CN117922617A - 悬吊牵引装置及空铁交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬吊牵引装置及空铁交通系统，涉及轨道交通技术领域。悬吊牵引装置包括构架、中心轴和弹性体单元；所述构架设有安装孔，所述中心轴沿上下方向穿设于所述安装孔，所述中心轴绕其轴线可转动且可摆动地吊挂于所述构架，所述弹性体单元设于所述安装孔内且位于所述中心轴和所述构架之间，所述中心轴的下端用于与车体连接。本发明的悬吊牵引装置的零部件数量少，结构简单，占用空间较小，有利于悬吊牵引装置的轻量化、小型化设计，有利于降低成本，且能够满足车体的多自由度运动需求且具备多个自由度减震需求，能够确保车体的行驶稳定性，可靠性高，实用性强。

Description

悬吊牵引装置及空铁交通系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种悬吊牵引装置及空铁交通系统。

背景技术

空铁交通系统中，车体通过悬吊装置吊挂在轨道梁上，为使得车体具备较好的行驶稳定性及乘坐体验，悬吊装置通常具有多个可减震的自由度。具体而言，悬吊装置包括构架、枕梁、吊架等部件，构架的上端吊挂在轨道梁并通过行走装置在轨道梁行走，构架的下端与枕梁的上端可左右摆动地连接，且二者之间设置横向减震器(也即抗摆减震器)，对枕梁的左右摆动进行减震，枕梁的下端设置有沿横向延伸的延伸部，吊架呈开口朝向下方的U形结构，吊架在U形的底部通过例如空气弹簧支撑在枕梁的延伸部上，吊架的位于U形的端部通过销轴与车体连接，吊架与枕梁之间设置垂向减震器，从而对车体进行垂向减震，且车体可以具备一定的前后点头自由度。

但是，这种设置方式，悬吊装置的零部件数量较多，结构复杂，且占用空间较大，不利于空铁交通系统的轻量化设计。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中如何兼顾空铁交通系统中对车体的减震悬吊需求及轻量化设计需求的问题。

为至少在一定程度上解决上述问题的至少一个方面，第一方面，本发明提供一种悬吊牵引装置，包括构架、中心轴和弹性体单元；所述构架设有安装孔，所述中心轴沿上下方向穿设于所述安装孔，所述中心轴绕其轴线可转动且可摆动地吊挂于所述构架，所述弹性体单元设于所述安装孔内且位于所述中心轴和所述构架之间，所述中心轴的下端用于与车体连接。

可选地，悬吊牵引装置还包括安装座，所述安装座与所述构架可拆卸连接，所述安装座设有球窝，所述中心轴的上端设有球头，所述球头安装于所述球窝内。

可选地，所述安装座包括上座和下座，所述上座和所述下座可拆卸连接，所述球窝形成于所述上座和所述下座的相邻端，所述上座或所述下座与所述构架可拆卸连接。

可选地，所述安装孔的上端设置有凹槽，所述安装座支撑于所述凹槽的槽底。

可选地，所述弹性体单元包括弹性套、内连接套和外连接套，所述内连接套和所述外连接套分别连接于所述弹性套的内端和外端，所述内连接套套设于所述中心轴，所述外连接套嵌设于所述安装孔内。

可选地，所述弹性套与所述内连接套的接触面包括第一弧面，所述中心轴的轴线位于所述第一弧面的凹侧；

和/或，所述弹性套与所述外连接套的接触面包括第二弧面，所述中心轴的轴线位于所述第二弧面的凹侧；

和/或，自所述弹性套沿上下方向的两端至中间位置的方向，所述弹性套的壁厚逐渐减小；

和/或，所述弹性套采用橡胶制造，所述内连接套和所述外连接套均采用金属材料制造。

可选地，所述弹性体单元的内端相对于所述中心轴固定设置，所述弹性体单元的外端相对于所述安装孔固定设置。

可选地，悬吊牵引装置还包括行走装置、稳定轮和导向轮，所述行走装置、所述稳定轮和所述导向轮均安装于所述构架上，所述行走装置用于在轨道梁行走，所述导向轮用于与所述轨道梁的第一接触面接触，所述稳定轮用于与所述轨道梁的第二接触面接触。

可选地，所述第二接触面朝向下方设置，所述第一接触面的朝向与所述第二接触面的朝向呈预设夹角设置；

和/或，所述轨道梁为工字梁。

第二方面，本发明提供一种空铁交通系统，包括车体、轨道梁和如上第一方面所述的悬吊牵引装置，所述车体通过多个所述悬吊牵引装置悬吊于所述轨道梁。包括如上第一方面所述的悬吊牵引装置。

相对于相关的现有技术，在本发明的悬吊牵引装置及空铁交通系统中，悬吊牵引装置通常沿前后方向在车体顶部间隔设置为两个，悬吊牵引装置的上端吊挂在轨道梁，并通过安装于悬吊牵引装置的构架的行走装置在轨道梁行走，实现对车体的牵引，其中，中心轴沿上下方向布置，中心轴绕其轴线可转动且可摆动地吊挂于所述构架，例如中心轴的上端与构架球铰连接，中心轴可以具备相对于构架的多个自由度，具体而言，中心轴可以相对于构架绕中心轴的轴线转动，且中心轴可左右摆动且前后摆动，从而车体可以具备左右摆动自由度及前后点头自由度，满足多个自由度的运动需求。与此同时，所述中心轴沿上下方向穿设于所述构架上设置的安装孔，所述弹性体单元设于所述安装孔内且位于所述中心轴和所述构架之间，当中心轴左右摆动及前后摆动时，弹性体单元可以通过弹性形变减缓中心轴的运动，从而在一定程度上对中心轴的运动进行减震，实现车体在多个自由度的运动减震，具体而言，实现车体的左右摆动减震及前后点头减震，确保车体的行驶稳定性。总体而言，本发明的悬吊牵引装置的零部件数量少，结构简单，占用空间较小，有利于悬吊牵引装置的轻量化、小型化设计，有利于降低成本，且能够满足车体的多自由度运动需求且具备多个自由度减震需求，能够确保车体的行驶稳定性，可靠性高，实用性强。

附图说明

图1为本发明的实施例中车体通过悬吊牵引装置吊挂于轨道梁的结构示意图；

图2为图1中A-A截面的剖面视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本发明的实施例中构架的结构示意图。

附图标记说明：

1-构架；11-安装孔；12-架本体；121-横梁；122-纵梁；13-连接架；2-中心轴；21-球头；22-连接盘；3-弹性体单元；31-弹性套；32-内连接套；33-外连接套；4-安装座；41-上座；42-下座；43-凸台；5-轨道梁；6-行走装置；61-走行轮；7-稳定轮；8-导向轮；9-车体。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”、“一些实施方式”、“示例性地”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。这样，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向表示下；附图中X轴表示前后位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示前侧，X轴的负向表示后侧；附图中Y轴表示水平方向，并指定为左右位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示右侧，Y轴的负向表示左侧；同时需要说明的是，前述Z轴、Y轴及X轴的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，第一方面，本发明提供一种悬吊牵引装置，包括构架1、中心轴2和弹性体单元3；所述构架1设有安装孔11，所述中心轴2沿上下方向穿设于所述安装孔11，所述中心轴2绕其轴线可转动且可摆动地吊挂于所述构架1，所述弹性体单元3设于所述安装孔11内且位于所述中心轴2和所述构架1之间，所述中心轴2的下端用于与车体9连接。

构架1悬吊在轨道梁5，并在轨道梁5行走。具体地，悬吊牵引装置还包括行走装置6，所述行走装置6安装于所述构架1上，所述行走装置6用于在轨道梁5行走，其具体实现方式不作为限制，本发明后续以轨道梁5为工字梁为例来说明本发明的内容。

应当理解的是，空铁交通系统中，车体9沿前后方向通常设置有多个例如两个悬吊牵引装置，也即车体9通过两个悬吊牵引装置吊挂在轨道梁5。

如此，悬吊牵引装置通常沿前后方向在车体9顶部间隔设置为两个，悬吊牵引装置的上端吊挂在轨道梁5，并通过安装于悬吊牵引装置的构架1的行走装置6在轨道梁5行走，实现对车体9的牵引，其中，中心轴2沿上下方向布置，中心轴2绕其轴线可转动且可摆动地吊挂于所述构架1，例如中心轴2的上端与构架1球铰连接，中心轴2可以具备相对于构架1的多个自由度，具体而言，中心轴2可以相对于构架1绕中心轴2的轴线转动，且中心轴2可左右摆动且前后摆动，从而车体9可以具备左右摆动自由度及前后点头自由度，满足多个自由度的运动需求。与此同时，所述中心轴2沿上下方向穿设于所述构架1上设置的安装孔11，所述弹性体单元3设于所述安装孔11内且位于所述中心轴2和所述构架1之间，当中心轴2左右摆动及前后摆动时，弹性体单元3可以通过弹性形变减缓中心轴2的运动，从而在一定程度上对中心轴2的运动进行减震，实现车体9在多个自由度的运动减震，具体而言，实现车体9的左右摆动减震及前后点头减震，确保车体9的行驶稳定性。总体而言，本发明的悬吊牵引装置的零部件数量少，结构简单，占用空间较小，有利于悬吊牵引装置的轻量化、小型化设计，有利于降低成本，且能够满足车体9的多自由度运动需求且具备多个自由度减震需求，能够确保车体9的行驶稳定性，可靠性高，实用性强。

如图2和图3所示，可选地，悬吊牵引装置还包括安装座4，所述安装座4与所述构架1可拆卸连接，所述安装座4设有球窝，所述中心轴2的上端设有球头21，所述球头21安装于所述球窝内。

如此，球头21安装于球窝内，从而形成球铰结构，进而可以实现中心轴2绕其轴线的自转(由于车体9顶部通常在前后方向设置两个悬吊牵引装置，中心轴2仅在小幅度内自转)，且中心轴2可以相对于安装座4摆动，结构简单，实用性强。

当然，应当理解的是，另外的实施例中，也可以是安装座4上设有球头21，中心轴2的上端设于球窝，球铰结构也可以是其他万向铰结构，此次不再详细说明。

如图3所示，可选地，所述安装孔11的上端设置有凹槽，所述安装座4支撑于所述凹槽的槽底。

示例性地，安装座4的周向外壁设有一圈凸台43，安装座4在凸台43下方的部分伸入安装孔11内，凸台43容置于凹槽，且支撑于凹槽的槽底，紧固件自上而下地穿过凸台43并与凹槽的槽底螺纹连接。

如此，利用凹槽的槽底可以形成对安装座4的支撑，安装座4与构架1的连接可靠性高，且安装座4部分容置于安装孔11内，其安装结构紧凑，占用空间小，实用性强。

如图3所示，可选地，所述安装座4包括上座41和下座42，所述上座41和所述下座42可拆卸连接，所述球窝形成于所述上座41和所述下座42的相邻端，所述上座41或所述下座42与所述构架1可拆卸连接。

具体地，凸台43形成于上座41或下座42上，图3中示出了凸台43形成于上座41的上端的情况，但应当理解的是，凸台43也可以形成于下座42的上端处，提升安装座4在构架1安装的安全性。

通常，上座41和下座42的相邻端的分界线处，经过球窝的球心，从而便于球窝的安装，上座41和下座42之间的用于连接的紧固件的可以沿上下方向延伸，也可以被设置为沿其他方向例如水平方向延伸，其可以根据需要进行设置，此次不再详细说明。

如图3所示，可选地，所述弹性体单元3包括弹性套31、内连接套32和外连接套33，所述内连接套32和所述外连接套33分别连接于所述弹性套31的内端和外端，所述内连接套32套设于所述中心轴2，所述外连接套33嵌设于所述安装孔11内。

通常，弹性套31具有弹性，且其安装时具有一定预压缩量，使得弹性套31被内连接套32和外连接套33压紧，内连接套32和外连接套33的设置，弹性套31的弹力位于内连接套32和外连接套33之间，避免弹性套31直接与中心轴2和安装孔11的内壁连接，从而降低弹性体单元3的安装难度。

具体而言，通常内连接套32和外连接套33的硬度大于弹性套31，例如所述弹性套31采用橡胶等弹性材料制造，所述内连接套32和所述外连接套33均采用金属材料制造。

如此，便于弹性体单元3的安装，且弹性体单元3通过弹性套31的形变至少能够对中心轴2的左右摆动、左右窜动、前后摆动、前后窜动进行缓冲减震，确保车体9在多个方向的自由度需求，其结构简单，实用性强。

可选地，所述弹性套31与所述内连接套32的接触面包括第一弧面，所述中心轴2的轴线位于所述第一弧面的凹侧。

需要说明的是，第一弧面通常并不是完整的球面，在经过中心轴2的轴线且与YZ面平行的截面内，第一弧面通常包括相对设置的两个弧线，位于左侧的弧线可以位于第一圆上，第一圆的圆心位于中心轴2的轴线的右侧，位于右侧的弧线可以位于第二圆上，第二圆的圆心位于中心轴2的轴线的左侧，第一圆和第二圆可以关于中心轴2对称设置。这样设置，可以在一定程度上降低对内连接套32的尺寸需求，降低弹性体单元3的空间占用需求。

如此，第一弧面的设置，便于弹性套31与内连接套32的相对位置定位，便于进行二者的连接，例如弹性套31采用硫化等手段与内连接套32连接。

可选地，所述弹性套31与所述外连接套33的接触面包括第二弧面，所述中心轴2的轴线位于所述第二弧面的凹侧。

第二弧面的设置方式与第一弧面的设置方式类似，此处不再详细说明。

可选地，自所述弹性套31沿上下方向的两端至中间位置的方向，所述弹性套31的壁厚逐渐减小。

具体地，当具备上述第一弧面和第二弧面时，第一弧面对应的弧线的曲率大于第二弧面对应的弧线的曲率，第一弧面对应的弧线的圆心与第二弧面对应的圆心在上下方向位于同一高度位置。

可选地，所述弹性体单元3的内端相对于所述中心轴2固定设置，所述弹性体单元3的外端相对于所述安装孔11固定设置。

应当理解的是，弹性体单元3的内端相对于所述中心轴2固定设置的方式不作为限制，例如可以是通过内连接套32的内端与中心轴2过盈配合或者采用键连接等方式实现，弹性体单元3的外端相对于所述安装孔11固定设置与此类似，此次不再详细说明。

这种情况下，弹性体单元3还可以在一定程度上通过弹性体单元3的内端相对于外端的扭转实现对中心轴2绕其轴线的转动的减震，可以进一步提升悬吊牵引装置的缓冲减震性能。

上述实施例中，应当理解的是，悬吊牵引装置通常还包括导向轮8和稳定轮7，所述稳定轮7和所述导向轮8均安装于所述构架1上，所述导向轮8用于与所述轨道梁5的第一接触面接触，所述稳定轮7用于与所述轨道梁5的第二接触面接触。

从而，可以通过导向轮8对悬吊牵引装置在轨道梁5的行走进行导向，通过稳定轮7提升悬吊牵引装置在轨道梁5行走的稳定性。

具体地，所述第二接触面朝向下方设置，所述第一接触面的朝向与所述第二接触面的朝向呈预设夹角设置。

该预设夹角通常为直角或接近直角，示例性地，行走装置6的走行轮61在工字梁的左右方向的腔内行走，工字梁的下板沿左右方向的端面形成该第一接触面，工字梁的下表面形成该第二接触面。

如此，第二接触面朝向下方，稳定轮7能够限制构架1沿上下方向的跳动，其结构稳定高。

如图4所示，应当理解的是，构架1的具体结构形式不作为限制，其可以根据实际的需要进行设置，例如当轨道梁5为工字梁时，构架1可以包括架本体12和连接架13，架本体12大致可以呈H形结构，安装孔11形成于H形结构的横梁121的中部，H形结构的四角位置设置连接架13，连接架13用于安装行走装置6及导向轮8，H形结构上可以安装稳定轮7。

一些方案中，H形结构的横梁121与纵梁122固定连接，另一些方案中横梁121和纵梁122转动连接，且转动轴线沿左右方向延伸，这样，当经过轨道梁5的颠簸路段时，即使纵梁122相对于前后方向的倾角发生变化，也可以通过横梁121的转动适应这种变化，从而可以进一步地降低中心轴2前后摆动的幅度，降低车体9前后点头的幅度，此时，车体9和纵梁122之间，或者横梁121和纵梁122之间可以设置抗摆减震器，以减缓车体9沿前后方向的摆动，此处不再详细说明。

上述实施例中，中心轴2的下端可以设置连接盘22例如可拆卸地设置连接盘22，通过连接盘22与车体9连接。

第二方面，本发明提供的空铁交通系统，其包括车体9、轨道梁5和如上实施例的悬吊牵引装置，所述车体9通过多个所述悬吊牵引装置悬吊于所述轨道梁5。

该空铁交通系统具有该悬吊牵引装置所具有的所有有益效果，此处不再详细说明。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变动与修改，这些变动与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种悬吊牵引装置，其特征在于，包括构架(1)、中心轴(2)和弹性体单元(3)；所述构架(1)设有安装孔(11)，所述中心轴(2)沿上下方向穿设于所述安装孔(11)，所述中心轴(2)绕其轴线可转动且可摆动地吊挂于所述构架(1)，所述弹性体单元(3)设于所述安装孔(11)内且位于所述中心轴(2)和所述构架(1)之间，所述中心轴(2)的下端用于与车体(9)连接。

2.如权利要求1所述的悬吊牵引装置，其特征在于，还包括安装座(4)，所述安装座(4)与所述构架(1)可拆卸连接，所述安装座(4)设有球窝，所述中心轴(2)的上端设有球头(21)，所述球头(21)安装于所述球窝内。

3.如权利要求2所述的悬吊牵引装置，其特征在于，所述安装座(4)包括上座(41)和下座(42)，所述上座(41)和所述下座(42)可拆卸连接，所述球窝形成于所述上座(41)和所述下座(42)的相邻端，所述上座(41)或所述下座(42)与所述构架(1)可拆卸连接。

4.如权利要求2所述的悬吊牵引装置，其特征在于，所述安装孔(11)的上端设置有凹槽，所述安装座(4)支撑于所述凹槽的槽底。

5.如权利要求1至4任意一项所述的悬吊牵引装置，其特征在于，所述弹性体单元(3)包括弹性套(31)、内连接套(32)和外连接套(33)，所述内连接套(32)和所述外连接套(33)分别连接于所述弹性套(31)的内端和外端，所述内连接套(32)套设于所述中心轴(2)，所述外连接套(33)嵌设于所述安装孔(11)内。

6.如权利要求5所述的悬吊牵引装置，其特征在于，所述弹性套(31)与所述内连接套(32)的接触面包括第一弧面，所述中心轴(2)的轴线位于所述第一弧面的凹侧；

和/或，所述弹性套(31)与所述外连接套(33)的接触面包括第二弧面，所述中心轴(2)的轴线位于所述第二弧面的凹侧；

和/或，自所述弹性套(31)沿上下方向的两端至中间位置的方向，所述弹性套(31)的壁厚逐渐减小；

和/或，所述弹性套(31)采用橡胶制造，所述内连接套(32)和所述外连接套(33)均采用金属材料制造。

7.如权利要求1至4任意一项所述的悬吊牵引装置，其特征在于，所述弹性体单元(3)的内端相对于所述中心轴(2)固定设置，所述弹性体单元(3)的外端相对于所述安装孔(11)固定设置。

8.如权利要求1至4任意一项所述的悬吊牵引装置，其特征在于，还包括行走装置(6)、稳定轮(7)和导向轮(8)，所述行走装置(6)、所述稳定轮(7)和所述导向轮(8)均安装于所述构架(1)上，所述行走装置(6)用于在轨道梁(5)行走，所述导向轮(8)用于与所述轨道梁(5)的第一接触面接触，所述稳定轮(7)用于与所述轨道梁(5)的第二接触面接触。

9.如权利要求8所述的悬吊牵引装置，其特征在于，所述第二接触面朝向下方设置，所述第一接触面的朝向与所述第二接触面的朝向呈预设夹角设置；

和/或，所述轨道梁(5)为工字梁。

10.一种空铁交通系统，其特征在于，包括车体(9)、轨道梁(5)和如权利要求1至9任意一项所述的悬吊牵引装置，所述车体(9)通过多个所述悬吊牵引装置悬吊于所述轨道梁(5)。