CN108501961A - 悬挂式空中列车爬坡系统 - Google Patents

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张敏
武长虹
周华
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Abstract

本发明涉及悬挂式空中轨道交通系统，具体涉及一种悬挂式空中列车爬坡系统。本发明旨在解决空中轨道列车的橡胶轮胎在山区爬坡时出现打滑现象的问题。为此目的，本发明提供了一种悬挂式空中列车爬坡系统，包括轨道梁、在轨道梁上行走的行走装置和与行走装置的底部相连接的列车车厢，其中，行走装置包括行走轮，行走装置借助行走轮在轨道梁的底板上行走，轨道梁包括倾斜设置的倾斜轨道段，倾斜轨道段在其延伸方向上设置有齿条；行走装置还包括与齿条啮合的齿轮，齿轮转动时确保行走装置在倾斜轨道段上行走而不打滑。本发明的悬挂式空中列车爬坡系统结构简单，防打滑效果好，符合公共交通的大批量生产的要求。

Description

悬挂式空中列车爬坡系统
技术领域
本发明涉及悬挂式空中轨道交通系统，具体涉及一种悬挂式空中列车爬坡系统。
背景技术
空中轨道列车属于城市快捷公交，是悬挂式轨道交通运输系统。轨道位于列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑，列车被悬挂在轨道梁下行驶。它以电力牵引为动力，避免了废气污染；它比地铁造价低、比轻轨占地面积小，在建造和运营方面有许多突出的特点和优点。空中轨道列车的快速发展，使其开始应用于山区。
悬挂式单轨交通系统主要包括轨道支墩、轨道梁、空中轨道列车和车辆转向架。车辆转向架设置在箱式轨道梁的内部，用于驱动空中轨道列车沿箱式轨道梁的纵向行走。箱式轨道梁由钢铁支墩或水泥支墩支撑在空中，箱式轨道梁的底板沿纵向设置有槽口，车辆转向架的底端穿过该槽口与空中轨道列车的车箱相连接。通常车辆转向架包括行走轮和导向轮。行走轮用于承载并驱动车辆转向架和空中轨道列车，通常采用橡胶材质。导向轮用于对车辆转向架进行导向，辅助车辆转向架转弯。
空中轨道列车应用于山区时，由于橡胶轮胎与钢质轨道梁之间的摩擦系统较低，当轨道架设于较大竖曲线坡道时，橡胶轮胎会出现打滑现象，影响了列车的运行速度和安全。
相应地，本领域需要一种悬挂式空中列车爬坡系统来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决空中轨道列车的橡胶轮胎在山区爬坡时出现打滑现象的问题，本发明提供了一种悬挂式空中列车爬坡系统，包括轨道梁、在所述轨道梁上行走的行走装置和与所述行走装置的底部相连接的列车车厢，其中，所述行走装置包括行走轮，所述行走装置借助所述行走轮在所述轨道梁的底板上行走，所述轨道梁包括倾斜设置的倾斜轨道段，所述倾斜轨道段在其延伸方向上设置有齿条；所述行走装置还包括与所述齿条啮合的齿轮，所述齿轮转动时确保所述行走装置在所述倾斜轨道段上行走而不打滑。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述齿条设置在所述轨道梁的底板上。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述齿条设置于所述行走轮的轨道的外侧。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述齿轮与所述行走轮同轴设置。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述齿条设置在所述轨道梁的腹板上。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述轨道梁还包括水平设置的水平轨道段，所述水平轨道段在其延伸方向上部分设置有所述齿条。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述行走装置包括动力机构，所述动力机构用于驱动所述行走轮和所述齿轮转动。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述悬挂式空中列车爬坡系统包括支墩，所述支墩用于将所述轨道梁固定到空中。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的优选方案中，所述轨道梁是箱式轨道梁。
在上述悬挂式空中列车爬坡系统的技术方案中，悬挂式空中列车爬坡系统，包括轨道梁、在轨道梁上行走的行走装置和与行走装置的底部相连接的列车车厢，其中，行走装置包括行走轮，行走装置借助行走轮在轨道梁的底板上行走，轨道梁包括倾斜设置的倾斜轨道段，倾斜轨道段在其延伸方向上设置有齿条；行走装置还包括与齿条啮合的齿轮，齿轮转动时确保行走装置在倾斜轨道段上行走而不打滑。轨道梁还包括水平设置的水平轨道段，水平轨道段在其延伸方向上部分设置有齿条。
在本发明的技术方案中，通过齿轮和齿条的啮合的方式解决空中列车在山区轨道坡度较大时由于橡胶轮胎和钢制轨道面的摩擦系数低造成打滑现象的问题。本发明的悬挂式空中列车爬坡系统仅在轨道梁和转向架上做有限的改变，对原有建设的结构改变较小，降低了改造所带来的成本。并且结构简单，防打滑效果好，符合公共交通的大批量生产的要求。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的悬挂式空中列车爬坡系统。附图中：
图1为本发明的悬挂式空中列车爬坡系统的示意图；
图2为本发明的轨道梁的结构示意图；
图3为图2中轨道梁的底板的局部放大图。
附图标记列表
1、行走轮；2、转向架；3、齿轮；4、轨道梁；5、齿条； 6、轨道；7、导向轮；41、腹板；42、底板。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-3所示，本发明的悬挂式空中列车爬坡系统通过设置在轨道梁4上的齿条5与设置在行走装置(如图1所示1、2、3、 7)上的齿轮3的啮合解决空中列车在山区倾斜轨道段行驶时由于橡胶轮胎和钢制轨道的摩擦系数低形成打滑现象的问题。
如图1所示，本发明的悬挂式空中列车爬坡系统包括支墩(图中未示出)、轨道梁4、行走装置和与行走装置的底部相连接的列车车厢(图中未示出)。其中，支墩的一端被固定到地面或山体上，支墩的另一悬臂端将轨道梁4固定到空中。行走装置包括转向架 2、行走轮1、导向轮7、齿轮3和动力机构(图中未示出)，行走装置借助行走轮1和齿轮3在轨道梁4上行走，由动力机构带动。转向架2、行走轮1和导向轮7均为标准件。
继续参阅图1-3，在本发明的优选实施方案中，轨道梁4 是箱式轨道梁，轨道梁4包括对称设置的两个腹板41和两个底板42。在其延伸方向上，分为倾斜设置的倾斜轨道段和水平设置的水平轨道段。因施工过程中存在误差，所以水平轨道段优选为轨道坡度介于0 °到8°之间的轨道，倾斜轨道段优选为轨道坡度大于8°的轨道，但此种限定并不是绝对的，因地理环境等具体情况的不同，轨道段的区分可根据实际情况确定。
在整个轨道梁4上，不论是倾斜设置的倾斜轨道段还是水平设置的水平轨道段，均设置有轨道6。在倾斜轨道段上，均设置有齿条5；在水平轨道段上，可以选择性的设置齿条5。例如，根据地理环境的差异，在冰雪覆盖的北方有减少摩擦力的物质存在时，水平轨道段上则可以设置齿条5。
齿条5可以设置在轨道梁4的底板42上，也可以设置在腹板41上。具体的，当齿条5设置在底板42上时，其可以设置在轨道6的外侧，也可以设置在轨道6的内侧。当然，齿条5也可以设置在腹板41上，此时的齿轮3与导向轮7平行。
行走轮1的数量优选为四个，像汽车轮胎一样两两对称设置在转向架2的两侧。行走轮1分别与转向架2固定连接，并与轨道6滚动接触。导向轮7设置在转向架2的两侧，并与腹板41滚动接触，用于对行走装置的行走方向进行引导，辅助行走装置转弯。具体地，导向轮7的数量优选为四，与行走轮1的排布类似，导向轮7对称设置在转向架2的两端部，行走轮1紧邻导向轮7。
当齿轮3与行走轮1同轴设置时，齿轮3的分度圆的周长与行走轮1的周长相等，防止齿轮3与齿条5啮合时，行走轮1与轨道6打滑。也可以通过增加齿轮变速机构，在齿轮3的分度圆的周长小于行走轮1的周长的情况下实现齿轮3和行走轮1线速度相等，避免因齿条5要低于轨道6而造成因改变轨道梁4而产生较大的工程量的情况，节省了人力物力。本领域人员容易想到的是，齿轮3与行走轮1也可以非同轴的形式设置。当以非同轴的形式设置时，优选设置方式为齿轮3的分度圆的周长与行走轮1的周长相等，此时可以通过抬高齿轮3的轴心的方式，完成二者的同步旋转，无需增加齿轮变速机构，节省资源。具体的，齿轮3数量也不必与行走轮1的数量一致，可以为两个、三个、四个或更多。
下面结合图1-3来对本发明的悬挂式空中列车爬坡系统的工作原理进行详细说明。
行走装置带动列车在倾斜轨道段上行走时，行走轮1在轨道6上行走，齿轮3与齿条5啮合，齿轮3和行走轮1驱动行走装置沿轨道4的延伸方向行走。
行走装置带动列车在水平轨道段(不具有齿条5时)上行走时，行走轮1在轨道6上行走，行走轮1驱动行走装置沿轨道4 的延伸方向行走。
行走装置带动列车在水平轨道段(具有齿条5时)上行走时，行走轮1在轨道6上行走，齿轮3与齿条5啮合，齿轮3和行走轮1驱动行走装置沿轨道4的延伸方向行走。
综上所述，通过齿轮3和齿条5的啮合的方式解决空中列车在山区轨道坡度较大时由于橡胶轮胎和钢制轨道的摩擦系数低形成打滑现象的问题。本发明的悬挂式空中列车爬坡系统仅在轨道梁4 和转向架2上做有限的改变，对原有建设的结构改变较小，降低了改造所带来的成本。并且结构简单，防打滑效果好，符合公共交通的大批量生产的要求。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种悬挂式空中列车爬坡系统，包括轨道梁、在所述轨道梁上行走的行走装置和与所述行走装置的底部相连接的列车车厢，其中，所述行走装置包括行走轮，所述行走装置借助所述行走轮在所述轨道梁的底板上行走，
其特征在于，所述轨道梁包括倾斜设置的倾斜轨道段，所述倾斜轨道段在其延伸方向上设置有齿条；
所述行走装置还包括与所述齿条啮合的齿轮，所述齿轮转动时确保所述行走装置在所述倾斜轨道段上行走而不打滑。
2.根据权利要求1所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述齿条设置在所述轨道梁的底板上。
3.根据权利要求2所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述齿条设置于所述行走轮的轨道的外侧。
4.根据权利要求3所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述齿轮与所述行走轮同轴设置。
5.根据权利要求1所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述齿条设置在所述轨道梁的腹板上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述轨道梁还包括水平设置的水平轨道段，所述水平轨道段在其延伸方向上部分设置有所述齿条。
7.根据权利要求6所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述行走装置还包括动力机构，所述动力机构用于驱动所述行走轮和所述齿轮转动。
8.根据权利要求7所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述悬挂式空中列车爬坡系统包括支墩，所述支墩用于将所述轨道梁固定到空中。
9.根据权利要求8所述的悬挂式空中列车爬坡系统，其特征在于，所述轨道梁是箱式轨道梁。
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