CN109398106B - 一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统 - Google Patents

一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及交通设备技术领域，尤其为一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统，包括地面轨道、交通车辆和充电桩和接触网，交通车辆沿地面轨道前进或后退，且通过接触网供电，在地面轨道上每隔一段距离设置站台用于停靠，每个站台上设有充电桩，本发明投资小，见效快，车辆和道路建设成本低，既可以在现有道路上改建，也可以单建轨道公路；新能源，清洁环保，燥音低，电力驱动，设有大功率电池组，充电方便，可在特定路段脱离接触网运行；爬坡能力强、转弯半径大；运载能力强，可认组合成几节车厢，每个轮胎都有动力；组网灵活方便，可以作为城市轨道的辅助客运，也可以作为中小城市的轨道交通。

Description

一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及 交通系统
技术领域
本发明涉交通设备及技术领域，具体为一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统。
背景技术
现阶段，随着我国加快城镇化，很多远郊区县在转型中，其规模达到城镇水平，但是在诸如交通安全管理上仍然存在很大的真空地带，给远郊区县交通管理工作带来了巨大的挑战,在建设社会主义新农村过程中，远郊区县道路交通安全摆在了突出的位置，迫切需要对远郊区县交通安全进行全面和系统的研究和应对工作，在区县交通系统中，缺乏配套完善的交通工具，现有交通工具实施成本高，不具有环保性，鉴于此，我们提出一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统，包括地面轨道、交通车辆和充电桩和接触网，所述交通车辆沿地面轨道前进或后退，且通过接触网供电，在地面轨道上每隔一段距离设置站台用于停靠，每个站台上设有充电桩。
优选的，所述交通车辆包括驾驶室和所述驾驶室后方的轿厢，所述驾驶室与所述轿厢通过锁紧机构可拆卸连接，所述驾驶室和所述轿厢的底部均设有行走机构，且在所述驾驶室和所述轿厢底盘的中心处设有导向组件，在所述交通车辆的顶端还设有用于接收接触网电能的受电弓。
优选的，行走机构包括驾驶室和轿厢底端两侧的驱动轮，两个驱动轮之间通过轮轴同轴固定连接，轮轴的上方设有差速电机，轮轴上设有离合器，差速电机的输出轴与离合器的输入轴固定连接。
优选的，轮轴上还套设有主动轮，主动轮的一侧设有从动轮，且主动轮通过链条带动从动轮转动，从动轮的一侧设有发电机，发电机的输出轴与从动轮同轴固定连接。
优选的，锁紧机构包括安装在驾驶室和轿厢后端部的自锁扣和安装在轿厢前端部的锁环，自锁扣为前端开口的环形结构，自锁扣开口端设有锁头，锁头上设有凸台，锁头一端铰接有摆臂，且摆臂的一端侧壁通过回位弹簧固定在凸台上，锁头开口端还设有限位柱，且摆臂的另一端与限位柱的内侧壁卡接。
优选的，导向组件包括固定在驾驶室和轿厢地盘上的轮铰和轮铰底端的导向轮，导向轮通过转轴与轮铰转动连接，导向轮的两侧壁上均开设有若干方槽，且每个方槽内转动连接有侧滑轮。
优选的，地面轨道上径向开设有轨道凹槽，导向轮嵌入在轨道凹槽对交通车辆实现导向。
优选的，充电桩包括桩体、桩体顶端的顶棚以及桩体表面的充电枪，桩体表面开设有用于与充电枪插接配合的滑槽，充电枪的一端通过弹簧固定在滑槽的内端壁上。
优选的，充电枪的外露端为等腰梯形，驾驶室和轿厢上均设有与充电枪相适配的充电口，交通车辆到站后充电枪能够卡接在充电口内。
优选的，充电桩通过三相电网输入交流电，经过三相桥式不可控整流电路整流变成直流电，滤波后提供给高频DC-DC功率变换器，功率变换器经过直直变换输出需要的直流，再次滤波后为交通车辆的蓄电池充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明投资小，见效快，车辆和道路建设成本低，既可以在现有道路上改建，也可以单建轨道公路；新能源，清洁环保，燥音低，电动驱动，设有大功率电池组，充电方便，也可在特定路段上电运行；爬坡能力强、转弯半径大；运载能力强，可认组合成几节车厢，每个轮胎都有动力；组网灵活方便，可以作为城市轨道的辅助客运，也可以作为中小城市的轨道交通。
2、本发明的锁紧机构通过锁环直接卡接到自锁扣内，在向自锁扣内部卡接时摆臂受力向内摆动，压缩回位弹簧，待锁环卡进自锁扣内部时，在回位弹簧的回弹力下复位，同时摆臂的一端卡在限位柱内壁上，使其无法向外部摆动，通过具有自锁功能的锁紧机构实现驾驶室和轿厢以及各节轿厢之间的连接，不仅连接简单稳固，并且拆卸方便，运载能力强，可认组合成几节车厢。
3、本发明差速电机转动传动给离合器，离合器是由一个定子绕组产生磁场，然后由转子线圈加-V可调电压产生的转子磁场作相互用调速的，-V电压有滑差调速器供给，然后由离合器的发电线圈发出的反馈电压经整流取样后控制调速器使其频率稳定，实现了交通车辆的电机和后桥底盘一体化的目的，使交通车辆的底盘在传动中减少了阻力，使每节轿厢都具有动力，又可以提高现有交通车辆车速、降低噪音，其结构简单，易于操作，并且在交通车辆行驶过程中主动轮通过链条带动从动轮转动，从而带动发电机切割磁感线发电，用于为车内的一些必要用电设施提供电能，使驱动电能和用电分开，提高了车身的动力性能，节能环保。
4、本发明通过导向轮沿着轨道凹槽的径向而实现导向功能，在行车过程中无需操控车辆的方向，并且侧面的侧滑轮能够有效减少在转向时导向轮的侧边与轨道凹槽内侧壁的摩擦，增加了导向轮的使用寿命。
5、本发明在车辆到站后，交通车辆的驾驶室或轿厢与充电枪的外伸端发生接触，车辆碰触到充电枪的外伸梯形端后，梯形的两个斜面受力使充电枪向滑槽内部缩回，当交通车辆继续向前到达充电口所在处时，充电枪在弹簧的弹力下弹出，与充电口卡接，自行进行充电，充电操作无需人工进行节约人力，特殊的充电枪结构使车辆到站自动充电，简单快捷，大大提高了交通效率。
附图说明
图1为本发明中整个交通系统的整体结构示意图；
图2为本发明中交通车辆一种视角的结构示意图；
图3为本发明中交通车辆另一种视角的结构示意图；
图4为本发明中交通车辆的主视图；
图5为本发明中行走机构的结构示意图；
图6为本发明中锁紧机构的结构示意图；
图7为本发明中导向组件的结构示意图；
图8为本发明中充电桩的结构示意图；
图9为本发明中充电桩的充电电路图。
图中：1、地面轨道；10、轨道凹槽；2、交通车辆；20、驾驶室；21、轿厢；22、行走机构；220、驱动轮；221、轮轴；222、差速电机；223、离合器；224、主动轮；225、从动轮；226、链条；227、发电机；23、锁紧机构；230、自锁扣；2300、锁头；2301、凸台；2302、回位弹簧；2303、摆臂；2304、限位柱；231、锁环；24、导向组件；240、导向轮；241、轮铰；242、方槽；243、侧滑轮；244、转轴；25、充电口；26、受电弓； 3、充电桩；30、桩体；300、滑槽；31、顶棚；32、充电枪；320、弹簧；4、接触网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1-9，本发明提供了一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统，包括地面轨道1、交通车辆2和充电桩3和接触网4，交通车辆2沿地面轨道1前进或后退，且通过接触网4供电，在地面轨道1上每隔一段距离设置站台用于停靠，每个站台上设有充电桩3。
交通车辆2包括驾驶室20和驾驶室20后方的轿厢21，驾驶室20与轿厢21通过锁紧机构23可拆卸连接，锁紧机构23包括安装在驾驶室20和轿厢21后端部的自锁扣230和安装在轿厢21前端部的锁环231，自锁扣230为前端开口的环形结构，自锁扣230开口端设有锁头2300，锁头2300上设有凸台2301，锁头2300一端铰接有摆臂2303，且摆臂2303 的一端侧壁通过回位弹簧2302固定在凸台2301上，锁头2300开口端还设有限位柱2304，且摆臂2303的另一端与限位柱2304的内侧壁卡接，锁紧机构23通过锁环231直接卡接到自锁扣230内，在向自锁扣230内部卡接时摆臂2303受力向内摆动，压缩回位弹簧2302，待锁环231卡进自锁扣230内部时，在回位弹簧2302的回弹力下复位，同时摆臂2303的一端卡在限位柱2304内壁上，使其无法向外部摆动，通过具有自锁功能的锁紧机构23实现驾驶室20和轿厢21以及各节轿厢21之间的连接，不仅连接简单稳固，并且拆卸方便，运载能力强，可认组合成几节车厢。
驾驶室20和轿厢21的底部均设有行走机构22，行走机构22包括驾驶室20和轿厢21底端两侧的驱动轮220，两个驱动轮220之间通过轮轴221同轴固定连接，轮轴221的上方设有差速电机222，轮轴221上设有离合器223，差速电机222的输出轴与离合器223 的输入轴固定连接，轮轴221上还套设有主动轮224，主动轮224的一侧设有从动轮225，且主动轮224通过链条226带动从动轮225转动，从动轮225的一侧设有发电机227，发电机227的输出轴与从动轮225同轴固定连接，通过差速电机222转动传动给离合器223，离合器223是由一个定子绕组产生磁场，然后由转子线圈加0-90V可调电压产生的转子磁场作相互用调速的，0-90V电压有滑差调速器供给，然后由离合器223的发电线圈发出的反馈电压经整流取样后控制调速器使其频率稳定，实现了交通车辆2的电机和后桥底盘一体化的目的，使交通车辆2的底盘在传动中减少了阻力，使每节轿厢21都具有动力，又可以提高现有交通车辆2车速、降低噪音，其结构简单，易于操作，并且在交通车辆2 行驶过程中主动轮224通过链条226带动从动轮225转动，从而带动发电机227切割磁感线发电，用于为车内的一些必要用电设施提供电能，使驱动电能和用电分开，提高了车身的动力性能，节能环保。
且在驾驶室20和轿厢21底盘的中心处设有导向组件24，导向组件24包括固定在驾驶室20和轿厢21地盘上的轮铰241和轮铰241底端的导向轮240，导向轮240通过转轴 244与轮铰241转动连接，导向轮240的两侧壁上均开设有若干方槽242，且每个方槽242 内转动连接有侧滑轮243，地面轨道1上径向开设有轨道凹槽10，导向轮240嵌入在轨道凹槽10对交通车辆2实现导向，通过导向轮240沿着轨道凹槽10的径向而实现导向功能，在行车过程中无需操控车辆的方向，并且侧面的侧滑轮243能够有效减少在转向时导向轮 240的侧边与轨道凹槽10内侧壁的摩擦，增加了导向轮240的使用寿命。
充电桩3包括桩体30、桩体30顶端的顶棚31以及桩体30表面的充电枪32，桩体30表面开设有用于与充电枪32插接配合的滑槽300，充电枪32的一端通过弹簧320固定在滑槽300的内端壁上，充电枪32的外露端为等腰梯形，驾驶室20和轿厢21上均设有与充电枪32相适配的充电口25，交通车辆2到站后充电枪32能够卡接在充电口25内，充电桩3通过三相电网输入交流电，经过三相桥式不可控整流电路整流变成直流电，滤波后提供给高频DC-DC功率变换器，功率变换器经过直直变换输出需要的直流，再次滤波后为交通车辆2的蓄电池充电，在车辆到站后，交通车辆2的驾驶室20或轿厢21与充电枪32 的外伸端发生接触，车辆碰触到充电枪32的外伸梯形端后，梯形的两个斜面受力使充电枪32向滑槽300内部缩回，当交通车辆2继续向前到达充电口25所在处时，充电枪32 在弹簧320的弹力下弹出，与充电口25卡接，自行进行充电，充电操作无需人工进行节约人力，特殊的充电枪32结构使车辆到站自动充电，简单快捷，大大提高了交通效率。
在交通车辆2的顶端还设有用于接收接触网4电能的受电弓26，接触网4是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓26取流的高压输电线，姜葱牵引变电所获得的的电能输送给交通车辆2。
本实施例中，接触网4的电压等级为25KV，考虑电压损耗，牵引变电所输出电压为27.5KV。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于单轨导向、汽车轮胎运行、接触网供电的交通车辆及交通系统，包括地面轨道(1)、交通车辆(2)和充电桩(3)和接触网(4)，其特征在于：所述交通车辆(2)沿地面轨道(1)前进或后退，且通过接触网(4)供电，在地面轨道(1)上每隔一段距离设置站台用于停靠，每个站台上设有充电桩(3)；
所述交通车辆(2)包括驾驶室(20)和所述驾驶室(20)后方的轿厢(21)，所述驾驶室(20)与所述轿厢(21)通过锁紧机构(23)可拆卸连接，所述驾驶室(20)和所述轿厢(21)的底部均设有行走机构(22)，且在所述驾驶室(20)和所述轿厢(21)底盘的中心处设有导向组件(24)，在所述交通车辆(2)的顶端还设有用于接收接触网(4)电能的受电弓(26)；
所述行走机构(22)包括所述驾驶室(20)和所述轿厢(21)底端两侧的驱动轮(220)，两个驱动轮(220)之间通过轮轴(221)同轴固定连接，所述轮轴(221)的上方设有差速电机(222)，所述轮轴(221)上设有离合器(223)，所述差速电机(222)的输出轴与所述离合器(223)的输入轴固定连接；
所述锁紧机构(23)包括安装在所述驾驶室(20)和所述轿厢(21)后端部的自锁扣(230)和安装在所述轿厢(21)前端部的锁环(231)，所述自锁扣(230)为前端开口的环形结构，所述自锁扣(230)开口端设有锁头(2300)，所述锁头(2300)上设有凸台(2301)，所述锁头(2300)一端铰接有摆臂(2303)，且所述摆臂(2303)的一端侧壁通过回位弹簧(2302)固定在所述凸台(2301)上，所述锁头(2300)开口端还设有限位柱(2304)，且所述摆臂(2303)的另一端与所述限位柱(2304)的内侧壁卡接；
所述导向组件(24)包括固定在驾驶室(20)和所述轿厢(21)地盘上的轮铰(241)和所述轮铰(241)底端的导向轮(240)，所述导向轮(240)通过转轴(244)与所述轮铰(241)转动连接，所述导向轮(240)的两侧壁上均开设有若干方槽(242)，且每个所述方槽(242)内转动连接有侧滑轮(243)；
所述地面轨道(1)上径向开设有轨道凹槽(10)，所述导向轮(240)嵌入在轨道凹槽(10)对交通车辆(2)实现导向；
所述充电桩(3)包括桩体(30)、所述桩体(30)顶端的顶棚(31)以及桩体(30)表面的充电枪(32)，所述桩体(30)表面开设有用于与充电枪(32)插接配合的滑槽(300)，所述充电枪(32)的一端通过弹簧(320)固定在滑槽(300)的内端壁上；
所述充电枪(32)的外露端为等腰梯形，所述驾驶室(20)和所述轿厢(21)上均设有与充电枪(32)相适配的充电口(25)，所述交通车辆(2)到站后充电枪(32)能够卡接在充电口(25)内。
2.根据权利要求1所述的基于单轨导向运行的交通车辆及交通系统，其特征在于：所述行走机构(22)包括所述驾驶室(20)和所述轿厢(21)底端两侧的驱动轮(220)，两个驱动轮(220)之间通过轮轴(221)同轴固定连接，所述轮轴(221)的上方设有差速电机(222)，所述轮轴(221)上设有离合器(223)，所述差速电机(222)的输出轴与所述离合器(223)的输入轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于单轨导向运行的交通车辆及交通系统，其特征在于：所述轮轴(221)上还套设有主动轮(224)，所述主动轮(224)的一侧设有从动轮(225)，且所述主动轮(224)通过链条(226)带动所述从动轮(225)转动，所述从动轮(225)的一侧设有发电机(227)，所述发电机(227)的输出轴与所述从动轮(225)同轴固定连接。
4.根据权利要求1所述的基于单轨导向运行的交通车辆及交通系统，其特征在于：所述充电桩(3)通过三相电网输入交流电，经过三相桥式不可控整流电路整流变成直流电，滤波后提供给高频DC-DC功率变换器，功率变换器经过直直变换输出需要的直流，再次滤波后为交通车辆(2)的蓄电池充电。
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