CN109607362A - 一种地下轨道车辆升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下轨道车辆升降系统，包括地面站台、连通隧道与地面站台的电梯井，竖直安装在电梯井井壁上的导靴，安装在导靴上的牵引电磁铁组，与牵引电磁铁组连接的控制器，安装在车体两侧，并与所述导靴间隙配合的导轨，在导轨上安装多个磁体单元，相邻的磁体单元极性相反，所述牵引电磁铁组由沿着导靴长度方向间隔设置的多个电磁铁组成；所述控制器用于向牵引电磁铁组输入变化的电流，并控制每个牵引电磁铁的极性不断变化，使牵引电磁铁与磁体单元之间产生作用力，以带动车体在电梯井中上升或下降。本发明的车辆到站后，车体被提升至地面上，使乘客在地面上下车，使乘车更加方便，并且减小了占用地下空间的体积，降低了建设成本。

Description

一种地下轨道车辆升降系统

技术领域

本发明涉及升降装置，尤其是一种用于轨道交通的地下轨道车辆升降系统。

背景技术

传统的地下轨道交通，如地铁，其运行需要有较大的空间，站点相距远，而且为了避免列车运行对地面建筑造成的振动影响，列车一般运行在地下较深的位置，人们乘坐时需要经过较长的进站通道，尤其是对于老人、儿童和残疾人而言乘坐十分不便，另一方面为了容纳较多的乘客，地下站台占用空间大，建设成本极高。随着技术条件的进步和经济的发展，现有的轨道交通速度虽然在逐渐提高，但其进出站的方式依然会耗费大量时间，而人们对于出行的便利性要求越来越高，因此提高乘坐轨道交通的便利性显得十分重要。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种地下轨道车辆升降系统，可以将地下轨道车辆提升至地面，使乘客在地面上下车，坚决了地下站台建设成本高，乘坐不便的问题。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种地下轨道车辆升降系统，包括地面站台、连通隧道与地面站台的电梯井，竖直安装在电梯井井壁上的导靴，安装在导靴上的牵引电磁铁组，与牵引电磁铁组连接的控制器，安装在车体两侧，并与所述导靴间隙配合的导轨，在导轨上安装多个磁体单元，相邻的磁体单元极性相反，所述牵引电磁铁组由沿着导靴长度方向间隔设置的多个电磁铁组成；所述控制器用于向牵引电磁铁组输入变化的电流，并控制每个牵引电磁铁的极性不断变化，使牵引电磁铁与磁体单元之间产生作用力，以带动车体在电梯井中上升或下降。

进一步，所述车体包括底架和安装在底架上的乘车室，所述导轨的数量至少为两对，并对称分布在底架两侧，导轨的长度不超过底架的高度。

进一步，所述导轨通过伸缩机构与底架连接，并配置为可以向底架的左右两侧方向水平移动。

进一步，所述伸缩机构设置在导轨上的齿，设置在底架上，并用于容纳导轨的凹槽，安装在凹槽内并与导轨上的齿啮合的齿轮，与齿轮连接的驱动电机，所述凹槽的长度与导轨的长度相同，以限制导轨相对底架上下移动，所述驱动电机配置为驱动齿轮旋转，在齿轮旋转时将带动导轨沿着凹槽水平移动，以伸出或者缩回凹槽中。

进一步，所述导轨的两侧分别对称地设有一齿轮，齿轮的轴向与导轨的长度方向平行。

进一步，还包括导向装置，所述导向装置包括，间隔安装在导靴两侧的多个导向电磁铁和安装在导轨上并与导向电磁铁相对应的多个导向磁铁，以及安装在导靴上用于检测导轨与导靴之间间隙的位移传感器；所述导向电磁铁和位移传感器分别与控制器连接，控制器根据位移传感器的检测数据控制导向电磁铁中的电流，以调节导轨与导靴之间间隙，使导轨与导靴保持对齐。

进一步，所述导靴具有一导槽，导向电磁铁安装在导槽内，并对称分布在导槽的两侧；所述导轨为T型导轨，并包括基部和凸起部，所述凸起部与导槽配合，并可伸入导槽内，所述导向磁铁安装在凸起部的两侧，竖直方向上的相邻导向磁铁的磁极方向相同；所述磁体单元安装在凸起部的端部。

进一步，所述地面站台包括，安装在电梯井井口上的地面电动门，设置在地面上的信息提示装置，所述信息提示装置和地面电动门分别与控制器连接，所述控制器控制地面电动门沿着水平方向移动，以打开或者关闭电梯井的井口，并在地面电动门动作时通过信息提示装置发出报警提示。

进一步，所述车体为单厢车体，并沿着隧道内的轨道运行，其承载人数不超过十人，所述导靴最低端的高度不高于车体运行时导轨所在高度。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明改变了现有地下轨道车辆的进出站方式，车辆到站后，车体被提升至地面上，使乘客在地面上下车，乘客在乘车时不必再穿过较长的地下通道，可以直接进出车厢，减小了乘车时间，而且由于取消了地下站台，从而减小了占用地下空间的体积，降低了建设成本，并且本发明采用磁悬浮技术升降车体，升降速度快，噪音小，能源利用效率高，占用空间小，使乘车感受更加舒适。

附图说明

图1：一种地下交通系统的部分结构图；

图2：为图1中去掉隧道后的结构图；

图3：本发明去掉电梯井后的结构图；

图4：本发明的车体上升至地面站台后的左视图；

图5：为本发明的车体上升至地面站台后的俯视图；

图6：本发明的车体结构图；

图7：本发明的车体主视图；

图8：为图7的A-A面剖视并增加导靴后的示意图；

图9：为图8的Y局部放大图；

图10：本发明的伸缩机构结构图；

图11:本发明的车体上升过程的工作原理图；

图12：本发明的电控原理图；

其中：1、隧道 2、磁悬浮轨道 3、车体 4、地下轨道车辆升降系统 31、底架32、乘客室 33、车门 41、地面站台 42、电梯井 43、导靴 44、牵引电磁铁组 45、导轨 46、磁体单元47、控制器 48、导向装置 49、伸缩机构 451、基部 452、凸起部 481、导向电磁铁 482、导向磁铁 483、位移传感器 491、齿轮 492、驱动电机 493、齿 411、地面电动门 412、信息提示装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1和图2所示，一种地下交通系统，包括，设在地面以下的隧道1，铺设在隧道1内的磁悬浮轨道2，以及运行在磁悬浮轨道2上的车体3。所述隧道1内只铺设一条单行磁悬浮轨道2，车体3沿着磁悬浮轨道2单向运行，所述车体3为单厢车体，优选地车体3长度为3～4米，车体3宽度为2米左右，车体3形状为流线型，设计最大载客人数为10人，由于车体3体积较小，相应地隧道1的横截面积很小，隧道1的深度相比传统地铁隧道1也更小，车体3重量也很轻。

如图3、图4、图6、图11和图12所示，所述地下交通系统还包括地下轨道车辆升降系统4，所述地下轨道车辆升降系统4包括地面站台、连通隧道1与地面站台的电梯井42，安装在电梯井42井壁上的导靴43，安装在导靴43上的牵引电磁铁组44，安装在车体3两侧的导轨45，安装在导轨45上的磁体单元46，以及与牵引电磁铁组44连接的控制器47。所述导靴43竖直安装在电梯井42内，并延伸至电梯井42的井口，所述牵引电磁铁组44由沿着导靴43的长度方向间隔设置的多个电磁铁组成，所述导轨45与导靴43为间隙配合，两者之间留有一定空隙，所述磁体单元46为多个，并沿着导轨45长度方向间隔排列，磁体单元46与导轨45固定连接，相邻的磁体单元46极性相反，所述控制器47用于向牵引电磁铁组44输入变化的电流，并控制每个牵引电磁铁的极性不断变化，使牵引电磁铁组44与磁体单元46之间产生作用力，以带动车体3在电梯井42中上升或下降，该过程利用了直线电机原理。具体地，以其中一个磁体单元46为例说明，控制器47首先控制离磁体单元46上方最近的一个牵引电磁铁产生一个与该磁体单元46磁场相反的电磁场，离磁体单元46下方最近的一个牵引电磁铁产生一个与该磁体单元46磁场相同的电磁场，该磁体单元46将收到来自上方牵引电磁铁的吸力和来自下方牵引电磁铁的斥力，在这两个力的作用下磁体单元46将向上运动，当磁体单元46运动至与上方的牵引电磁铁平齐时，该牵引电磁铁中的电流将发生反向，并产生一个与磁体单元46磁场方向相同的电磁场，当磁体单元46在惯性作用下越过平衡位置时，该牵引电磁铁由对磁体单元46产生吸力变为产生斥力，并进一步推动磁体单元46向上运动，连续的牵引电磁铁组44对磁体单元46产生力的作用作用，使磁体单元46不断上升，进而使车体3上升。

结合图7至图9所示，所述地下轨道车辆升降系统4还包括导向装置48，所述导向装置48包括，间隔安装在导靴43两侧的多个导向电磁铁481和安装在导轨45上并与导向电磁铁481相对应的多个导向磁铁482，以及安装在导靴43上用于检测导轨45与导靴43之间间隙的位移传感器483；所述导向电磁铁481和位移传感器483分别与控制器47连接，控制器47根据位移传感器483的检测到的导靴43与导轨45之间的距离控制导向电磁铁481中的电流，以调节导轨45与导靴43之间间隙，使导轨45与导靴43保持对齐，如导轨45偏左，则相应地控制导轨45右侧的导向电磁铁481中的电流增大，吸引导向磁铁482，使导轨45向右运动。

结合图10所示，所述车体3包括底架31和安装在底架31上的乘车室32，所述导轨45的数量至少为两对，并对称分布在底架31两侧，导轨45的长度不超过底架31的高度，在车体3上升至最大高度时，乘车室32将位于地面上方，而底架31和导轨45位于地面以下，且在上升和下降过程中导轨45和导靴43始终保持配合。具体地，所述导靴43具有一导槽，导槽为内凹结构，导向电磁铁481安装在导槽内，并对称分布在导槽的两侧；所述导轨45为T型导轨，并包括基部451和凸起部452，所述凸起部452与导槽配合，并可伸入导槽内，所述导向磁铁482安装在凸起部452的两侧，竖直方向上的相邻导向磁铁482的磁极方向相同。所述磁体单元46安装在凸起部452的端部，所述磁体单元46和导向磁铁482均为永磁铁。

为使导轨45与导靴43能够分离，所述导轨45通过伸缩机构49与底架31连接，并配置为可以向底架31的左右两侧方向水平移动，当导轨45向车体3外侧移动时，将与导靴43配合，导轨45向车内移动时，将与导靴43脱离。所述导靴43最低端的高度不高于车体3运行时导轨45所在高度，当车体3到达站点后，伸缩机构49驱动导轨45向外伸出，使导轨45与导靴43配合，然后牵引电磁铁组44通电，驱动车体3向上运动，当车体3到达地面后，车门33打开，乘客可以上下车，在乘客上下车结束后，车体3下降返回至磁悬浮轨道2上，然后导轨45缩回至车体3内，车辆沿磁悬浮轨道2上继续行驶。

具体地，所述伸缩机构49包括，设置在导轨45上的齿493，设置在底架31上，并用于容纳导轨45的凹槽，安装在凹槽内并与导轨45上的齿493啮合的齿轮491，与齿轮491连接的驱动电机492，所述驱动电机492与控制器47连接。所述凹槽的长度与导轨45的长度相同，以限制导轨45相对底架31上下移动，所述驱动电机492配置为驱动齿轮491旋转，在齿轮491旋转时将带动导轨45沿着凹槽水平移动，以伸出或者缩回凹槽中。优选地，所述导轨45的两侧分别对称地设有一齿轮491，齿轮491的轴向与导轨45的长度方向平行，导轨45两侧的齿轮491同步转动，驱动导轨45移动。

具体地，所述地面站台41包括，安装在电梯井42井口上的地面电动门411，设置在地面上的信息提示装置412，所述信息提示装置412和地面电动门411分别与控制器47连接，所述地面电动门411沿着水平方向移动，以打开或者关闭电梯井42的井口，并在地面电动门411动作时所述控制器47控制信息提示装置412发出报警提示。

如图5所示，优选地，所述信息提示装置412为设置在地面电动门411上的屏幕，或者也可以为竖直安装在地面上的立体显示屏。

本发明的车体3体积小，重量轻，因此可以很容易地实现车体3的上下升降，乘客在地面上下车，可以解决在地下设置站台建设成本高，占用空间多的问题。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于，包括地面站台、连通隧道与地面站台的电梯井，竖直安装在电梯井井壁上的导靴，安装在导靴上的牵引电磁铁组，与牵引电磁铁组连接的控制器，安装在车体两侧，并与所述导靴间隙配合的导轨，在导轨上安装多个磁体单元，相邻的磁体单元极性相反，所述牵引电磁铁组由沿着导靴长度方向间隔设置的多个电磁铁组成；所述控制器用于向牵引电磁铁组输入变化的电流，并控制每个牵引电磁铁的极性不断变化，使牵引电磁铁与磁体单元之间产生作用力，以带动车体在电梯井中上升或下降。

2.根据权利要求1所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述车体包括底架和安装在底架上的乘车室，所述导轨的数量至少为两对，并对称分布在底架两侧，导轨的长度不超过底架的高度。

3.根据权利要求2所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述导轨通过伸缩机构与底架连接，并配置为可以向底架的左右两侧方向水平移动。

4.根据权利要求3所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述伸缩机构设置在导轨上的齿，设置在底架上，并用于容纳导轨的凹槽，安装在凹槽内并与导轨上的齿啮合的齿轮，与齿轮连接的驱动电机，所述凹槽的长度与导轨的长度相同，以限制导轨相对底架上下移动，所述驱动电机配置为驱动齿轮旋转，在齿轮旋转时将带动导轨沿着凹槽水平移动，以伸出或者缩回凹槽中。

5.根据权利要求5所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述导轨的两侧分别对称地设有一齿轮，齿轮的轴向与导轨的长度方向平行。

6.根据权利要求1所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：还包括导向装置，所述导向装置包括，间隔安装在导靴两侧的多个导向电磁铁和安装在导轨上并与导向电磁铁相对应的多个导向磁铁，以及安装在导靴上用于检测导轨与导靴之间间隙的位移传感器；所述导向电磁铁和位移传感器分别与控制器连接，控制器根据位移传感器的检测数据控制导向电磁铁中的电流，以调节导轨与导靴之间间隙，使导轨与导靴保持对齐。

7.根据权利要求6所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述导靴具有一导槽，导向电磁铁安装在导槽内，并对称分布在导槽的两侧；所述导轨为T型导轨，并包括基部和凸起部，所述凸起部与导槽配合，并可伸入导槽内，所述导向磁铁安装在凸起部的两侧，竖直方向上的相邻导向磁铁的磁极方向相同；所述磁体单元安装在凸起部的端部。

8.根据权利要求1所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述地面站台包括，安装在电梯井井口上的地面电动门，设置在地面上的信息提示装置，所述信息提示装置和地面电动门分别与控制器连接，所述控制器控制地面电动门沿着水平方向移动，以打开或者关闭电梯井的井口，并在地面电动门动作时通过信息提示装置发出报警提示。

9.根据权利要求1所述的一种地下轨道车辆升降系统，其特征在于：所述车体为单厢车体，并沿着隧道内的轨道运行，其承载人数不超过十人，所述导靴最低端的高度不高于车体运行时导轨所在高度。