CN104986173A - 跨座式单轨列车主动转向控制系统及控制方法 - Google Patents

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刘朝涛
唐萃
武维
杜子学
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles

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Abstract

一种跨座式单轨列车主动转向控制系统，包括车体，所述车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，所述转向架上设置有导向轮；其创新在于：所述车体上设置有传动装置，所述转向架上设置有转向传感器；传动装置与转向架传动连接，传动装置能驱动转向架转动；所述传动装置和转向传感器均与一控制模块电气连接。本发明的有益技术效果是：能有效降低跨座式单轨列车转向时导向轮所承受的应力，减少导向轮与轨道梁之间的摩擦，延长导向轮的使用寿命，降低运营成本。

Description

跨座式单轨列车主动转向控制系统及控制方法
技术领域
    本发明涉及一种跨座式单轨列车控制技术，尤其涉及一种跨座式单轨列车主动转向控制系统及控制方法。
背景技术
    现有跨座式单轨列车上，在车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，转向架上设置有走行轮和导向轮，走行轮与轨道梁上端面接触，用于驱动车体前进，导向轮从水平两侧将轨道梁抱住，用于自动导向；当跨座式单轨列车在弯曲的轨道梁上行进时，由于导向轮受到轨道梁侧壁的挤压，转向架就会受迫转动，从而带动走行轮转动，最终实现跨座式单轨列车的转向；存在的问题是：由于转向时，须由导向轮来向转向架施加应力并使之转动，因此导向轮与轨道梁之间的摩擦十分严重，实际应用中，导向轮的寿命较短，需要定期更换，不仅操作麻烦，而且运营成本很高。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种跨座式单轨列车主动转向控制系统，包括车体，所述车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，所述转向架上设置有导向轮；其创新在于：所述车体上设置有传动装置，所述转向架上设置有转向传感器；传动装置与转向架传动连接，传动装置能驱动转向架转动；所述传动装置和转向传感器均与一控制模块电气连接。
本发明的原理是：在发生转向时，通过传动装置传动转向架主动转动，从而有效降低导向轮在转向时所承受的应力，改善导向轮与轨道梁之间的摩擦情况，延长导向轮的使用寿命，使维护周期也得到相应延长，降低运营成本。
优选地，所述转向传感器由两个压力传感器组成，两个压力传感器分别设置在转向架两侧导向轮的转动轴上。当跨座式单轨列车转向时，在离心力作用下，车体会向转向方向的异侧倾斜，转向架及导向轮转动轴也会随之发生位移，以向左转向为例，转向架及导向轮转动轴均会向右发生位移，此时，位于左侧的压力传感器就会比位于右侧的压力传感器检测到更大的应力，通过判断两个压力传感器的应力大小，我们就能知道跨座式单轨列车正在向哪个方向转向。
优选地，所述传动装置的动力部分采用直流电机。
基于前述硬件方案，本发明还提出了一种跨座式单轨列车主动转向控制方法，所涉及的硬件如前所述，其创新在于：按如下方法对跨座式单轨列车实施主动转向控制：
跨座式单轨列车运行过程中，控制模块通过转向传感器对跨座式单轨列车的运动状态进行持续检测；控制模块能根据转向传感器的输出数据对跨座式单轨列车的运动状态作出判断，当跨座式单轨列车处于转向状态时，控制模块控制传动装置驱动转向架向相应方向转动对应的角度。
优选地，所述转向传感器由两个压力传感器组成，两个压力传感器分别设置在转向架两侧导向轮的转动轴上；所述控制模块按如下方法对跨座式单轨列车的运动状态作出判断：所述控制模块获取到压力传感器的输出量后，采用PID控制算法、模糊控制算法或专家控制算法中的一种来对压力传感器的输出量进行处理，当两个压力传感器的输出量相等时，说明跨座式单轨列车处于直行状态；当某一压力传感器的输出量大于另一压力传感器的输出量时，说明跨座式单轨列车正在向输出量大的那个压力传感器所在侧转向。控制传动装置的具体动作时，将两个压力传感器的输出量相减，得到的差值经处理后转换为电机控制参数，然后根据电机控制参数驱动传动装置上的电机动作。
优选地，所述传动装置的动力部分采用直流电机；当控制模块检测出跨座式单轨列车的运动状态由转向状态向直行状态跳变时，控制模块立即解除对传动装置的控制。
本发明的有益技术效果是：能有效降低跨座式单轨列车转向时导向轮所承受的应力，减少导向轮与轨道梁之间的摩擦，延长导向轮的使用寿命，降低运营成本。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为：转向架1、导向轮2、走行轮3、稳定轮4、轨道梁5、车体6、传动装置7、控制模块8、压力传感器9。
具体实施方式
一种跨座式单轨列车主动转向控制系统，包括车体，所述车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，所述转向架上设置有导向轮；其创新在于：所述车体上设置有传动装置，所述转向架上设置有转向传感器；传动装置与转向架传动连接，传动装置能驱动转向架转动；所述传动装置和转向传感器均与一控制模块电气连接。
进一步地，所述转向传感器由两个压力传感器组成，两个压力传感器分别设置在转向架两侧导向轮的转动轴上。
进一步地，所述传动装置的动力部分采用直流电机。
一种跨座式单轨列车主动转向控制方法，所涉及的硬件包括车体，所述车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，所述转向架上设置有导向轮；所述车体上设置有传动装置，所述转向架上设置有转向传感器；传动装置与转向架传动连接，传动装置能驱动转向架转动；所述传动装置和转向传感器均与一控制模块电气连接；其创新在于：按如下方法对跨座式单轨列车实施主动转向控制：
跨座式单轨列车运行过程中，控制模块通过转向传感器对跨座式单轨列车的运动状态进行持续检测；控制模块能根据转向传感器的输出数据对跨座式单轨列车的运动状态作出判断，当跨座式单轨列车处于转向状态时，控制模块控制传动装置驱动转向架向相应方向转动对应的角度。
进一步地，所述转向传感器由两个压力传感器组成，两个压力传感器分别设置在转向架两侧导向轮的转动轴上；
所述控制模块按如下方法对跨座式单轨列车的运动状态作出判断：所述控制模块获取到压力传感器的输出量后，采用PID控制算法、模糊控制算法或专家控制算法中的一种来对压力传感器的输出量进行处理，当两个压力传感器的输出量相等时，说明跨座式单轨列车处于直行状态；当某一压力传感器的输出量大于另一压力传感器的输出量时，说明跨座式单轨列车正在向输出量大的那个压力传感器所在侧转向。
进一步地，所述传动装置的动力部分采用直流电机；当控制模块检测出跨座式单轨列车的运动状态由转向状态向直行状态跳变时，控制模块立即解除对传动装置的控制。

Claims (6)

1.一种跨座式单轨列车主动转向控制系统，包括车体，所述车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，所述转向架上设置有导向轮；其特征在于：所述车体上设置有传动装置，所述转向架上设置有转向传感器；传动装置与转向架传动连接，传动装置能驱动转向架转动；所述传动装置和转向传感器均与一控制模块电气连接。
2.根据权利要求1所述的跨座式单轨列车主动转向控制系统，其特征在于：所述转向传感器由两个压力传感器组成，两个压力传感器分别设置在转向架两侧导向轮的转动轴上。
3.根据权利要求1所述的跨座式单轨列车主动转向控制系统，其特征在于：所述传动装置的动力部分采用直流电机。
4.一种跨座式单轨列车主动转向控制方法，所涉及的硬件包括车体，所述车体下方设置有能与车体相对转动的转向架，所述转向架上设置有导向轮；所述车体上设置有传动装置，所述转向架上设置有转向传感器；传动装置与转向架传动连接，传动装置能驱动转向架转动；所述传动装置和转向传感器均与一控制模块电气连接；其特征在于：按如下方法对跨座式单轨列车实施主动转向控制：
跨座式单轨列车运行过程中，控制模块通过转向传感器对跨座式单轨列车的运动状态进行持续检测；控制模块能根据转向传感器的输出数据对跨座式单轨列车的运动状态作出判断，当跨座式单轨列车处于转向状态时，控制模块控制传动装置驱动转向架向相应方向转动对应的角度。
5.根据权利要求4所述的跨座式单轨列车主动转向控制方法，其特征在于：所述转向传感器由两个压力传感器组成，两个压力传感器分别设置在转向架两侧导向轮的转动轴上；
所述控制模块按如下方法对跨座式单轨列车的运动状态作出判断：所述控制模块获取到压力传感器的输出量后，采用PID控制算法、模糊控制算法或专家控制算法中的一种来对压力传感器的输出量进行处理，当两个压力传感器的输出量相等时，说明跨座式单轨列车处于直行状态；当某一压力传感器的输出量大于另一压力传感器的输出量时，说明跨座式单轨列车正在向输出量大的那个压力传感器所在侧转向。
6.根据权利要求4所述的跨座式单轨列车主动转向控制方法，其特征在于：所述传动装置的动力部分采用直流电机；当控制模块检测出跨座式单轨列车的运动状态由转向状态向直行状态跳变时，控制模块立即解除对传动装置的控制。
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