CN114056354A - 车辆引导系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆引导系统，其包括：运输导轨，其具有至少部分管结构；车辆轨道；车辆，其具有机身，所述机身具有最上侧表面和最下侧表面，所述车辆在所述车辆轨道上行进；至少一个轨道通道组件，其配置在所述至少部分管结构的内侧，其中，所述至少一个轨道通道组件配置成使得，当所述车辆在所述车辆轨道上行进时，所述至少一个轨道通道组件位于所述机身的所述最上侧表面和所述最下侧表面之间。

Description

车辆引导系统

本申请是申请日为2017年12月29日，申请号为201780081365.3(对应的PCT申请号为PCT/US2017/068994)，发明名称为“车辆引导系统”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求35U.S.C§119(e)下于2016年12月29日提交的美国临时申请62/440,155的权益，其公开内容通过引用整体明确地并入本文。

技术领域

本公开涉及一种使用轨道的运输系统，特别是车辆引导系统和轨道切换系统。

背景技术

取决于用于它们的重量的支撑以及用于它们的引导的轨道的运输系统是发达的且是被广泛使用的。一个实例是铁路。列车轨道确定用于列车车辆的行驶路径。允许铁路列车从一个轨道引导到另一个轨道的机械装置被称为“转轨”或“道岔”。转轨存在于两个轨道相交的位置，即在分岔处(也称为支线或滑动分支)处，其中一个轨道朝向不同的方向分成两个或多个轨道，或者在交叉点处，其中来自不同方向的两个或多个轨道会聚成单个轨道。转轨由两个轨道在交叉口处的各种专用机械轨道元件组成，例如“点”(也称为“心轨”或“尖轨”)、“辙叉”(也称为“共用交叉口”或“V型轨道”)、护轨等。转轨的操作需要大部分专用轨道元件的机械运动。高速切换(包括法国TGV或日本新干线等传统/轮式高速列车)需要更长、更重、更复杂和更昂贵的机构。在非常高速的磁悬浮(磁力悬浮)列车(例如德国Transrapid系统(目前在上海的商业运营))的极端和罕见的情况下，现有的机械转轨涉及将轨道的整个部分一起移动的巨大机构。无论考虑是传统的轮式列车还是磁力悬浮列车，这些基于轨道的转轨均需要长而大的轨道元件的机械运动，而且缓慢、复杂、昂贵并且容易发生故障。机械转轨的失效会危及整个运输系统，因为它是维持列车车辆的预定目的地的正确行驶方向的关键因素。此外，它也可能成为危险源并导致列车脱轨而造成灾难性后果。

在传统铁路(即轮式列车)中，在轨道侧，每个轨道同时支撑两种类型的负载：由于列车的重量的正常负载，以及由于侧向力的侧向负载。换句话说，通常没有用于正常负载的不同轨道组和用于侧向负载的单独轨道组。类似地，在车辆侧，相同的轮子同时将正常负载和横向负载传递到轨道。换句话说，没有用于支撑重量的一组不同的轮子和转向架，也没有提供引导的另一组轮子和转向架(即将侧向负载传递到轨道上)。另一方面，在不是很传统的基于轨道的运输系统的情况下，例如德国的Transrapid磁力悬浮列车，另外一方面，通过单独的机构处理正常负载和侧向负载。在轨道侧，有一组与引导轨道分开的不同的悬浮轨道。在车辆侧，确实有两组独立的转向架用于垂直负载(悬浮)和侧向负载(引导)。无论悬浮和引导是否结合(如在传统轨道中)或是单独的(如在Transrapid磁力悬浮中)，所有现有的切换机构均依赖于轨道侧切换，并且所有轨道侧转轨均依赖于长轨元件和大轨元件的机械运动。

发明内容

本公开的实施方案可以用在例如如在标题为“Transportation System(运输系统)”的共同转让的申请序列号15/007,783所述的基于轨道的运输系统中，其内容通过引用整体明确地并入本文。

本公开涉及一种用于车辆侧路径切换(而不是普遍存在的轨道侧切换)的系统。这种系统包括切换装置，所述切换装置将悬浮(正常重力负载)与引导(横向离心负载)分开。处理正常负载的机构与使用轨道侧部件和车辆侧部件处理横向负载的机构是分离的。在车辆侧，至少一组悬浮转向架和至少两组引导转向架(车辆每侧各一个)可以通过机械运动或电磁激活来接合。在轨道侧，至少一组悬浮轨道完全位于车辆下方，以及一组或两组引导轨道位于车辆的一侧或两侧，这取决于车辆是否通过转轨。

对于正常负载，在车辆侧，在所述车辆下面有一组悬浮转向架。悬浮转向架可以以任何必要和/或适当的方式将重力/悬浮负载传递到悬浮轨道或从悬浮轨道传递重力/悬浮负载。这些负载传递装置可以包括诸如轮子或滑板之类的接触机构，以及诸如电磁铁、永磁铁、空气轴承等的非接触式机构。悬浮转向架始终承载车辆的重量并始终与在车辆下方的悬浮轨道接合。

对于在轨道侧的正常负载，悬浮轨道位于车辆下方，其中顶部平的侧面面向车辆。顶侧可以或不可以衬有或不衬有特殊材料衬里。衬里可以有利于悬浮转向架与悬浮轨道之间的负载传递。例如，金属或电磁铁衬里可以使非接触式负载转移到电磁铁转向架并从电磁铁转向架传递，或者橡胶衬里可以抑制振动，同时在向轮式转向架传递负载并从所述轮式转向架传递负载，等。悬浮轨道可以在共同交叉口处共存和交叉，只要车辆完全位于它们上方，以便在通过转轨时车辆的任何部分都不会穿过它们。这种构造确保了对于悬浮负载不需要轨道侧切换动作也不需要车辆侧切换动作。切换动作仅控制引导转向架和引导轨道的相互作用。

对于在车辆侧的横向负载，引导转向架存在于车辆(右侧和左侧)的每一侧上。每个转向架均可以在两个横向方向上提供双向引导支撑。引导转向架可以以任何必要和/或适当的方式将引导侧向负载传递到引导轨道和从引导轨道引导传递引导侧向负载。这些负载传递装置可以包括诸如轮子或滑板的接触机构以及诸如电磁铁、永磁铁、空气轴承等的非接触机构。引导转向架可以通过转向架组件的机械运动或通过电磁激活来接合或脱离引导轨道。转向架组件的机械运动可以通过旋转、平移或其任何组合发生。

对于在轨道侧的横向负载，引导轨道可采取具有至少两个侧壁和一个开口的通道的形式。开口可以是顶部开口(例如“U”形通道)或底部开口(例如倒置的“U”形通道)。通道的内侧壁可以或不可以衬有特殊的材料衬里。衬里可以有利于在引导转向架与引导轨道之间的负载传递。例如，金属衬里或电磁衬里可以实现与电磁转向架之间的非接触式负载传递，或者橡胶衬里可以抑制振动，同时向轮式转向架等传递负载。

当引导转向架接合在其对应的引导轨道的通道时，引导转向架和引导轨道彼此相互作用。当引导转向架和引导轨道通道接合时，横向负载在车辆与轨道之间交换，使得车辆将继续大致在接合的引导轨道的方向上行进。当引导转向架例如通过由致动器物理地从轨道通道组件移除而从引导轨道脱离时，车辆则不再被该引导轨道引导。因此，在具有若干个引导转向架和轨道的系统中，车辆的行进方向可以通过使引导转向架与相应的引导轨道接合和脱离的过程来控制，例如在运输路线中的分岔处。如果左侧引导转向架接合在左侧引导轨道中并且右侧引导转向架从右侧引导轨道脱离，则车辆在转轨处被引导至左侧方向。类似地，如果右侧引导转向架接合在右侧引导轨道中，并且左侧引导转向架从左侧引导轨道脱离，则车辆在转轨处被引导至右侧方向。

在已知的技术中，轨道侧的切换需要轨道的大而长的部分，以移动就位。随着曲线半径的增加，高速切换会加剧这个问题，从而导致轨道相交的非常长的部分，以及更长和更大的移动轨道元件。除了上述复杂性之外，如果运输系统依赖于短的分离时间和两个车辆之间的短的间隔距离，则转轨操作所花费的时间成为另外的阻碍。轨道侧切换的尺寸复杂性和机械复杂性本身就足以具有问题，使其不适合于非常高的速度。提高车辆之间短分离的要求将需要非常快速动作的转轨，这可能无法实现轨道侧的切换。切换成为这种运输系统中的关键元件，使得轨道侧转轨的故障损害整个系统的操作。由于该过程关于时间是关键的，这种已知的轨道侧切换对于高速运输系统是不切实际的，该高速运输系统旨在使得各个车辆经常穿过这些共同交叉口或分岔，例如隔每十秒钟。

本发明的实施方案涉及一种车辆引导系统，所述车辆引导系统包括：左侧引导转向架，所述左侧引导转向架可选择地定位在第一位置和第二位置，其中所述左侧引导转向架在所述第一位置中使用接合在左侧引导轨道中将左侧方向施加在该车辆上的左侧引导转向架进行方向引导，并在所述第二位置中使用与左侧引导轨道分离的左侧引导转向架行进；以及右侧引导转向架，所述右侧引导转向架可选择地定位在第三位置和第四位置，其中所述右侧引导转向架在所述第三位置中使用接合在右侧引导轨道中将右侧方向施加在该车辆上的右侧引导转向架进行方向引导，并在所述第四位置中使用与右侧引导轨道分离的右侧引导转向架行进。在共同交叉口，以下中的一个：左侧引导转向架选择性地定位在第二位置，而右侧引导转向架保持在其第三位置，以实现右侧转弯，或者右侧引导转向架选择性地定位在第四位置中，而右侧引导转向架仍然处于其第一个位置，以实现右侧转弯。在到达共同交叉口之前，并且在清理了共同交叉口之后，左侧引导转向架和右侧引导转向架可以分别处于它们的接合位置，即第一位置和第三位置。在交叉口的整个长度范围内，只有左侧转向架或右侧转向架必须啮合，两者不能同时啮合。

根据实施方案，该左侧引导转向架可以包括经由左侧连接臂联接到该车辆上的左侧组件，以及右侧引导转向架可以包括经由右侧连接臂联接到该车辆的右侧组件。

根据其他实施方案，车辆可以在管状外壳内行进或在任何其他导轨上行进，所述导轨例如从车辆的两侧提供支撑的部分管。车辆引导系统还可以包括沿着外壳的内部设置的右侧轨道通道和左侧轨道通道。右侧轨道通道可以设置成接纳右侧组件，并且左侧轨道通道可以设置成接纳左侧组件。在实施方案中，右侧组件和左侧组件可包括至少一个接触或非接触的负载传递机构，例如有源电磁铁、无源永磁铁、轮子、空气轴承或这些机构的组合。此外，右侧轨道通道和左侧轨道通道可包括表面衬里，所述表面衬里适于与有源电磁铁、无源永磁铁、轮子、空气轴承或这些机构的组合相互作用。表面衬里可以由金属、聚合物、复合材料或用于承受负载、减少摩擦、处理热应力等所需的任何其他材料制成。

根据本发明的其他实施方案，车辆可以包括被构造为磁力悬浮列车，所述磁力悬浮列车被构造成在轨道系统中行进。

在另外的其他实施方案中，共同交叉口可包括左侧路径和右侧路径，车辆选择性地在其中一个上行进。此外，为了选择性地在左侧路径上行进，右侧引导转向架可以定位在第四位置中，并且为了选择性地在右侧路径上行进，右侧引导转向架可以定位在第二位置中。

根据其他实施方案，右侧引导转向架和左侧引导转向架可以可彼此独立地操作。此外，可在左侧设置额外的引导转向架，并可在右侧设置额外的引导转向架。右侧上的引导转向架可以一起操作，并且左侧上的引导转向架可以一起操作，并且右侧上的引导转向架可以独立于左侧上的引导转向架而操作。

在进一步的实施方案中，车辆可以包括围绕吊舱的机身的外骨架，即用于乘客和/或货物的有效负载舱。吊舱可以沿着车辆的纵向轴线在外骨架内自由旋转。悬浮转向架和引导转向架将连接到外骨架而不是直接附接到吊舱。当车辆经过转弯时，吊舱可相对于外骨架旋转，并沿着车辆的纵向轴线改变其倾斜角度。这种吊舱侧的倾斜飞行(与用于设计大多数铁路轨道和高速公路的轨道的倾斜飞行相反)将在组合的重力加速度和横向离心加速度的方向上自动使乘客和/或货物对齐。对于乘客而言，结果是更好的舒适性，因为他们不会感觉到任何横向加速度并且不会被抛到他们的座位侧面。对于货物，结果是货物在行进期间不会在集装箱内从一侧移动到另一侧。对于路线的规划和优化，结果是能够在不必对轨道倾斜转弯的情况下使吊舱倾斜飞行，是在较高速度下较小的曲线半径以及在两个轨道相交时更容易进行曲线对齐。

在其他实施方案中，当左侧引导转向架被选择性地定位到接合位置中时，右侧引导转向架可以保持在脱离位置以便行进，并且当右侧引导转向架选择性地定位到接合位置时，左侧引导转向架可以保持在离开的位置以便行进。

根据本发明的其他实施方案，使用车辆引导系统引导靠近共同的交叉口的车辆的过程可以与包括以下中的一个：选择性地将左侧引导转向架定位到接合位置；并选择性地将右侧引导转向架定位到接合位置。此外，车辆可以在外壳内行进，左侧引导转向架可以包括经由左侧连接臂联接到车辆的左侧组件，右侧引导转向架包括经由右侧连接臂联接到车辆的右侧组件，可以沿着外壳的内部设置的左侧轨道通道和右侧轨道通道可以被构造为分别接纳左侧转向架和右侧转向架。在实施方案中，共同交叉口可以包括右侧路径和左侧路径，车辆选择性地在右侧路径和左侧路径中的一个上行进。

本发明的实施方案涉及一种车辆引导系统，所述车辆引导系统包括第一引导转向架和第二引导转向架，所述第一引导转向架可选择性地定位在用于行进的第一位置中，所述第二引导转向架可选择性地定位在用于行进的第三位置中和用于方向改变的第四位置中。在共同交叉口处，以下中的一个：第一引导转向架选择性地定位在第二位置中，或者第二引导转向架选择性地定位在第四位置中。

根据实施方案，所述第一引导转向架可包括经由第一连接臂联接到车辆的第一组件，所述第二引导转向架包括经由第二连接臂联接到车辆的第二组件。车辆可以以在导轨内和沿导轨中的至少一个方式行进。实施方案还可包括沿导轨的第一侧设置的第一引导轨道和沿导轨的第二侧设置的第二引导轨道通道。第一轨道通道可以设置成接纳第一组件，第二轨道通道可以设置成接纳第二组件。此外，第一组件和第二组件可包括至少一个接触或非接触的负载传递机构，例如有源电磁铁、无源永磁铁、轮子、空气轴承或其组合。第一引导轨道通道和第二引导轨道通道还可以构造成与第一组件和第二组件相互作用。第一轨道通道和第二轨道通道可包括表面衬里，所述表面衬里构造成承受负载、减少摩擦和/或处理热应力，并且这些表面衬里可包括以下中的至少一种：金属、聚合物和复合材料。

在本发明的实施方案中，车辆可以包括被构造为在轨道系统上行进的车辆。

根据其他实施方案中，共同交叉口之后，以下中的一个：第一引导转向架被选择性地返回到第一位置中，或第二引导转向架被选择性地返回到第三位置中。

在本发明的其他实施方案中，第一引导转向架可以设置在车辆的左侧，第二引导转向架可以设置在车辆的右侧，并且引导转向架可以彼此独立。此外，第一引导轨道可以设置在导轨的左侧，第二引导轨道可以设置在导轨的右侧，并且共同交叉口可以包括左侧路径和右侧路径，车辆有选择地在所述左侧路径和所述右侧路径中的一个上行进。此外，为了选择性地在左侧路径上行进，第二引导转向架可以定位在第四位置中，并且为了选择性地在右侧路径上行进，第一引导转向架可以定位在第二位置中。在实施方案中，附加的引导转向架可以设置在车辆的左侧，并且附加的引导转向架可以设置在车辆的右侧。车辆左侧的引导转向架可以一起操作，并且车辆右侧的引导转向架可以一起操作，并且在车辆左侧上的引导转向架可以在才车辆的右侧上独立于引导转向架而操作。

根据实施方案，该车辆可以包括外骨架框架，所述外骨架框架围绕用于乘客和/或货物的吊舱机身。吊舱可以在外骨架内沿着车辆纵轴线自由旋转。此外，当车辆经历左侧方向改变或右侧方向改变时，吊舱可以通过相对于外骨架沿着车辆的纵向轴线旋转来改变其倾斜角。

根据其他实施方案，当第一引导转向架选择性地定位在第二位置时，第二引导转向架必须保持在用于行进的第三位置中，并且当第二引导转向架选择性地定位到第四位置时，第一个引导转向架必须保持在用于行进的第一位置。

根据本发明的其他实施方案，使用车辆引导系统的上述实施方案的任何一个来引导靠近共同交叉口的车辆的过程可以报考以下中的一个：选择性地将第一引导转向架定位到第二个位置中；并且选择性地将第二引导转向架定位到第四位置中。在实施方案中，车辆以在导轨内和沿导轨行进中的至少一个方式形进，第一引导转向架可包括经由第一连接臂联接到车辆的第一组件，第二引导转向架可包括经由第二连接臂联接到车辆的第二组件，以及沿着导轨的左侧和右侧设置第一轨道通道和第二轨道通道可以构造成分别容纳第一组件和第二组件。共同交叉口可以包括左侧路径和右侧路径，车辆选择性地在所述左侧路径和所述右侧路径中的一个上行进，第一引导转向架可以设置在车辆的左侧，第二引导转向架可以设置在车辆的右侧，该过程还包括以下中的一个：将第二引导转向架定位到第四位置以选择性地在左侧路径上行进，或者将第一引导转向架定位到第二位置以选择性地在右侧路径上行进。

因此，在根据本公开的各方面，在实施方案中，车辆侧切换系统可能需要的快速和小巧的机构的车辆侧机械运动，无轨道侧的机械运动不易于导致系统性失效，并允许连续车辆的快速重定向。

附图说明

本公开的这些和其他特征将通过结合所附的附图通过参考本公开的优选实施方案的下面的详细描述可以最好地理解的：

图1描绘了具有通过左侧引导轨道和右侧引导轨道设置的横向负载的双向支撑的示例性双侧引导轨道通道；

图2描绘了从尾部看到的示例性车辆，其中引导转向架定位成将车辆引导到右侧路径；

图3描绘了从尾部看到的示例性车辆，其中引导转向架定位成将车辆引导到右侧路径；

图4描绘了在分岔处的示例性共同交叉口；

图5描绘了一种示例性车辆，其中在外骨架内的吊舱机身被附接到悬浮转向架和引导转向架；

图6描绘了具有接合的左侧引导转向架的示例性车辆；

图7描绘了具有接合右侧引导转向架的示例性车辆；

图8描绘了乘客吊舱的示例性构造，其中前椎体被移除以示出座位设置；

图9描绘了货吊舱的示例性构造，其中前椎体被移除以示出货物集装箱；

图10描绘了经历转弯的车辆的示例性构造，示出了在未倾斜飞行的外骨架内的倾斜飞行的吊舱；

图11示出根据本文描述的实施方案中使用的示例性系统；以及

图12示出用于车辆引导的过程的示例性流程图。

具体实施方式

在以下描述中，将关于附图描述本公开的各种实施方案。根据需要，在本文讨论本公开的详细实施方案；然而，应该理解，所公开的实施方案仅仅是本公开的实施方案的示例，其可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以显示特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表性基础。

本文示出的细节是作为示例并且仅出于对本公开的实施方案的说明性讨论的目的，并呈现在提供被认为是本公开的原理和概念方面的最有用且易于理解的描述的原因中。在这方面，没有试图比对本公开的大致理解所必需的更详细地示出本公开的结构细节，使得结合附图的描述对于本领域技术人员来说本公开的形式可以如何在实践中体现是显而易见的。

如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，提及“磁性材料”还指的是可以存在一种或多种磁性材料的混合物，除非特别排除。

除另有指出外，表示在本说明书和权利要求中所使用的数量的所有数字应被理解为所有情况下在由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，在说明书和权利要求中所阐述的数值参数是近似值，所述近似值可以根据寻求通过本公开的实施方案获得的期望特性而变化。至少，并且不应被视为试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围内，每个数值参数应根据有效数字的数量和普通的四舍五入惯例来解释。

另外，数值范围在本说明书中的叙述被认为是所有数值和范围的该范围内的公开内容(除非另有明确指示)。例如，如果范围为约1至约50，则认为其包括例如1、7、34、46.1、23.7或该范围内的任何其他值或范围。

如本文所使用的，不定冠词“一”表示一个和一个以上，并且不一定限制其所指名词为单数。

如本文所使用的，术语“约”和“近似”指示所讨论的量或值可以是指定的特定值或在其附近的某个其他值。通常，术语“约”和“近似”表示某个值旨在表示该值的±5％范围内。作为一个例子，短语“约100”表示100±5的范围，即95至105的范围。通常，当使用术语“约”和“近似”时，可以预期可以在指示值的±5％的范围内获得根据本公开的类似结果或效果。

如本文所使用的，术语“和/或”表示可以呈现所述组的全部或只有一个元件。例如，“A和/或B”应表示“仅A，或仅B，或A和B两者”。在“仅A”的情况下，该术语还包括B不存在的可能性，即“仅A，但不是B”。

术语“大致上平行”是指从平行对齐偏离小于20°，并且术语“大致垂直”指的是偏离垂直对齐小于20°。术语“平行”是指从数学上精确的平行对齐偏离小于5°。类似地，“垂直”是指从数学上精确的垂直对齐偏离小于5°。

术语“至少部分地”旨在表示，以下属性被满足到一定程度或完全。

术语“大致上”和“大体上”用来表示下列特征、属性或参数被完全(完整地)实现或满足，或不会不利预期的结果的主要程度。

在本文中的术语“包括”旨在非排他性和开放式的。因此，例如，包含组合物A的组合物可以包括除A以外的其他组合物。然而，术语“包含”还涵盖“大致上由......组成”和“由......组成”的更具限制性的含义，使得例如“包含组合物A的组合物”也可(大致上)由组合物A组成。

本文公开的各种实施方案可以单独和以各种组合使用，除非具体指出相反。

虽然本说明书描述了本公开的特定实施方案，但是本领域普通技术人员在不脱离本发明的概念的情况下可以设计出本公开的变型。

图1示出了从车辆的尾部(后部)观察的用于车辆的轨道切换组件的示例性和非限制性的构造，使得附图的左手侧对应于左侧和右手侧(使用带有素数/撇号的参考标记)对应右侧。可以是例如磁力悬浮车辆或轮式车辆的车辆112在轨道101上行进，所述轨道101可以设置成与在运输导轨114(可以是管、部分管、高架结构、地面结构、地下结构、隧道和桥梁等)中的地板103齐平或凸出。轨道101与车辆112的悬浮转向架105相互作用以实现悬浮力，当车辆112在轨道101上行进穿过运输导轨114时，车辆112在该悬浮力上行驶。在实施方案中，轨道101与悬浮转向架105之间的相互作用还可以在通过运输导轨114的车辆112上实现动力。附加地或替代地，可以将动力施加在车辆112上，以使车辆112移动穿过运输导轨114。

对于在轨道101上和在运输导轨114内的车辆112的引导，轨道切换组件包括：至少一个第一引导转向架组件100，其可位于例如在车辆112的左侧；至少一个第一轨道通道组件(或引导轨道)102，其可设置在运输导轨114的左侧；至少一个第二引导组件100'，其可位于例如车辆112的右侧；以及至少一个第二通道轨道组件102'，其可以被设置在运输导轨114的右侧。第一引导组件100包括：第一连接臂104；第一组件106，例如，非接触机构例如有源电磁体、无源永久磁铁和空气轴承等，或接触机构例如轮子或滑板等，或者它们的组合；以及致动器(未示出)，第二引导转向架组件100'组合包括：第二连接臂104'；第二组件106'，例如，非接触机构例如电磁体、永磁体和空气轴承等，或接触机构例如轮子或滑板等，或它们的组合；以及致动器(未示出)。作为非限制性示例，用于第一引导转向架和第二引导转向架的致动器可以是相同的致动器或单独的致动器。第一轨道通道组件102包括第三组件108，所述第三组件108可以或不可以衬有特殊表面衬里，所述特殊表面衬里适合于与第一组件106的有源电磁铁、无源永磁体、轮子、空气轴承或其组合相互作用，第二轨道通道组件102'包括第四组件108'，所述第四组件108'可以或不可以衬有表面衬里，所述表面衬里适合于与第一组件106'的有源电磁铁、无源永磁体、轮子、空气轴承或其组合相互作用。此外，表面衬里可以由金属、聚合物、复合材料或用来承受负载、减少摩擦、处理热应力等所需的任何其他材料制成。

图2描绘了在根据本公开的方面第一引导转向架组件100的改变位置，例如，绕车辆112旋转。致动器(未示出)联接到车辆112，并且优选地连接到车辆112的外骨架而不是连接到位于外骨架内的乘客或货舱或吊舱，以便实现第一引导转向架组件100与车辆112之间相对(例如，旋转的)运动，以使第一引导转向架组件100与第一轨道通道组件102大致上脱离。通过使第一引导转向架组件100与第一轨道通道组件102脱离，第一组件106同样与第三组件108脱离，使得这些组件不再彼此相互作用。当第一引导转向架组件100以图2所示的方式从第一轨道通道组件102脱离时，车辆112仅通过仍然接合的第二引导转向架组件100'和第二轨道通道组件102'在轨道101上被引导穿过运输导轨114，由此第二组件106'与第四组件108'接合并与第四组件108'相互作用。

图3描绘了第二引导转向架组件100'，其可操作为以类似的方式大致上远离第二轨道通道组件102'移动到第一引导转向架组件100。特别是，图3示出了根据本公开的方面的第二引导转向架组件100'改变位置，例如围绕车辆112的外部旋转。当联接到车辆112时可以是与图2中所述的致动器相同或单独的致动器的致动器(未示出)优选地连接到车辆112的外骨架，实现第二引导转向架组件100'与车辆112之间的相对(例如，旋转的)运动，以便使第二引导转向架组件100'与第二轨道通道组件102'大致脱离。通过使第二引导转向架组件100'与第二轨道通道组件102'脱离，第二组件106'同样与第四组件108'脱离，使得这些组件不再彼此相互作用。当第二引导转向架组件100'以图3所示的方式与第二轨道通道组件102'脱离时，车辆112仅通过仍然接合的第一引导转向架组件100和第一轨道通道组件102在轨道101上被引导穿过运输导轨114，由此第一组件106与第三组件接合并且与第三组件108相互作用。

如图4中所示例，运输系统的运输导轨401可以包括在共同交叉口400处的分岔，使得车辆112可以沿着分支402被引导或转向以沿着分支404转向。运输导轨401、402和404通常对应于图1中所描绘的运输导轨114的结构。然而，在共同交叉口400的区域中，一组悬浮轨道101将沿着分支402继续，并且另一组悬浮轨道101将从运输导轨401转向以沿着分支404继续。以这种方式，无论在转轨400之后施加在车辆112上的行进方向如何，轨道101将继续为车辆112提供悬浮支撑。

如图4所示，第一轨道通道组件102可以沿着运输导轨401和402的左侧壁连续地延伸穿过共同交叉口400，而第二轨道通道组件102'可以沿着运输导轨401和404的右侧壁连续延伸穿过共同交叉口。在分岔后或在共同交叉口400之后，第二轨道通道组件102'将设置在运输导轨402的右侧上，并且第一轨道通道组件102将设置在运输导轨404的左侧上。以这种方式，经由相应的引导转向架组件/轨道组件对的脱离，车辆112可以被引导沿着通过运输导轨402的路线继续，或者可以被引导通过运输导轨404转向。作为非限制性示例并参考图1，为了使车辆112从运输导轨401穿过共同交叉口400行进到运输导轨404，当车辆112靠近共同交叉口400时，第一引导转向架组件100从第一轨道组件102脱离，而第二引导转向架组件100'保持与第而轨道组件102'接合，使得车辆112被引导以转向进入运输导轨404。在车辆112已经通过分岔或共同交叉口400后，脱离以实现车辆112通过共同交叉口400的引导的第一引导转向架组件100可以与第一轨道组件102的运输引导件404重新接合。引导转向架组件和轨道组件的这种重新接合可以在车辆112行进穿过运输导轨时另外为车辆112提供侧向支撑。此外，在实施方案中，车辆112可在每一侧在双向系统中具有多个引导转向架组件。

如图5所示，具有类似于典型客机的通用泪滴形空气动力学形状的机身具有带有圆形部分的前椎体(弓形)，而尾锥体(尾部)则具有更细长/尖的部分。沿机身长度，多个引导转向架组件100₁、100₂、100₃、100₁’、100₂’、100₃’可以沿着车辆112的长度被设置。此外，每个引导转向架组件100₁、100₂、100₃、100₁'、100₂'、100₃'可以被构造为彼此独立地移动。图6和图7示出了靠近共同交叉口(未示出)并准备转弯的车辆112。图6描绘了车辆112的右侧上的连接臂104₁'、104₂'、104₃'，所述右侧从轨道通道组件102'凸出，因此准备向左侧方向承载，即，当车辆112穿过悬空的共同交叉口(未示出)时，引导转向架组件100₁、100₂、100₃的侧边与轨道通道组件102相互作用。相反，图7示出车辆114的左侧上的连接臂104₁、104₂、104₃中，所述左侧从轨道通道组件102凸起，因此准备向右侧方向承载，即，当车辆112通过悬空的共同交叉口(未示出)时，引导转向架组件100₁’、100₂’、100₃’的侧边与轨道通道组件102'相互作用。

更进一步地，虽然所述多个引导转向架组件100₁、100₂、100₃、100₁’、100₂’、100₃’可被设置在车辆112的外部，如图5所示，但是车辆112和引导转向架组件100₁、100₂、100₃、100₁’、100₂’、100₃’可以形成外骨架或外框架212，其中吊舱可以沿着它的纵向轴线自由地旋转，例如用于运送人员和/或货物。图8示出了实施方案，其中吊舱机身/壳体201设置在由至少车辆112的外框架212和引导转向架组件形成的外骨架内。作为非限制性示例，吊舱201可以具有3.75米的直径，这足以允许单通道2+2商务舱座位用于在吊舱201内的40个乘客。此外，吊舱201可设置有地板203，乘客座椅连接在地板203上。地板203可以是承载结构，其可以实现如客机中的“双泡”压力容器构造。此外，可以提供地板下方的部分205，用于存储例如行李箱、货物等。

如图9所示，设置在由至少车辆112的外框架212和引导转向架组件形成的外骨架内的容器201可以具有例如3.75m的直径，所述直径对应于图8中所描绘的示例性吊舱201的直径，并足以容纳和运输标准海运集装箱。

在经由铁路运送人员和/或货物的已知技术中，当列车是做一转向时，所述轨道被倾斜以抵消在移动穿过该转弯的列车上的离心力，从而避免脱轨。但是，再次参见图4，靠近共同交叉口400并且通过共同交叉口进入部分示例的运输导轨402'和404'的轨道101保持平的。当车辆112转弯通过共同交叉口400进入运输导轨404'时，离心力将不仅施加在吊舱上，而且施加在正被运输的乘客和/或货物上。为了解决这些力，如图10所示的吊舱201'可以被构造成在壳体212'内至少有限地旋转。特别是，当车辆112转弯时，吊舱201'可以在外框架212'内旋转，以将横向离心力转换成在倾斜的吊舱的倾斜参考框架中的附加感知向下力以及在该相同参考框架中的零感知横向力。当吊舱201'旋转时，乘客不是在车辆转弯时向左或向右抛掷，而是继续舒适地行进，就像骑在转弯的飞机上一样。作为非限制性示例，吊舱201'可以经由轴承(例如，圆柱形轴承、球面轴承、空气轴承、磁性轴承等)联接到外框架212'，以实现期望的相对旋转。通过这种构造，在左侧转弯中，车辆下方的悬浮转向架将车辆的重量传递到完全水平(无倾斜的)的悬浮轨道，同时右侧引导转向架将离心侧向力传递到完美垂直的引导轨道。因此，乘客舱沿着重力和离心力的组合加速度自然地倾斜，使得乘客不会感觉到他们的倾斜的参照系中的任何横向加速度。

作为非限制性实施例，吊舱201'可以是在外部框架212'中可自由地旋转。如果吊舱201'的重心保持在旋转中心的下方，则吊舱201'将自然地旋转并且在转弯之后自动地将其自身重新定位在运输导轨的中心位置中。另外，诸如行李箱、电子设备、环境控制器和生命支持系统等较重的物品可以作为平衡物放置在旋转中心下方(例如在地板下方)，以进一步帮助吊舱201'将其自身重新定位在运输导轨的中心位置中。在其他实施方案中，可以在容器201'和外壳212'内提供止动件(未示出)，以限制吊舱201'在外框架212'内的旋转。

系统环境

本公开的实施方案的方面(例如，用于车辆引导系统的控制系统)可以由执行指定功能或动作的专用的基于硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现，如上所述。控制系统可以从服务器以客户端服务器关系来实现和执行，或者它们可以在用户工作站上运行，其中操作信息被传送到用户工作站。在实施方案中，软件元素包括固件、驻留软件和微代码等。

如将被本领域技术人员可以理解的那样，本公开的方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的实施方案的方面可以采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、驻留软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施方案的形式，所述软件和硬件方面通常都可以是本文中称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开的方面(例如，控制系统)可以采用计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品体现在任何有形表达介质中，具有体现在该介质中的计算机可用程序。

一个或多个计算机可用或计算机可读介质的任何组合可以被使用。计算机可用介质或计算机可读介质可以是例如但不限于电子的、磁的、光、电磁的、红外的或半导体的系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体实施例(非详尽列表)将包括以下内容：

具有一根或多根电线的电连接件，

便携式电脑软盘，

硬盘，

随机存取存储器(RAM)，

只读存储器(ROM)，

可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)，

光纤，

便携式光盘只读存储器(CDROM)，

光存储设备，

传输媒体，例如支持互联网或内联网的媒体，

磁存储设备，

USB密钥，和/或

手机。

在本文件的上下文中，计算机可用介质或计算机可读介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传输通过或结合指令执行系统、设备结合或设备的程序的任何介质。计算机可用介质可以包括传播的数据信号，其中计算机可用程序代码在与其一起、或者在基带中或者作为载波的一部分来实现。计算机可用程序代码可以使用任何适当的介质传输，所述介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆和RF等。

用于实施本公开的操作的计算机程序代码可以以一个或多个编程语言的任意组合被写入，包括面向对象的程序设计语言，例如Java，Smalltalk、C++等以及常规程序编程语言，例如作为“C”编程语言或类似的编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行、作为独立的软件包执行、部分在用户的计算机上执行、部分在远程计算机上执行或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机。这可以包括例如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以例如通过使用因特网服务供应商的因特网与外部计算机建立连接。另外，在实施方案中，本公开可以体现在现场可编程门阵列(FPGA)中。

图11是根据本文描述的实施方案使用的示例性系统。系统3900通常被示出并且可以包括通常指示的计算机系统3902。计算机系统3902可以作为独立设备操作，或者可以连接到其他系统或外围设备。例如，计算机系统3902可以包括或被包括在任何一个或多个计算机、服务器、系统、通信网络或云环境。如图11所示，系统3900包括与计算机系统3902通信的车辆引导系统3950，并且可操作以控制轨道切换组件的方面。

计算机系统3902可以以服务器的能力在网络环境中操作，或者在客户端用户计算机的能力在网络环境中操作。计算机系统3902或其部分可以实现为或并入各种设备，例如个人计算机、平板计算机、机顶盒、个人数字助理、移动设备、掌上电脑、膝上型计算机、台式计算机、通信设备、无线电话、个人可信设备、web设备或能够执行一组指令(顺序的或其他方式的)的任何其他机器，所述指令指定该设备要采取的动作。此外，虽然示例了单个计算机系统3902，但是另外的实施方案可以包括单独地或联合地执行指令或执行功能的任何系统或子系统的集合。

如图11所示，计算机系统3902可以包括至少一个处理器3904，例如，中央处理单元、图形处理单元或两者。计算机系统3902还可以包括计算机存储器3906。计算机存储器3906可以包括静态存储器、动态存储器或两者。计算机存储器3906可以另外地或替代地包括硬盘、随机存取存储器、高速缓冲存储器或其任何组合。当然，本领域技术人员理解计算机存储器3906可以包括已知存储器或单个存储器的任何组合。

如图11所示，计算机系统3902可包括计算机显示器3908，例如液晶显示器、有机发光二极管、平板显示器、固态显示器、阴极射线管、等离子显示器或任何其他已知的显示器。计算机系统3902可以包括至少一个计算机输入设备3910，例如，键盘、具有无线键盘的遥控设备、联合到语音识别引擎的麦克风、例如摄像机或静止照相机的摄像机、光标控制装置或其任何组合。本领域技术人员理解，计算机系统3902的各种实施方案可包括多个输入设备3910。此外，本领域技术人员进一步理解，上面列出的示例性输入设备3910并不意味着穷举，并且计算机系统3902可以包括任何附加的或替代的输入设备3910。

计算机系统3902还可以包括介质读取器3912和网络接口3914。此外，计算机系统3902可以包括通常已知和理解为包括于或包括在计算机系统的任何附加设备、组件、部件、外围设备、硬件、软件或其任何组合，所述计算机系统例如但不限于输出设备3916。输出设备3916可以是但不限于扬声器、音频输出、视频输出、遥控输出或其任何组合。

作为非限制性示例，图12示出了用于引导车辆通过共同交叉口的过程1300的示例性流程图，例如图4中所示。当车辆沿预定路径行进时，该过程开始于1201。在1202处，确定车辆是否正在靠近共同交叉口。该确定可以来自例如穿过在运输导轨中的传感器的车辆，所述传感器沿其预定路径监测等该车辆的行进，等等。如果没有靠近共同交叉口，则该行进返回以继续等待靠近共同交叉口。如果共同交叉正在靠近，则1203处的过程可以确定是否要采取右侧路径(或左侧路径)。当预定路径时，可以容易地回答该查询。在操作员正在驾驶车辆的情况下，该过程可以允许用户交互用以选择方向。

当车辆正在共同交叉口的右侧路径时，车辆的左侧上引导转向架在1204处被提升，从而将在提升的引导转向架上的组件从各轨道通道分离。相反，当车辆正在采用共同交叉口的左侧路径时，车辆的右侧的引导转向架在1205处被提升，从而将在提升的引导转向架上的组件与相应的轨道通道分离。根据所采用的路径，在1206或在1207处的过程确定转弯是否完成。如果转弯尚未完成，则该过程将等待直至完成。一旦确定转弯完成，在1208处提升的引导转向架将返回到它们的行进位置，使得组件再次在相应的轨道通道内联接。此后，该过程在1209处结束。

此外，本公开的各方面可以采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品可从计算机可用介质或计算机可读介质访问，所述计算机可用介质或计算机可读介质通过或结合计算机或任何指令执行系统提供用于使用的程序代码。软件和/或计算机程序产品可以在图11的环境中执行。出于本说明书的目的，计算机可用介质或计算机可读介质可以是能够通过或结合指令执行系统、设备或装置来包含、存储、通信、传播或传输用于使用的程序的任何设备。介质可以是电子的、磁的、光的、电磁的、红外的或半导体的系统(或设备或装置)或传播介质。计算机可读存储介质的实施例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前实例包括光碟-只读存储器(CD-ROM)、光碟-读/写(CD-R/W)和DVD。

本公开的一个或多个实施方案可以单独和/或共同地由术语“发明”在本文中提及，仅仅是为了方便，而不意图将本申请的范围自愿地限制于任何特定的公开或发明构思。此外，虽然本文已说明和描述了特定实施方案，但应了解，经设计以实现相同或类似目的的任何后续设置可替代所示的特定实施方案。本公开旨在涵盖各种实施方案的任何和所有后续修改或变化。在阅读本说明书之后，上述实施方案的组合以及本文未具体描述的其他实施方案对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

上述公开的主题应被认为是说明性的，而不是限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖所有这些修改、增加和其他落在本公开的真实精神和范围内的实施方案。因此，在法律允许的最大范围内，本公开的范围将由所附权利要求及其等同物的最宽泛的可允许解释来确定，并且不应受前述详细描述的限定或限制。

因此，该新颖性结构旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有此类更改、修改和变化。此外，在详细说明书或权利要求书中使用术语“包括”的范围内，该术语旨在以类似于术语“包括”的方式包括在内，当“包括”在权利要求书中被用作过渡词时被解释。

虽然本公开已经参照具体实施方案描述，但是本领域技术人员将理解，可以进行各种改变并且等同物可以替代其要素而不脱离本公开的真实精神和范围。虽然以上描述了示例性实施方案，但并不意味着这些实施方案描述了本公开的实施方案的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，在不脱离本公开的大致教导的情况下，可以进行修改。此外，各种实施方案的特征可以被组合，以形成本公开的进一步的实施方案。

虽然本说明书描述了本公开的特定实施方案，但是本领域普通技术人员可以设计出本公开的变型，而不脱离本发明的概念。

在以上说明书和附图公开了不在以下权利要求书的范围内的任何附加主题的情况下，实施方案不贡献于公众，并且保留提交一个或多个申请来要求保护这样的附加实施方案的权利。

Claims (20)

1.一种车辆引导系统，包括：

运输导轨，其具有至少部分管结构；

车辆轨道；

车辆，其具有机身，所述机身具有最上侧表面和最下侧表面，所述车辆在所述车辆轨道上行进；

至少一个轨道通道组件，其配置在所述至少部分管结构的内侧，

其中，所述至少一个轨道通道组件配置成使得，当所述车辆在所述车辆轨道上行进时，所述至少一个轨道通道组件位于所述机身的所述最上侧表面和所述最下侧表面之间。

2.根据权利要求1所述的车辆引导系统，其中所述至少一个轨道通道组件包括配置成接纳所述车辆的至少一个引导组件的至少一部分的U形通道。

3.根据权利要求2所述的车辆引导系统，其中所述至少一个引导组件包括联接在至少一个组件和所述车辆之间的连接臂，并且所述连接臂被构造为使所述至少一个组件插入到所述至少一个轨道通道组件中。

4.根据权利要求1所述的车辆引导系统，其中所述至少一个轨道通道组件包括配置在所述至少部分管结构的第一内侧表面的至少一个第一U形通道和配置在所述至少部分管结构的与所述第一内侧表面相对的第二内侧表面的至少一个第二U形通道。

5.根据权利要求4所述的车辆引导系统，其中所述至少一个引导组件包括联接在至少一个第一组件和所述车辆之间的第一连接臂和联接在至少一个第二组件和所述车辆之间的第二连接臂，

其中所述至少一个第一组件和所述至少一个第二组件配置在所述机身的相反两侧，并且

其中所述第一连接臂配置成使所述至少一个第一组件插入到所述至少一个第一U形通道组件中并且所述第二连接臂配置成使所述至少一个第二组件插入所述至少第二U形通道中。

6.根据权利要求5所述的车辆引导系统，其中所述至少一个第一组件和所述至少一个第二组件包括至少一个非接触的负载传递机构，所述非接触的负载传递机构包括有源电磁铁、无源永磁体和空气轴承中的至少一者。

7.根据权利要求5所述的车辆引导系统，其中所述至少一个第一组件和所述至少一个第二组件包括至少一个接触的负载传递机构，所述接触的负载传递机构包括轮子。

8.根据权利要求4所述的车辆引导系统，其中所述第一U形通道和所述第二U形通道包括表面衬里。

9.根据权利要求8所述的车辆引导系统，其中所述表面衬里包括以下中的至少一者：金属、聚合物和复合材料。

10.根据权利要求5所述的车辆引导系统，其中所述至少一个第一组件和所述至少一个第二组件可彼此独立地操作。

11.根据权利要求5所述的车辆引导系统，其中所述第一连接臂从所述机身的上部可枢转地延伸以使所述至少一个第一组件选择性地在第一位置和第二位置之间移动,其中在所述第一位置，所述至少一个第一组件位于所述至少一个第一U形通道的外侧，在所述第二位置，所述至少一个第一组件被插入到所述至少一个第一U形通道中；并且

其中所述第二连接臂从所述机身的上部可枢转地延伸以使所述至少一个第二组件选择性地在第三位置和第四位置之间移动,其中在所述第三位置，所述至少一个第二组件位于所述至少一个第二U形通道的外侧，在所述第四位置，所述至少一个第二组件被插入到所述至少一个第二U形通道中。

12.一种形成车辆引导系统的方法，包括：

载置车辆轨道以限定沿着运输导轨的引导路径，其中所述运输导轨具有至少部分管结构，其中所述运输导轨被构造成容纳车辆，所述车辆具有机身，所述机身具有最上侧表面和最下侧表面，所述车辆用于在所述车辆轨道上行进；

将至少一个轨道通道组件定位在所述至少部分管结构的内侧使得，当所述车辆在所述车辆轨道上行进时，所述至少一个轨道通道组件位于所述机身的所述最上侧表面和所述最下侧表面之间。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个轨道通道组件包括配置成接纳所述车辆的引导组件的至少一部分的U形通道。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述引导组件包括联接在至少一个组件和所述车辆之间的连接臂，并且所述连接臂被构造为使所述至少一个组件插入到所述至少一个轨道通道组件中。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个轨道通道组件包括配置在所述至少部分管结构的第一内侧表面的至少一个第一U形通道和配置在所述至少部分管结构的与所述第一内侧表面相对的第二内侧表面的至少一个第二U形通道。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述至少一个引导组件包括联接在至少一个第一组件和所述车辆之间的第一连接臂和联接在至少一个第二组件和所述车辆之间的第二连接臂，并且所述至少一个第一组件和所述至少一个第二组件配置在所述机身的相反两侧，并且所述方法还包括以下中的一者：

将所述至少一个第一组件插入到所述至少一个第一U形通道组件中；或者

将所述至少一个第二组件插入到所述至少第二U形通道中。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一组件和所述第二组件包括至少一个非接触的负载传递机构，所述非接触的负载传递机构包括有源电磁铁、无源永磁体和空气轴承中的至少一者。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一组件和所述第二组件包括至少一个接触的负载传递机构，所述接触的负载传递机构包括轮子。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一连接臂从所述机身的上部可枢转地延伸并且所述第二连接臂从所述机身的上部可枢转地延伸，并且所述方法还包括：

使所述至少一个第一组件选择性地在第一位置和第二位置之间移动,其中在所述第一位置，所述至少一个第一组件位于所述至少一个第一U形通道的外侧，在所述第二位置，所述至少一个第一组件被插入到所述至少一个第一U形通道中；并且

使所述至少一个第二组件选择性地在第三位置和第四位置之间移动,其中在所述第三位置，所述至少一个第二组件位于所述至少一个第二U形通道的外侧，在所述第四位置，所述至少一个第二组件被插入到所述至少一个第二U形通道中。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述至少一个第一组件和所述至少一个第二组件彼此独立地操作。

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