部3或至少一侧面装载有至少一个纵向导电轨2。这种导电轨是由一组电能分配臂4供电的。每一臂4铰接安装在一个支柱5上，多个这样的支柱5沿车辆1经过的道路间隔设置。
为简化起见，下面仅以一个单一的臂4进行描述。
这种城市交通车辆1可以是任何具有轮胎6的车辆，该车辆采用引导系统7来引导，并沿固定在地面9上的引导轨8运动。
导电轨2优选地安装在一个安装件10上，并沿车辆的大部分长度方向设置，安装件10相对车辆的顶部是位于一个较高的位置。导电轨2也可以设置于车辆1的两侧的一面或两面的一个合适的高度位置，例如设在安装件10的端部。
导电轨2具有一个上表面11，臂4的电接触元件与该上表面11接触，以给车辆1提供电能。
用于供电的臂4为车辆1提供电力驱动能量，还提供一个集电弓(pantograph)，用于从一个接触网(未示出)取得常规电源。
本发明涉及改进的电力供应系统，该系统具有多个分配臂4，更具体的，涉及辅助电能分配臂4与车辆1的导电轨2接触的装置。
分配臂4通过枢转铰接装置12可转动地安装在支柱5上。
在本实施例中，枢转铰接装置12可相对立柱5发生偏转，横向超越车辆，以此使得臂的端部的角度偏差的变动幅度最小化。上述效果也可以通过将支柱5与车辆的横向距离增加得到，目的就是为了降低臂的端部的角度偏移。
本发明的用于辅助供电系统的最优电接触的装置还包括其他元件。
铰接在立柱5上的分配臂4安装在一个悬架装置13上，该悬架装置13包括一个负载补偿弹簧14和减震器15。弹簧14被设计成减轻臂的重量，从而使得受电靴(shoegear)对导电轨2的压力不会太大，否则会导致过早磨损。减震器15设置在弹簧14内部，其具有例如液压、伸缩和双重效果。减震器15被调整成使得当臂4上升并与辅助装置的行驶道相接触时不会过度减震而制动臂4。减震器15被调整成用来减震臂的下降至与导电轨2接触。这种行为类似于在坑洼道路上行驶的车轴。
与负载补偿弹簧14一样，减震器15也可以有其他实施方式，例如，可以为一个干摩擦减震器，一个扭簧或其他系统。这种悬架装置13也用于在车辆行驶时保持受电靴与供电轨道的紧密接触而不产生弹跳。
分配臂4包括由一个整流罩16覆盖的主体，整流罩16下方开口，以使棒状的导电件17(也被称为受电靴)朝外。导电件17作为受电靴用来与导电轨2的上部机械接触和电接触，其还能在导电轨2上滑动，以传输电能。受电靴17优选地围绕臂的纵向轴铰接并减震安装。
分配臂4通过一个尾部18与立柱5实现铰接。
根据本发明，臂4的前端包括一个临时接触和支撑组件19用来使接触发生。临时接触和支撑组件19的形式可以是一个在相邻的行驶道20上的滚动装置或滑动装置。在为滚动装置的实施例中，它可以是，例如一个轮或辊，其可以在电能分配受电靴17与导电轨2的部分或上表面发生机械接触之前或之时形成一种临时滚动轴承介质。
在为滑动装置的实施例(图未示)中，它可以是一个突起物(lug)或鞋状物(shoe)，或者其他任何替代的滑动组件，其可以在与导电轨2相邻的行驶道20上滑动。
如图所示，滚动或滑动装置被设置在分配臂4的末端。
在本实施例中，轮子21通过一个滚柱轴承23装置安装在轮轴22上。该滚柱轴承23由臂的自由端25的机械组件24承载。臂的该端25通过一个端盖26被保护。
臂4的相反端27是一个机械装置，其被设计成将臂4铰接于支柱5。还包括一个容纳电源线29的中空的机械构件28。通过一个内部连接器30，电源线28与支柱5的供电系统实现电连接。该中空构件28的末端为可相对支柱5轻微偏移的铰接装置12，从而可以得到当该臂发生角度偏差时，该臂的端部能够偏移更大的长度。该位置取决于支柱5相对于车辆的位置。目的是为了当车辆不够大时，臂足够长，以当车辆发生所有可能的垂直偏移时，臂能接触到车辆。
设置在臂4的靠近自由端的位置的臂4的临时接触和支撑组件19也具有减震效果。
在效果上，相对于臂的主要结构从上到下，该滚动或滑动装置可以被浮动安装或悬浮安装，例如，以减震器(图未示)的形式被引导。该减震器具有弹性阻尼，能够弹性返回到一个伸展位置，从而确保滚动或滑动接触时必要的温和。
车辆1上提供一个供临时接触和支撑组件19，例如，轮子21，运动的行驶道20。该行驶道20位于导电轨2的附近。这样，臂4末端的滚动或滑动装置能够有利地辅助臂4及受电靴17与导电轨2接触。
图中所示，例如，行驶道20位于车辆1的正面32的上部区域31的一部分。它有利地具有一个半球形表面，其中凸凹的部分被设计成有利于受电靴与导电轨接触。该相邻的行驶道20有利地具有一个盖33，例如，上部区域31的形状能够被设计成保护车辆的组件，例如，用于容纳空调系统的室。
行驶道20在图1和图2中显示为白色条。
行驶道20优选是悬浮在车辆顶部的，因此能够过滤其与滚轮21或突起物接触时产生的噪音。行驶道20具有斜坡形状，导电轨2具有合适的形状，从而使得当受电靴17沿导电轨2滑动时，臂4的负载能够被滚轮21临时的支撑。
本发明并不仅限于单一的导电轨道和单一的分配臂。相反，为了满足双向的功能需求，其数量可以为两个。或者在车辆上的无导向轮胎的情况下，为了实现电流的返回，或是在在搬运车等有轨电车的情况下，其数量可以为两个。
可以想象，导电轨设置在车辆的一个侧面上或在每一侧面的在保证安全的适当的高度上。
在这种情况下，即使采用一个横向臂4，原理依然是相同的。人们可以简单地提供一种合适的弯曲的相邻轨道，辅助设备被其支撑运动。
由图8和图9可以了解，本发明的操作是相当简单的。
图8显示的是本发明一实施例的供电系统，其中，行驶道20具有弯曲的斜坡。导电轨2位于行驶道的后端，其具有一个沿水平方向上升的曲线。图8还显示了滚轮21的一系列位置，从而模拟了车辆相对于供电系统的前进。
当受电靴17搁置在导电轨2的上表面并形成电接触，滚轮21位于行驶道20后端的上部。因此滚轮21不会与行驶道20或车辆1的顶部发生机械接触。
这种情况也适用于本发明的供电系统的变化的实施例，其中行驶道20尽可能在车辆1的后部延伸。导电轨2的上表面的相对行驶道20的上升足够高度以确保滚轮21不与行驶道20机械接触。
当车辆行驶至分配臂4时，滚动或滑动装置(滚轮21)首先与行驶道20发生接触，无论臂4是上部水平的还是侧向垂直的。该首次接触具有稍微升高分配臂4的效果，接着，当滚动或按压行驶道20时，臂4的悬架装置能够将其保持在一定高度以使得受电靴17不与导电轨2接触。该首次接触如图9的受电靴的位置A所示。
接下来是逐渐接近的阶段，然后受电靴变成与它水平，直到它结束了在切线电接触，并且优选的平行与导电轨2的上表面。该第二次接触如图9的受电靴的位置B所示。
有利地，导电轨2的弯曲的初段相对于行驶道20的初段沿纵向偏移一个足够的距离以使得臂4上升，因此保证电接触的最优化和机械接触的温和转化。因此机械接触以一种不受冲击的方式发生，该机械接触包括滚轮21与行驶道20的接触和受电靴17与导电轨2的接触。
由于弹簧14提供的缓和臂重量的支撑力，该接触是牢固但温和的。同时，滚动或滑动的辅助装置的滚动或滑动部分将在其上的相邻道20行驶的末端到达。分配臂4的弹簧14的弹力将自我恢复。整个过程使得接触发生时是渐变的，短暂的，温和的。
一旦最优的电接触被实现，上述不同的实施例使滚动或滑动组件与行驶道20分离成为可能。具有电接触的辅助装置因此大幅减少了现有的缺点，即由震动带来的磨损和构成供电系统的组件的脆弱性。

Claims (15)

1.一种用于电动车辆(1)的电源系统，具有至少一个铰接在支柱(5)上的电能分配臂(4)，多个支柱沿车辆经过的道路间隔设置，所述臂与一个电力供应装置电连接，且所述臂配备了一个电接触元件(17)，所述电接触元件作为由车辆负载的纵向导电轨(2)的受电靴，其特征在于，还包括用于所述臂(4)及车辆负载的纵向导电轨(2)的下述元件：
一个使得所述电接触元件(17)与车辆负载的纵向导电轨(2)最优电接触的辅助装置；该辅助装置是臂(4)的一部分，且包括一个临时接触和支撑组件；
一个位于车辆(1)前上部的至少一部分的行驶道(20)，所述行驶道与所述导电轨(2)相邻，所述行驶道的延伸长度超过至少一部分导电轨(2)的长度，当所述车辆(1)在所述臂(4)下经过时，在所述导电轨(2)支撑所述电接触元件(17)之前，所述临时接触和支撑组件对所述行驶道(20)施压并在所述行驶道(20)上移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述行驶道(20)是从所述车辆(1)的前部到后部逐渐上升的支撑斜坡。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述斜坡具有弯曲的形状，优选为凸拱形。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的系统，其特征在于，所述行驶道(20)是由一个悬浮装置安装在所述车辆(1)上。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的系统，其特征在于，所述行驶道(20)相对于所述导电轨(2)的长度延伸超过所述车辆(1)的一个有限长度，从而使得当所述电接触元件(17)与所述导电轨(2)建立最优电接触时，所述临时接触和支撑组件与所述车辆(1)分离。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的系统，其特征在于，所述行驶道(20)延伸超过导电轨(2)的整个长度，所述导电轨(2)包括一个相对所述行驶道(20)来说渐进的和足够升高的上接触表面，从而使得当所述电接触元件(17)与所述导电轨(2)建立最优电接触时，所述临时接触和支撑组件与行驶道(20)分离。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的系统，其特征在于，所述臂(4)通过一个连接到所述臂(4)的悬架装置(13)的铰接装置(12)安装在支柱(5)上。
8.根据权利要求前述任意一项所述的系统，其特征在于，所述悬架装置(13)包括负载补偿弹簧(14)和减震器(15)。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，在所述支柱(5)上的所述臂的铰接装置(12)相对于所述车辆横向偏移，越过所述支柱(5)。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的系统，其特征在于，所述辅助装置的临时接触和支撑组件位于所述臂(4)的自由端。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述临时接触和支撑组件是一个例如轮或辊(21)的滚动装置，所述滚动装置沿与所述导电轨(2)相邻的行驶道(20)运动。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述轮或辊(21)由所述臂(4)以减震的或浮动的方式通过一个滚子轴承支撑。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述临时接触和支撑组件是一个例如突起物或鞋状物的滑动装置，所述滑动装置沿与所述导电轨(2)相邻的行驶道(20)运动。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述滑突起物或鞋状物由所述臂(4)以减震的或浮动的方式支撑。
15.根据权利要求1至14任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括两个电能分配臂(4)，每一臂与位于顶部的纵向侧面的一个导电轨(2)相接触，或每一臂与位于所述车辆(1)的每一面每一上部的一个导电轨(2)相接触；每一臂(4)连接到所述车辆(1)的电力供应中的一个极性。
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