CN108327730A - 一种索道公共交通系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种索道公共交通系统，包括缆绳、小车以及载人容器，所述缆绳架设在两支点之间，所述小车挂设在缆绳上，所述载人容器吊设在所述小车上，所述缆绳为所述有机纤维绳或无机纤维绳；所述小车包括支架以及由支架支承的凹轮、驱动电机以及制动器，所述凹轮还滑设在所述缆绳上，且所述制动器连接所述驱动电机。采用比重小、强度大的缆绳，可大大地增加两支点的跨度，从而大大地节约了架设成本，且小车自带动力动力装置，不仅能实现双向运行，且使速度可控。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种公共交通工具，特别涉及一种利用现有相距一定距离的城市高层建筑或专门搭建的塔楼建立索道，形成索道公共交通系统。
【背景技术】
现代社会中，由于城市人口，以及人口流动量和车辆的剧增，交通拥堵已成为大城市的痼疾，不但影响人们的日常生活，而且制约着城市的进一步发展。人类的交通方式可分为陆地、水上、地下及空中四种方式。目前，改善城市交通的措施仍然局限于增加地面交通设施或兴建地下交通网络。由于上述措施涉及城市改造及巨额的投资等难题，交通拥堵现象尚不能在短期内解决。虽然在不便于建桥、筑路的偏远山区及游人稠密的风景观光旅游区，索道交通作为一种古老的交通方式，仍然发挥着不可替代的作用。但是，迄今为止城市上空的交通功能还没有得到足够的开发利用。
2016-06-01公开的，公开号为105625110A的中国发明揭示了一种无动力城市空中交通网络，其由钢丝索道、匀速滑轮、载人吊舱及观光电梯组成，是利用城市现有高层建筑物的高度和人体自重势能，借助具有一定坡度的索道和悬挂在索道上的载人吊舱，在城市上空进行人员快速移动的无动力立体交通网络系统，其技术属于公共交通工具领域。无动力城市空中交通网络具有投资少、简便易行、节能、环保，安全、不占用地面空间等特点，同时集公交、观光、人行天桥多种功能于一体，不仅可以缓解甚至能够解决目前存在的城市交通拥堵问题，而且还可以形成城市空中旅游新兴产业。然而该发明却存在如下不足：
1、其索道缆绳的材质都是钢丝做的，钢丝索道由于受钢丝的抗拉强度和自身重量以及其它外因的影响，索道跨距长度不能很长，否则会有扯断的危险，如果跨距短需架设多个索道支点，而在城里架设支点成本比较高；
2、由于采用无动力方式，需通过人的自重势能下滑，按距离为500米，安装斜度为15度这个要求，对楼房需要求130米以上的高度，才能保证安斜角有15度的要求，而城里大部分楼房是不具备这个高度的，所以应用受到限制；而且人的滑行速度跟坡度有关，无动力方式就不能控制速度，不能减速更不能刹车不然会损失惯性滑不到终点，更不能加速，这样会使用户体验感下降；
3、由于是靠人的重力从高楼滑向低处，载人吊舱必须人工从低处搬运到高处才能重复使用，增加了运输成本，而且这样对索道布线有很大的影响，如果是同等高度的楼房布置索道就不会受相对较低的楼房影响；
4、其钢丝缆绳有直线形齿轮轨道，对现有的加工和安装工艺在钢丝缆绳装直线形齿轮轨道是非常难以实现，即使实现也是成本也非常高。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题，在于提供一种索道公共交通系统，采用比重小、强度大的缆绳，可大大地增加两支点的跨度，从而大大地节约了架设成本，且小车自带动力动力装置，不仅能实现双向运行，且使速度可控。
本发明是这样实现的：一种索道公共交通系统，包括缆绳、小车以及载人容器，所述缆绳架设在两支点之间，所述小车挂设在缆绳上，所述载人容器吊设在所述小车上，所述缆绳为有机纤维绳或无机纤维绳；所述小车包括支架以及由支架支承的凹轮、驱动电机以及制动器，所述凹轮还滑设在所述缆绳上，且所述制动器连接所述驱动电机。
进一步的，所述有机纤维绳为凯夫拉纤维绳可碳纤维绳；所述两支点之间的跨距最大达到3000米，从而远超钢丝绳目前所能达到1200米跨距的最大跨度。
进一步的，所述小车还包括蓄电池或超级电容器，蓄电池或超级电容器设在所述支架上并为所述驱动电机供电。其中超级电容器充电时间快达几十秒，且使用寿命时间长，特别适用于索道运输。
进一步的，所述小车还包括太阳能电池板，该太阳能电池板连接所述驱动电机、蓄电池或超级电容器。从而可以充分利用清洁能源，长期使用还可降低成本。
进一步的，所述缆绳包括复数根绳索芯和一保护层，保护层将复数根绳索芯包覆在内，且表面还间隔设置两根电源线，所述两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源；或者是
所述缆绳包括复数根绳索芯、基材填充层和一保护层，基材填充层填充在各绳索芯之间，保护层将复数根绳索芯以及基材填充层包覆在内，且保护层表面还间隔设置两根电源线，所述两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源；还或者是
所述缆绳包括一绳索纤维束和一保护层，保护层将绳索纤维束包覆在内，且保护层表面还间隔设置两根电源线，所述两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源；再或者是
所述缆绳是由两根单绳并行布置所形成的双绳结构，每根单绳均包括复数根绳索芯和一保护层，保护层将复数根绳索芯，且每根单绳上的保护层表面还分别设置一根电源线，两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源。每根单绳还包括基材填充层，所述基材填充层填充在各绳索芯之间且包覆在所述保护层之内。
其保护层可以保护绳索芯，使之避免日晒老化，且避免绳索芯直接与小车的凹轮摩擦而损伤。
进一步的，所述保护层的表面与电源线的表面平滑过渡。使具有电源线的缆绳仍能与小车的凹轮充分接触，使运行平稳。
进一步的，所述小车上还设置有距离传感器，该距离传感器连接所述制动器。当相邻两个小车的距离到达预设最小值时，后面的小车可以自动减速，防止追尾。
进一步的，所述凹轮套设在所述驱动电机的机壳上，从而使小车节约空间并使受力更为合理。
进一步的，所述载人容器为载人吊舱、吊椅或吊绳坐带。实现多种乘坐体验。
进一步的，所述支点为楼房或塔楼。
本发明具有如下优点：
1、本发明的缆绳采用凯夫拉纤维绳(Kevlar)或碳纤维绳，由于这两种新型材料密度低、强度高、韧性好，可使两支点之间的跨距大大增大，可以达到3000米远，从而使支点数量减少，大为降低架设成本；且架设施工非常简单轻便，对架设施工来说意义非常重大。
2、本发明的小车设置了驱动电机，可通过自带电源或接外电实现驱动，如此不必要求缆绳一定要有斜度，因此可实现小车的双向运行，且速度还可控，另外也不受低矮建筑的影响。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明索道公共交通系统的整体结构示意图。
图2为本发明小车的主视结构示意图。
图3为本发明小车的侧视结构示意图。
图4至图7分别为本发明缆绳一实施的结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1至图7所示，本发明的索道公共交通系统，包括缆绳1、小车2以及载人容器3，所述缆绳1架设在两支点4之间，所述小车2挂设在缆绳1上，所述载人容器3吊设在所述小车2上。
所述缆绳为有机纤维绳或无机纤维绳；在具体的实施例中，所述有机纤维绳为凯夫拉纤维绳可碳纤维绳。无机纤维(inorganic fiber)是以矿物质为原料制成的化学纤维，主要品种有玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、金属纤维等，具体包括涤纶、腈纶、锦纶、丙纶以及高性能纤维包括芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE纤维)、聚对苯撑苯并双噁唑纤维(PBO纤维)、聚对苯并咪唑纤维(PBI纤维)、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维(M5纤维)、聚酰亚胺纤维(PI纤维)等。
凯夫拉纤维绳(英文原名KEVLAR，也译作克维拉或凯芙拉。是美国杜邦(DuPont)公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名)；所述由于这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，其强度为同等质量钢铁的5倍，但密度仅为钢铁的五分之一，可使两支点之间的跨距大大增大，两支点之间的跨距最大达到3000米，从而远超钢丝绳目前所能达到1200米跨距的最大跨度。从而使支点数量减少，大为降低架设成本；且架设施工非常简单轻便，对架设施工来说意义非常重大。
碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维绳具有较大的刚性和优良的耐腐性纤维特性，常用于增强热固性塑料，其与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多，它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍，因此利用其作缆绳，同样可以使两支点之间的最大跨距增大，降低架设成本。
所述支点4可以为楼房41或塔楼42，有可利用的楼房41时就用楼房41，没有就专门再建造合适的塔楼42，由于凯夫拉纤维绳可以增大最大跨距，从而大大增加了楼房的选择概率，减小塔楼的建造概率。
主要如图2和图3所示，所述小车2包括支架21以及由支架21支承的凹轮22、驱动电机23以及制动器24，还包括用于挂接载人容器3的挂钩26，所述凹轮22还滑设在所述缆绳1上，且所述制动器24连接所述驱动电机23。乘坐人员可通过制动器24控制停车，或通过小车2上的加速调钮控制驱动电机23的转速和扭力来控制行车速度。
所述小车2还包括蓄电池或超级电容器25，蓄电池或超级电容器25设在所述支架21上并为所述驱动电机23供电。其中超级电容器充电时间快达几十秒，在输送乘客前的间隙时间就可以充满电，即充即用，且使用寿命时间长，特别适用于索道运输。所述小车2还包括太阳能电池板(未图示)，该太阳能电池板连接所述驱动电机23、蓄电池或超级电容器25。从而可以充分利用清洁能源，长期使用还可降低成本。
所述小车2上还设置有距离传感器(未图示)，该距离传感器连接所述制动器或加速调钮。当相邻两个小车的距离到达预设最小值时，后面小车距的离传感器可以自动减速或停车，以防止追尾。
所述凹轮22套设在所述驱动电机23的机壳上，从而使小车2节约空间并使受力更为合理。
所述缆绳1可以是单绳结构，如图4至图6所示，也可以是双绳结构，如图7所示。
如图4所示，所述缆绳1包括复数根绳索芯11和一保护层12，且保护层12的表面还间隔设置两根电源线13，所述两根电源线13分别连接所述驱动电机23以及预设在所述支点4上的电源(可以是楼房或塔楼的市电，也可是设在楼房或塔楼中的发电机)。
或者如图5所示，所述缆绳1包括复数根绳索芯11、基材填充层14和一保护层12，基材填充层14填充在各绳索芯11之间，保护层12将复数根绳索芯11以及基材填充层14包覆在内，且保护层12表面还间隔设置两根电源线13，所述两根电源线13分别连接所述驱动电机23以及预设在所述支点4上的电源。
还或者如图6所示，所述缆绳1包括一绳索纤维束15和一保护层12，保护层12将绳索纤维束15包覆在内，且保护层12表面还间隔设置两根电源线13，所述两根电源线13分别连接所述驱动电机23以及预设在所述支点4上的电源。
再或者如图7所示，所述缆绳1是由两根单绳并行布置所形成的双绳结构，每根单绳均包括复数根绳索芯11和一保护层12，保护层12将复数根绳索芯11，且每根单绳上的保护层12表面还分别设置一根电源线13，两根电源线13分别连接所述驱动电机23以及预设在所述支点4上的电源。在另一实施例中，每根单绳还可包括基材填充层14(具体可参考图5)，所述基材填充层14填充在各绳索芯11之间且包覆在所述保护层12之内。
在图4至图7所示的实施例中，两根电源线13裸露在缆绳1的表面即可将电力通过凹轮22传递给驱动电机23。保护层12可以保护绳索芯11，使之避免日晒老化，且避免绳索芯11直接与小车2的凹轮22摩擦而损伤。所述保护层12的表面与电源线13的表面平滑过渡。使具有电源线13的缆绳1仍能与小车2的凹轮22充分接触，使运行平稳。
所述载人容器3为载人吊舱、吊椅或吊绳坐带。实现多种乘坐体验。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种索道公共交通系统，包括缆绳、小车以及载人容器，所述缆绳架设在两支点之间，所述小车挂设在缆绳上，所述载人容器吊设在所述小车上，其特征在于：所述缆绳为有机纤维绳或无机纤维绳；所述小车包括支架以及由支架支承的凹轮、驱动电机以及制动器，所述凹轮还滑设在所述缆绳上，且所述制动器连接所述驱动电机。
2.根据权利要求1所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述有机纤维绳为凯夫拉纤维绳或碳纤维绳。
3.根据权利要求1所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述小车还包括蓄电池或超级电容器，蓄电池或超级电容器设在所述支架上并为所述驱动电机供电。
4.根据权利要求3所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述小车还包括太阳能电池板，该太阳能电池板连接所述蓄电池或超级电容器。
5.根据权利要求1或2所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：
所述缆绳包括复数根绳索芯和一保护层，保护层将复数根绳索芯包覆在内，且表面还间隔设置两根电源线，所述两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源；或者是
所述缆绳包括复数根绳索芯、基材填充层和一保护层，基材填充层填充在各绳索芯之间，保护层将复数根绳索芯以及基材填充层包覆在内，且保护层表面还间隔设置两根电源线，所述两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源；还或者是
所述缆绳包括一绳索纤维束和一保护层，保护层将绳索纤维束包覆在内，且保护层表面还间隔设置两根电源线，所述两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源。
6.根据权利要求1或2所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述缆绳是由两根单绳并行布置所形成的双绳结构，每根单绳均包括复数根绳索芯和一保护层，保护层将复数根绳索芯，且每根单绳上的保护层表面还分别设置一根电源线，两根电源线分别连接所述驱动电机以及预设在所述支点上的电源。
7.根据权利要求6所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：每根单绳还包括基材填充层，所述基材填充层填充在各绳索芯之间且包覆在所述保护层之内。
8.根据权利要求5所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述保护层的表面与电源线的表面平滑过渡。
9.根据权利要求6所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述保护层的表面与电源线的表面平滑过渡。
10.根据权利要求1所述的一种索道公共交通系统，其特征在于：所述小车上还设置有距离传感器，该距离传感器连接所述制动器；所述载人容器为载人吊舱、吊椅或吊绳坐带；所述凹轮套设在所述驱动电机的机壳上；所述支点为楼房或塔楼。
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