CN1156098A - 无轨电车供电系统 - Google Patents

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一种无轨电车供电系统是在道路的一侧设置电气墙，电气墙上部设有凹槽，凹槽中设置有带电导轨；道路的另一侧设有隔离带；在电动汽车上设置机械取电臂，机械取电臂的顶端设有取电头；取电头上设有光电定位传感器，用于引导取电头搭上带电导轨。电动汽车使用车内蓄电池组运行到本发明的公路系统中，机械取电臂伸出，在取电头光电传感器的引导下，驾驶员或车内计算机控制各伺服系统将取电头搭到带电导轨上；取电头从带电导轨上获取电动力，并为车内的蓄电池组充电；下线时，机械取电臂将取电头从带电导轨上取下收回，电动汽车依靠车内蓄电池组继续行驶。

Description

无轨电车供电系统
本发明是一种无轨电车供电系统，属于电动车辆的电源线路或沿路轨的装置。
目前已有的无轨电车道路电网，两根供电线凌空架设在道路上方，车辆从底下走，其架设高度较高，城市上空架线比较多，影响市容，限制了其它车辆的高度，而且由于供电线太高，只能用于公共交通系统的大型车辆，小型汽车无法使用，不能做到通用，因此，电网的经济效益较低。已有的无轨电车取电臂系统由取电爪、取电臂、弹簧缓冲器和电缆组成，其缺点是必须在电车静止时方可人工上线和下线，电车运行时无法进行上下线操作；电车不能脱离电网行驶，作为公共交通系统使用可以，在其它种类的车辆上使用时就显得很不方便，因而，要进一步扩展用途很难。
本发明的目的是提出一种无轨电车道路电网和无轨电车取电臂系统，实现各种车辆利用电力驱动。
本发明的目的是这样实现的：一种无轨电车供电系统由地面供电系统和车上取电系统组成，地面供电系统是在道路的一侧设置有带电导轨的电气墙，电气墙上部设有凹槽，带电导轨设置在凹槽中，作为电源；道路的另一侧设有隔离带，防止行人或动物进入公路，以保证安全；车上取电系统是在电动汽车上设置机械取电臂，电动汽车取电臂上的顶端设有取电头；取电头上设有光电定位传感器，用于引导取电头搭上带电导轨。电动汽车上备有蓄电池组，电动汽车使用车内蓄电池组运行到本发明所述的公路系统中，机械取电臂伸出，在取电头光电传感器的引导下，驾驶员或车内计算机控制各伺服系统将取电头搭到带电导轨上；完成搭接后，取电头从带电导轨上获取电动力，驱动电动汽车运行，并为车内的蓄电池组充电；在光电传感器得到下线控制信号或驾驶员想脱网时，机械取电臂将取电头从带电导轨上取下收回，电动汽车依靠车内蓄电池组继续行驶。
本发明的无轨电车供电系统的优点是可大大降低道路电网的架设高度，使道路电网除满足大型车辆的需要外，还能满足小型车辆的需要；其输电线路可埋设在地下，不占道路空间。可使行驶的车辆根据自己的需要随时上网和下网而不需停车。解决了目前国内外使用蓄电池的电动小汽车行驶距离太短的最大难题，使电动汽车的行驶距离不仅可以赶上汽油车，而且在长途行车和驾驶自动化方面还可超过汽油车，为电动汽车的普及提供强有力的支持。
图1带电导轨垂直布设无轨电动汽车供电系统示意图
图2带电导轨垂直布设电气墙的结构剖面图
图3带电导轨与绝缘枕剖面放大图
图4从垂直布设带电导轨取电的机械取电臂示意图
图5带电导轨垂直布设的取电头放大图
图6带电导轨水平布设无轨电动汽车供电系统示意图
图7带电导轨水平布设电气墙的结构剖面图
图8从水平布设带电导轨取电的机械取电臂示意图
图9弹簧缓冲器的放大图
图10带电导轨水平布设的取电头放大图
下面结合附图对本发明作详细说明。
图1给出了本发明的无轨电动汽车供电系统示意图；图2为本发明的带电导轨垂直布设电气墙的结构剖面图；图3为本发明无轨电动汽车供电系统的带电导轨与绝缘枕剖面放大图；本发明的无轨电动汽车供电系统由地面供电系统和车上取电系统组成，地面供电系统包括有设置在道路一侧的带有带电导轨的电气墙1，电气墙1的高度为1～2米，下宽上窄，略呈梯形，以提高其稳定性和防止车辆撞击损坏电气设施，电气墙1的上部侧面垂直设有两个凹槽2，两条带电导轨3分别布设在两个凹槽2中的绝缘枕4上；道路另一侧设有隔离带5，防止行人或动物进入公路，以保证安全。供电系统可在公路系统有条件的地段设置一段，或间断设置，或可全程设置在整段公路上，形成全封闭的电气化高速公路。公路在进出口处及某些复杂路段设有上下线区，上下线区路段要求路面笔直而平整，且凹槽内有照明设施，从而使上下线过程简单可靠，车上取电系统为可伸缩的取电臂。
本发明无轨电动汽车供电系统的车上取电系统为可伸缩式机械取电臂，图4给出了从垂直布设带电导轨取电的机械取电臂示意图，它的组成结构是由取电头6经弹性卷绕的导线7与车内动力系统相联，取电头6装在套筒式伸缩臂8内筒的顶端，套筒式伸缩臂8经挠性推拉杆9由卷扬机10带动。图5为本发明无轨电动汽车供电系统的带电导轨垂直布设的取电头放大图；取电头6由光电传感器11、取电爪12和接头13组成；取电爪12为内钩形；光电传感器11为一带瞄准具的微型摄像头；接头13为一扁形绝缘头，能与取电臂顶端的套筒相结合。取电头6靠有弹性的导线7拉紧，使之卡在套筒式伸缩臂8的顶端，挠性推拉杆9的一端固定在套筒式伸缩臂8内筒，挠性推拉杆9另一端绕在卷扬机10上，挠性推拉杆9通过卷扬机10的转动带动套筒式伸缩臂8的伸缩，平时，伸缩臂8缩回，上网时，卷扬机10带动挠性推拉杆9将伸缩臂8推出，导线7跟着伸长，当取电头6的高度到达略超过电气墙1上的带电导轨3的高度时，车辆在光电传感器11的引导下向内靠稍许，使取电头6到达带电导轨3的正上方，然后，伸缩臂8在光电传感器11的引导下缩回稍许，使取电头6搭到带电导轨3上，完成搭接后，伸缩臂8继续向回缩回一部分，使取电头6与车身之间仅靠有弹性的导线7连接，带动取电头6与汽车一起运动，这样，可大大降低车辆的颠波和伸缩臂8的晃动对取电头6与带电导轨3之间的接合的影响。下网时，伸缩臂8伸出，取电头6重新卡入伸缩臂8的末端，伸缩臂8继续伸长，使取电头6脱离带电导轨3，完成脱轨后，车辆略向外偏，使取电头6离开带电导轨3的上方，然后，伸缩臂8收回，导线7与伸缩臂8共同缩回。
图6为本发明的无轨电动汽车供电系统的第二个实施例带电导轨水平布设无轨电动汽车供电系统示意图；图7为带电导轨水平布设电气墙的结构剖面图；供电带电导轨为水平布设，与第一个实施例不同的之处在于它只设有一个较深的凹槽14，两条带电导轨3通过绝缘枕4水平固定在凹槽14中。
图8为本发明的无轨电动汽车供电系统带电导轨水平布设的旋转液压式机械取电臂结构示意图，旋转液压机构由主伺服电机15、液压缸16、活塞推杆17、弹簧缓冲器18、油泵19、贮油缸20、软油管21组成，主伺服电机15带动取电臂22转动，活塞推杆17带动取电臂22的抬起与放下，图9为弹簧缓冲器18的结构放大图；它由弹簧23、活动杆24、套筒25组成，活动杆24可在套筒25中滑动，弹簧23为一拉簧，平时收紧，不影响活塞推杆17的推拉作用；取电头26装在取电臂22的顶端，经电缆27与车内动力系统相连，上网后，由于取电头26已搭在带电导轨3上，此时，活塞推杆17继续缩回，就会将弹簧23拉开，使取电臂22靠弹簧23的拉力压在取电头26上的转动座上，使取电头26、取电臂22及车体之间靠拉开的弹簧23形成柔性连接，这样，可大大降低车辆的颠波对取电头26与带电导轨3之间的接合的影响。图10为本发明的无轨电动汽车供电系统带电导轨水平布设的取电头放大图；取电头26由取电头伺服电机28、绝缘支架29、取电爪30和光电传感器31组成；两个取电爪30平行设置在绝缘支架29上；绝缘支架29中央设有取电头伺服电机28，用于调整取电头26的角度，使取电爪30对准带电导轨3；绝缘支架29的前部中间设有光电传感器31，用于引导取电头26，光电传感器31为一带瞄准具的微型摄像头。平时，取电臂22收拢平放在车辆后部；上网时，活塞推杆17推出，将取电臂22举起，主伺服电机15转动，使取电头26到达略超过电气墙1上的带电导轨3的高度，在光电传感器31的引导下，取电头伺服电机28调整好取电头26的角度，使两个取电爪30对准各自的带电导轨3，主伺服电机15和活塞推杆17密切配合，将取电头26搭到带电导轨3上；完成搭接后，活塞推杆17继续向回缩回一部分，将弹簧缓冲器18拉开，使取电臂22压在取电头26上的转动座上，使取电头26、取电臂22及车体之间形成柔性连接。下网时，主伺服电机15和活塞推杆17密切配合，使取电头26脱离带电导轨3，并将取电臂22归位。
当然，也可采用其它方式驱动机械取电臂的取电动作，这里不再一一列举。
本发明的无轨电车供电系统可在公路系统有条件的地段设置一段带电导轨，或间断设置，也可全程设置，形成全封闭的电气化高速公路。车辆进入供电段可上网取电，离开供电段下网利用车内蓄电池组继续行驶。

Claims (2)

1.一种无轨电车供电系统由地面供电系统和车上取电系统组成，本发明的特征在于：所述的地面供电系统，包括设置在道路一侧的电气墙(1)，电气墙(1)上部侧面设有两个凹槽(2)，两条带电导轨(3)设置在凹槽(2)内的绝缘枕(4)上，道路另一侧设有隔离带(5)，所述的车上取电系统为可伸缩式机械取电臂，它由取电头(6)经弹性卷绕的导线(7)与车内动力系统相联，取电头(6)装在套筒式伸缩臂(8)内筒顶端，卷扬机(10)带动挠性推拉杆(9)，实现套筒式伸缩臂(8)的伸缩，取电头(6)由光电传感器(11)、取电爪(12)和接头(13)组成，取电爪(12)为内钩形或槽形，光电传感器(11)为微型摄像头，接头(13)为一扁形绝缘头，接在套筒式伸缩臂(8)内筒顶端。
2.根据权利要求1所述的无轨电车供电系统，其特征在于：所述的地面供电系统，包括设置在道路一侧的电气墙(1)，电气墙(1)上部侧面设有一凹槽(14)，两条带电导轨(3)水平设置在凹槽(14)的绝缘枕(4)上，所述的取电系统为旋转液压式机械取电臂，旋转液压机构由主伺服电机(15)、液压缸(16)、活塞推杆(17)、弹簧缓冲器(18)、油泵(19)、贮油缸(20)、软油管(21)组成，活塞推杆(17)带动取电臂(22)抬起与放下，主伺服电机(15)带动取电臂(22)转动，弹簧缓冲器(18)由弹簧(23)、活动杆(24)、套筒(25)组成，活动杆(24)可在套筒(25)中滑动，弹簧(23)为一拉簧，取电头(26)装在取电臂(22)的顶端，经电缆(27)与车内动力系统相联，取电头(26)由取电头伺服电机(28)、绝缘支架(29)、取电爪(30)和光电传感器(31)组成；两个取电爪(30)平行设置在绝缘支架(29)上；绝缘支架(29)中央设有取电头伺服电机(28)，绝缘支架(29)前部中间设有光电传感器(31)。
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