CN115848419A - 一种悬挂式轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

一种悬挂式轨道交通系统，包括车厢、专用轨道和位于车厢顶部的吊轮组，吊轮组可悬挂车厢行驶在专用轨道上，专用轨道包括主轨、副轨和引导轨，吊轮组包括前吊轮组和后吊轮组，前吊轮组设有主轮、副轮和引导轮，主轮固定不动可在主轨上行驶，副轮并排设置有引导轮且副轮固定在摆臂上使得副轮和引导轮可跟随摆臂转动在一定范围内改变副轮的高度。

Description

一种悬挂式轨道交通系统

技术领域

本发明属于交通领域，具体涉及一种悬挂式轨道交通系统。

背景技术

传统的轨道交通系统在运行过程中需要改变运行轨道时，需要通过轨道道岔的机械运动来调整轨道的状态来切换机车的运行轨道，不但轨道的施工时间长，而且该方案存在一个弊端，就是非固定道岔变轨需要较长时间来完成操作，基于安全的原则必然会预留足够的变轨安全时间，这必然拉大轨道上运行的前后车的安全距离，严重拉低了轨道交通的运力，降低运行平均速度，浪费乘客通行时间。

悬挂式单轨列车又被称为空轨或空中列车，是一种轻型、中速、中运量、低成本的新型公共交通方式。2017年7月21日，国内最高速的悬挂式单轨列车在中车四方下线，进入型式试验和试运行阶段，其设计时速为80公里，最高运行时速为70公里。中车四方研制的悬挂式单轨列车，应用了部分高铁技术，提升了运营安全性和乘客舒适度，适用于景区、山地、城市，拥有巨大的市场潜力。2019中国(武汉)国际桥梁产业博览会上，中铁科工有限集团研发的悬挂式单轨列车(空轨)正式亮相，使得中国成为继德国、日本之后，全世界第三个掌握空轨技术的国家。该企业目前正在武汉江夏基地建设约1公里长的试验线，并计划年内试跑。空轨的轨道在列车上方，列车悬挂在轨道梁上运行，最高时速可达70公里，车厢一般为3-5节。其车厢设计与地铁相似，但更小巧精致，单节车厢长11米(地铁22米)，宽2.4米(地铁2.8米)，可同时容纳80-90人，约为地铁单列容量的1/3。每趟运量300人-400人，每小时可承担客流1万人次，主要服务于大城市郊区、中等城市及旅游景区的客流运输。与地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通相比，空轨的优势十分明显。首先空轨建设成本低，同等长度空轨造价约为地铁项目的1/3。其次，空轨是向上发展，利用道路中间的花坛、隔离带等地建设立柱，不会对城市道路形成挤压，占地面积小，且立柱可拆除重复利用，大大缓解了城区拥堵难题。此外，空轨的爬坡能力是地铁的3倍，转弯半径只有50米，为地铁的一半，减少了对城市建设的影响。目前，全球范围内只有德国、日本掌握空轨技术。中铁科工正在江夏制造基地建设一条长约1公里的试验线，并计划年内试跑，届时将带来轨道交通领域新一轮变革。

空轨在遇到两条轨道合并为一条轨道的情况下通常需要人为的去操作或者进行比较复杂的轨道设计。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是对现有的空轨优化改进提出了一种施工时间短、成本低且变轨方式简单快速的悬挂式轨道交通系统。

本发明的技术方案是这样实现的：一种悬挂式轨道交通系统，包括车厢、专用轨道和位于车厢顶部的吊轮组，吊轮组可悬挂车厢行驶在专用轨道上，专用轨道包括主轨、副轨和引导轨，吊轮组包括前吊轮组和后吊轮组，前吊轮组和后吊轮组可以采用相同的设计，当然前后两组可以有不一样，比如后组可以不要引导轮，前吊轮组设有主轮、副轮和引导轮，主轮固定不动可在主轨上行驶，副轮并排设置有引导轮且副轮固定在摆臂上使得副轮和引导轮可跟随摆臂转动在一定范围内改变副轮的高度，在强制变轨区段单一主轨一侧设置单一的引导轨和主轨正上方设置单一副轨，引导轨包括倾斜向上的触发段和过渡段，副轨包括倾斜向上的抬升段、过渡段和倾斜向下的回位段，强制车厢从主轨切换到副轨时引导轨刚开始低于引导轮，当车厢继续前进时引导轨倾斜向上的触发段缓慢向上倾斜顶住引导轮使得副轮上的摆臂转动副轮上升高于副轨抬升段，车厢继续前进副轨高度上升与副轮接触，引导轮脱离引导轨，随着副轨高度上升副轨将副轮抬高直到副轮将主轮与主轨分离，副轨进入过渡段可调整轨道方向使得列车与需要进入的轨道平行且副轨位于主轨正上方，最后进入回位段，车厢想要回到主轨只需跟随回位段下降车厢高度使得主轮与主轨接触，之后副轮与副轨脱离车厢可回到主轨；在主动变轨区段，不需要引导轨和引导轮，直接启动动力结构驱动摆臂转动使得副轮高度上升，到达抬升段车厢继续前进副轨高度上升与副轮接触，随着副轨高度上升副轨将副轮抬高直到副轮将主轮与主轨分离，副轨进入过渡段可调整轨道方向使得列车与需要进入的轨道平行且副轨位于主轨正上方，最后进入回位段，车厢想要回到主轨只需跟随回位段下降车厢高度使得主轮与主轨接触，之后副轮与副轨脱离摆臂转动到初始位置车厢可回到主轨。

进一步地，吊轮组包括吊轮架、液压管、动力杆、主轮、副轮、引导轮和摆臂，副轮固定在摆臂上，摆臂与吊轮架铰接可相对吊轮架在一定范围内转动，动力杆一端与吊轮架铰接另一端与摆臂铰接，动力杆受液压管内液体控制可驱动摆臂转动，主轮以可转动方式固定到吊轮架上，引导轮与副轮同轴并排设置，引导轮设计成扁平长条形，主轮和副轮设计有与专用轨道匹配的凹槽。

进一步地，主轮位于副轮转动平面内，这样可以确保重心位于主轮和副轮的中心面上来确保车厢处于平稳位置。

进一步地，主轮一侧设有挡板，防止主轮损坏或其它意外时脱离轨道。

进一步地，主轮与副轮轮面为V形，在V形中间为U形槽，U形槽与轨道轨接触，轮面的V形是为防止挂车行走时脱离轨道，以及挂车行走时晃动或挂车重心偏离时挂车相对轨道产生倾斜的安全行程。

这样设计的有益效果是：该设计施工时间短、成本低且变轨方式简单快速安全稳定可靠，它的主要依靠主轮、副轮、主轨、副轨、辅助轮和引导轨结构实现变轨，在不同场合可以实现强制变轨或自主变轨的切换，自主变轨可在车厢内操作液压阀来控制，强制变轨则通过辅助轨道来实现，在必须变轨的区段使用，使得安全系数大大的增加，特别适合在繁华的城市使用，既稳定又安全可靠可以广泛推广使用。

附图说明

图1为本发明一种悬挂式轨道交通系统引导轨接触状态示意图；

图2为本发明一种悬挂式轨道交通系统进入副轨前示意图；

图3为本发明一种悬挂式轨道交通系统脱离主轨后状态示意图；

图4为本发明一种悬挂式轨道交通系统自主变轨进入副轨示意图；

图5为本发明一种悬挂式轨道交通系统整体运行示意图；

图6为本发明一种悬挂式轨道交通系统整主轮副轮结构示意图。

具体实施方式

根据需要，在本文中公开了本发明的详细实施例，但应了解所公开的实施例只是示范本发明，本发明可以不同和替代形式实施。附图未必按照比例绘制，且某些特点可被夸大或缩小以示出特定构件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被理解为具有限制意义，而是仅作为代表性基础以教导本领域技术人员不同地采用本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1、图2、图3和图4所示，一种悬挂式轨道交通系统，包括车厢1、专用轨道和位于车厢1顶部的吊轮组，吊轮组可悬挂车厢1行驶在专用轨道上，专用轨道包括主轨2、副轨3和引导轨4，吊轮组包括前吊轮组和后吊轮组，前吊轮组和后吊轮组采用相同的设计，每一吊轮组设有主轮6、副轮7和引导轮8，主轮6固定不动可在主轨2上行驶，主轮6和副轮7可采用相同形状设计，副轮7并排设置有引导轮8且副轮7固定在摆臂9上使得副轮7和引导轮8可跟随摆臂9转动在一定范围内改变副轮7的高度，在强制变轨区段单一主轨2一侧设置单一的引导轨4和主轨2正上方设置单一副轨3，引导轨4包括倾斜向上的触发段和过渡段，副轨3包括倾斜向上的抬升段、过渡段和倾斜向下的回位段，强制车厢1从主轨2切换到副轨3时引导轨4刚开始低于引导轮8，当车厢1继续前进时引导轨4倾斜向上的触发段缓慢向上倾斜顶住引导轮8使得副轮7上的摆臂9转动副轮7上升高于副轨3抬升段，车厢1继续前进副轨3高度上升与副轮7接触，引导轮8脱离引导轨4，随着副轨3高度上升副轨3将副轮7抬高直到副轮7将主轮6与主轨2分离，副轨3进入过渡段可调整轨道方向使得列车与需要进入的轨道平行且副轨3位于主轨2正上方，最后进入回位段，车厢1想要回到主轨2只需跟随回位段下降车厢1高度使得主轮6与主轨2接触，之后副轮7与副轨3脱离车厢1可回到主轨2；在主动变轨区段，不需要引导轨4和引导轮8，直接启动动力结构驱动摆臂9转动使得副轮7高度上升，到达抬升段车厢1继续前进副轨3高度上升与副轮7接触，随着副轨3高度上升副轨3将副轮7抬高直到副轮7将主轮6与主轨2分离，副轨3进入过渡段可调整轨道方向使得列车与需要进入的轨道平行且副轨3位于主轨2正上方，最后进入回位段，车厢1想要回到主轨2只需跟随回位段下降车厢1高度使得主轮6与主轨2接触，之后副轮7与副轨3脱离摆臂9转动到初始位置车厢1可回到主轨2。吊轮组包括吊轮架5、液压管、动力杆10、主轮6、副轮7、引导轮8和摆臂9，副轮7固定在摆臂9上，摆臂9与吊轮架5铰接可相对吊轮架5在一定范围内转动，动力杆10一端与吊轮架5铰接另一端与摆臂9铰接，动力杆10受液压管内液体控制可驱动摆臂9转动，主轮6以可转动方式固定到吊轮架5上，引导轮8与副轮7同轴并排设置，引导轮8设计成扁平长条形，主轮6和副轮7设计有与专用轨道匹配的凹槽。主轮6位于副轮7转动平面内，这样可以确保重心位于主轮6和副轮7的中心面上来确保车厢1处于平稳位置。主轮6一侧设有挡板11。主轮6与副轮7轮面为V形，在V形中间为U形槽12，U形槽12与轨道轨接触。

如图5所示，列车车厢1可利用主轨2、副轨3和引导轨4在特定车站13停靠。

Claims (6)

1.一种悬挂式轨道交通系统，其特征在于：包括车厢(1)、专用轨道和位于车厢(1)顶部的吊轮组，吊轮组可悬挂车厢(1)行驶在专用轨道上，所述专用轨道包括主轨(2)和副轨(3)，所述吊轮组设有主轮(6)和副轮(7)，所述主轮(6)固定不动可在主轨(2)上行驶，所述副轮(7)固定在摆臂(9)上使得副轮(7)可跟随摆臂(9)转动在一定范围内改变副轮(7)的高度；在变轨区段，启动动力结构驱动摆臂(9)转动使得副轮(7)高度上升，到达抬升段车厢(1)继续前进副轨(3)高度上升与副轮(7)接触，随着副轨(3)高度上升副轨(3)将副轮(7)抬高直到副轮(7)将主轮(6)与主轨(2)分离，所述副轨(3)进入过渡段可调整轨道方向使得列车与需要进入的轨道平行且副轨(3)位于主轨(2)上方，最后进入回位段，所述车厢(1)想要回到主轨(2)只需跟随回位段下降车厢(1)高度使得主轮(6)与主轨(2)接触，之后副轮(7)与副轨(3)脱离摆臂(9)转动到初始位置车厢(1)可回到主轨(2)。

2.根据权利要求1所述的悬挂式轨道交通系统，其特征在于：所述专用轨道包括主轨(2)、副轨(3)和引导轨(4)，所述吊轮组设有主轮(6)、副轮(7)和引导轮(8)，在强制变轨区段单一主轨(2)一侧设置单一的引导轨(4)和主轨(2)正上方设置单一副轨(3)，所述引导轨(4)包括倾斜向上的触发段和过渡段，副轨(3)包括倾斜向上的抬升段、过渡段和倾斜向下的回位段，强制车厢(1)从主轨(2)切换到副轨(3)时引导轨(4)刚开始低于引导轮(8)，当车厢(1)继续前进时引导轨(4)倾斜向上的触发段缓慢向上倾斜顶住引导轮(8)使得副轮(7)上的摆臂(9)转动副轮(7)上升高于副轨(3)抬升段，所述车厢(1)继续前进副轨(3)高度上升与副轮(7)接触，所述引导轮(8)脱离引导轨(4)，随着副轨(3)高度上升副轨(3)将副轮(7)抬高直到副轮(7)将主轮(6)与主轨(2)分离，副轨(3)进入过渡段可调整轨道方向使得列车与需要进入的轨道平行且副轨(3)位于主轨(2)正上方，最后进入回位段，所述车厢(1)想要回到主轨(2)只需跟随回位段下降车厢(1)高度使得主轮(6)与主轨(2)接触，之后副轮(7)与副轨(3)脱离车厢(1)可回到主轨(2)。

3.根据权利要求2所述的悬挂式轨道交通系统，其特征在于：所述吊轮组包括吊轮架(5)、液压管、动力杆(10)、主轮(6)、副轮(7)、引导轮(8)和摆臂(9)，所述副轮(7)固定在摆臂(9)上，所述摆臂(9)与吊轮架(5)铰接可相对吊轮架(5)在一定范围内转动，所述动力杆(10)一端与吊轮架(5)铰接另一端与摆臂(9)铰接，所述动力杆(10)受液压管内液体控制可驱动摆臂(9)转动，所述主轮(6)以可转动方式固定到吊轮架(5)上，所述引导轮(8)与副轮(7)同轴并排设置，所述引导轮(8)设计成扁平长条形，所述主轮(6)和副轮(7)设计有与专用轨道匹配的凹槽。

4.根据权利要求3所述的悬挂式轨道交通系统，其特征在于：所述主轮(6)位于副轮(7)转动平面内，这样可以确保重心位于主轮(6)和副轮(7)的中心面上来确保车厢(1)处于平稳位置。

5.根据权利要求4所述的悬挂式轨道交通系统，其特征在于：所述主轮(6)一侧设有挡板(11)。

6.根据权利要求5所述的悬挂式轨道交通系统，其特征在于：所述主轮(6)与副轮(7)轮面为V形，在V形中间为U形槽(12)，所述U形槽(12)与轨道轨接触。

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