CN204224937U - 一种电动轮驱自动运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交通运输系统，具体是一种电动轮驱自动运输系统。包括多条车道和行驶于其上的多个电车；特征是立交路中的横向或纵向主干道的路面都并排铺设方向相反的单向行驶的车道各一条，平交路的纵向和横向铺设一条能双向行驶的车道，用电脑调度网络对车道上的所有电车进行统一调控来均衡车流，使各电车能在各车道交叉处自动重组成两列安全车距几近于零的车队，且全天候保持始终无拥堵的全速安全运输。本实用新型是实施城乡一体化新建的中低速、近程，可直入矿场、车间、农田、仓库等，建设与维护成本低廉、能承担所有种类客货的运输系统，能用于在旧城改造中有计划的逐渐更替现有近程陆路运输系统。

Description

一种电动轮驱自动运输系统

技术领域

本实用新型涉及一种交通运输系统，具体是一种电动轮驱自动运输系统。

背景技术

当前汽车是城乡运输的主要工具，其车辆多无奈于运输线路忙而造成交通拥堵，特别是高峰时段的交通拥堵现象越来越严重；另外陆路运输因为使用不同种类的运输工具，使用不同的能源，铺设不同的路轨而难免相互阻碍，即便与地上交通路线互不干扰的地下和架空运输，也仍存在换乘其它交通工具的步行、等车、换车等耗时过程，效果与堵车相似，已有交通工具和已公开专利中没有见到综合解决交通拥堵者。比如已授权中国发明专利201110079306.7一种路网系统只是通过调整立交路网结构的方法来解决拥堵，而这只是交通拥堵原因之一，在驾驶员无法准确获悉路况而进入繁忙路段，随意争抢车道，酒驾滋事，交通事故等引起的拥堵，调整路网的方法就无法解决。已申报中国专利201110187468.2的独立式同步轨道交通，具有智能控制，似乎能解决更多拥堵问题，但只能客运或小宗小型货运，也就不能运输所有类型的货物，无法综合解决交通拥堵。总之，与上述类似的方案都有难以综合解决交通拥堵的弊端。

发明内容

本实用新型目的是为克服上述弊端，而发明一种电动轮驱自动运输系统。

本实用新型包括多条车道和行驶于其上的多个电车；所述车道在较繁忙路段铺设成立交路网，在较清闲区域的车道则通常铺设成低速平交路网；所述车道是近似高架桥公路路面那样的凹槽形结构，在车道内设有馈电线；所述电车上设有用电力驱动的车轮、控制行车走向的方向机和方向横拉杆与从馈电线接收电力的集电靴、使集电靴与馈电线之间接触面上各处的压力保持均匀的均压支架以及自动驾驶用的测控器；其特征在于：所述车道铺设在棚室中，在立交路主干路面上只铺设行驶方向相反的单向车道各一条，在清闲的平交路主干路面上则只铺设一条双向车道，由电脑调度网络对所有电车实施自动驾驶使其按无相互碰撞的预定路线行驶；所述车道在运输超重或高重心货物的路段的车辙之外和车道两外侧增铺有光面瓷砖以便电车上的承重气垫、防倾气垫或支撑杆系上的车轮将负载传递到路面上，而消除额外铺设超重荷载的车道所增加交错穿梭而造成交通拥堵；且所述车道内的左右两侧安装侧磨式馈电线来引入市电，或将馈电线交替安装在车道的左侧或右侧；

所述电车按横向二人客座标准的车型设定轮距，且所有车轮都采用统一的轮胎宽度，又只在每根车轴两端各安装一个车轮；

所述电车上的集电靴安装在固定于方向横拉杆两端的均压支架上，并与馈电线滑动接触而将市电引入电车，同时由集电靴与馈电线的接触来限定电车行驶轨迹；

所述电车上的方向机上受测控器操纵的步进电机经弹性臂来操纵方向横拉杆，使电车贴紧车道左侧或右侧的馈电线而在到达两车道交叉处前就自动确定行驶方向。

另外，本实用新型的车道的单侧或双侧还设有许多测控路标，测控路标中设有可编程的数字信号处理器、传感组件、网络接口；各测控路标的数字信号处理器通过网络接口与整个立交运输系统的电脑调度网络连通，并通过输入输出口连通的传感组件与过路电车上的测控器之间互相测控监督和通信，测控路标的数字信号处理器的程序根据电车到达时刻与电脑调度网络所预设时刻之差，向电车上的测控器发令以控制车速，并根据电脑调度网络所预设路线发令以控制行驶方向，通过在车道上发令对其上的所有电车进行统一控制而使两车之间的安全距离能几近于零，组成与现有火车类似的成串车厢列，并按电脑调度网络的统一调控下让相交两车道上的两串电车自动合并为一串，而后再按照各电车既定路线重组为两串，快速、安全地通过两车道交叉处，并通过电脑调度网络计划安排所有电车的启运时间、行驶速度、行走路线、到达时刻来均衡各时段和路段的车流高峰与车流低谷。

本实用新型的电车上的测控器中设有可编程数字信号处理器、传感组件、方向步进控制器、车动力控制器；车动力控制器包括驱动车轮的控制，气垫压缩空气的控制，和附加承重防倾装置中比如控制各液压油缸的电磁阀以及液压泵的控制；传感组件包括用户信息输入设备、检测集电靴承压力的传感器、检测电机或功率器件温度的传感器、检测测控路标位置和接收其测控指令的光电传感器、检测馈电线断续点的传感器、检测前后车距的超声雷达、观察车道状况的摄像和路况识别装置以及电脑网络无线通信装置、防倾气垫位置控制用传感器；数字信号处理器通过输入输出口连通传感组件、方向步进控制器、车动力控制器；测控器的数字信号处理器通过传感组件中的光电传感器与测控路标相互测控监督和通信来发送车况信息并接收控向、控速指令，通过车动力控制器控制车轮的转速，通过方向步进控制器控制方向机使方向横拉杆两端的集电靴贴左侧或右侧馈电线而使相互间距几近于零的各电车在岔路处能各自沿着所贴馈电线分别按预定路线变道；由此实现的自动驾驶作为整个运输网络的统筹调控基础，借此通过电脑调度网络程序对整个运输网络中所有电车的始发、车速、路线进行精确计划和测控。

显然本实用新型便于用电脑调度网络对整个运输系统进行统一调控来均衡车流，使各电车能在各车道交叉处自动重组成两列安全车距的车队，且全天候保持始终无拥堵的全速安全运输。本实用新型是实施城乡一体化新建的中低速、近程，要求建设与维护成本低廉、能承担所有种类客货的运输系统，也能用于在旧城改造中有计划的逐渐更替现有近程陆路运输系统。

附图说明

图1是本实用新型车道和电车的总体结构示意图(图中含外廓棚室)，是图3中的B-B截面。

图2是图1的A-A剖面示意图。

图3是本实用新型车道在岔路处的A-A剖面示意图。

图4是本实用新型的测控路标和测控器的电器方框原理图。

图5是本实用新型运载超重或超大货物时电车上的附加承重防倾装置实例之一的原理图。

图6是本实用新型电车的仰视图。

图7是电车的后视图。

其中：1.车道，2.电车，3.车轮，4.集电靴，5.均压支架，6.方向横拉杆，7.方向机，8.测控器，9.测控路标，10.馈电线，11.棚室，12.数字信号处理器，13.传感组件，14.网络接口，15.方向步进控制器，16.车动力控制器，17.支撑杆系，18.液压油缸，19.防倾气垫，20.承重气垫。

具体实施方式

如图3、2、1所示本实用新型包括多条车道1和行驶于其上的多个电车2；所述车道1在较繁忙路段通常铺设成立交路网，在较清闲区域的车道1则通常铺设成低速平交路网；所述车道1是近似高架桥公路路面那样的凹槽形结构，在车道1内设有馈电线10；所述电车2上设有用电力驱动的车轮3、控制行车走向的方向机7和方向横拉杆6与从馈电线10接收电力的集电靴4、使集电靴4与馈电线10之间接触面上各处的压力保持均匀的均压支架5以及自动驾驶用的测控器8；其特征在于：所述车道铺设在棚室中，在立交路主干路面上只铺设行驶方向相反的单向车道各一条，在清闲的平交路主干路面上则只铺设一条双向车道，由电脑调度网络对所有电车实施自动驾驶使其按无相互碰撞的预定路线行驶；所述车道1在运输超重或高重心货物的路段的车辙之外和车道1两外侧增铺光面瓷砖或同样平滑材质的路面以便电车2上的承重气垫20、防倾气垫19或支撑杆系17上的车轮3将负载传递到路面上，而消除额外铺设超重荷载的车道1所增加交错穿梭而造成交通拥堵；且所述车道1内的左右两侧安装有侧磨式馈电线10来引入市电，或将馈电线交替安装在车道的左侧或右侧；用这种统一的侧磨式馈电线10供电以消除现有车辆专程加油、加气、充电的额外交通负担引起的交通拥堵。

所述车道1上的车轮辙迹和馈电线的平整度以施工工艺所能达到的最高精度铺设，由此尽量提高车速和行车稳定性而减少拥堵，并在立交路中的横向或纵向主干路面上都并排铺设方向相反的单向行驶的车道各一条，由电脑调度网络对立交路的车道1上的电车2实施自动驾驶，使行驶方向相反的成串电车2无论在主干路面上直行，还是变道转弯都能同时紧挨着始终按每小时百公里计的中速行驶，因自动驾驶使现有车辆之间在百公里时速所需百米安全车距基本省去而使每一条本实用新型的中速车道1能承担现有公路路面上至少四车道的运力，相当于将现有中速公路的路面都改造成双向两车道却承担起至少是现有双向八车道路面的运力，又不会出现每个方向都铺设多个车道且由司机驾驶车辆时经常产生的拥堵，但车道突然发生事故时能由电脑调度网络控制着使受阻电车反方向逆行出事故车道1并从其它车道1绕行，而不会因车道1事故而使电车2进退两难而产生长时间交通拥堵；在清闲的平交路面的纵向和横向主干路面上各铺设一条能双向行驶的车道1，并由电脑调度网络对平交车道的电车2实施自动驾驶使其按无碰撞预定路线行驶而避免拥堵。

所述车道1通过将其直接铺设进住宅、办公室、车间、农场、矿场、仓库、停车场等的客货最终落脚点，使电车2在上述专用空间内就地装卸客货或停放，而不会因占路装卸或停放造成拥堵，公用电车2则在公共停车场中自动停放和自动调度使用而不出现现有私家车占路停放而造成的严重交通拥堵。

所述车道1铺设到建筑物的廊道里，由廊道作为防雨雪的棚室11来实现风雨无阻的全天候安全运输而不会因雨雪路滑而产生交通拥堵，并由棚室11杜绝行人随意进入中速车道而消除人车避让甚至碰撞事故所产生的交通拥堵。

所述车道1处在住宅、办公楼宇内的路面，按其常运客货重量和比较经济的楼板承重能力而采用比如每米250公斤轻荷载标准，以满足横向双排座客运，货运一般家具、办公用具和一般房屋修建材料和用具，并能保证最大负荷下的行车震动和噪音不会超标，使电车2进入住宅、办公楼宇时不影响正常居住和工作，而让运输终点能尽量接近客货装卸目的地，减少与拥堵等效的时间耗费；而连通农场、工厂、矿山的车道1的路面，宜参考现有公路和铁路运输，采用比如每米10吨的重荷载标准；由此使本实用新型能承担所有陆路运输任务而使其它陆路运输消亡，而根除与现有不同车道和车辆间的换乘和避让而产生的费力耗时和交通拥堵。

所述车道1在住宅和办公室的楼房中，按电车2常运家居、办公和房屋修建的客货最大外形尺寸，设定尽量窄小比如宽1.5米高2.5米的棚室11孔径，其它场合要按现行集装箱和其它货运的最大外形尺寸设定比如宽3米高3.5米的孔径，以便能由这种通用的车道1和电车2承担所有运输任务，以达到根除现有交通拥堵问题。

本实用新型的车道1的单侧或双侧还设有许多测控路标9；测控路标9中设有可编程的数字信号处理器12、传感组件13、网络接口14；各测控路标9的数字信号处理器12通过网络接口14与整个立交运输系统的电脑调度网络连通，由输入输出口连通的传感组件13中的光电器件与过路电车2上的测控器8中的光电器件之间互相测控，测控路标9的数字信号处理器12的程序根据电车2到达时刻与电脑调度网络所预设时刻之差，向电车2上的测控器8发令以控制车速，并根据电脑调度网络所预设路线发令以控制行驶方向，通过在车道1上发令对其上的所有电车2进行统一控制而使两车之间的安全距离能几近于零，组成与现有火车类似的成串车厢列，并按电脑调度网络的统一调控下让相交两车道1上的两串电车2自动合并为一串，而后再按照各电车2既定路线重组为两串，并能快速、安全地通过两车道1交叉处，由此将人工驾驶在百公里时速下所需百米安全车距几近省去而显著提高车流量而减少因车流不畅导致的交通拥堵，并通过自动驾驶消除因司机驾驶中难以及时准确的掌控全程路况而产生的交通拥堵，并通过电脑调度网络计划安排所有电车2的启运时间、行驶速度、行走路线、到达时刻来均衡各时段和路段的车流高峰与车流低谷，以消除车流集中产生的拥堵。

如图1、2、3所示所述电车2，因在精铺的车道1上行驶而不会出现汽车经常因路面凹凸不平而产生剧烈颠簸，且自动驾驶使行车较平稳圆滑而不宜倾覆，使其能按横向二人客座标准的车型设定轮距，比如采用1200毫米的窄轮距，并使住宅、办公室、车间、农场、矿山、仓库等各处都用这种窄轮距的电车2进行运输；对于少量难以用这种窄轮距电车2运输的超重或容易倾覆的高重心货物，则在这种窄轮距的电车2的底部、两侧或顶部临时或长期安装附加承重防倾装置或磁浮设备，以便用通用车道1承担所有运输而无需铺设多种荷重标准的车道1，消除多种车道1相互交错穿梭阻碍而产生的交通拥堵。

所述电车2的所有车轮3都采用统一的轮胎宽度，且只在每根车轴两端各安装一个车轮3，以使所有车轮3的车辙相同，使受磨损路面尽量窄且消耗较均匀，由此减少修建成本而使车道能铺设进楼宇、房间内，从而减少占路造成的拥堵和类似拥堵效果的步行；罕见的超重货物则使用更多车轴来承载，或同时在电车2底部设置承重气垫20而将部分荷重传递到车道1中车辙之外所铺光面瓷砖或同样平滑材质的路面上，甚至在电车2两侧或顶部安装附加承重防倾装置或磁浮设备，以消除另外铺设车道而增加的建设维护成本，并消除多种车道相互交错穿梭的避让所增加的交通拥堵。

所述电车2用以承载所有现有陆路运输的客货荷载，并由电车2逐渐取代现有陆路运输工具而消除多种车道和轨道相互交错穿梭而无法避免的交通拥堵；其中只承担住宅区、办公区的轻型客货运输的小型电车2，根据楼板承重能力、震动、噪音要求所限设定最大荷重标准，比如先采用500公斤，以满足横向和纵向都设成双人座的客运和一般家具、办公用具和房屋修建的货运要求，而消除家居与办公中运输终点到客货目的地的差距造成的和交通拥堵等效的耗时；对承担农场、工厂、矿山一类场所重型运输任务的电车2，则先参照现有运输工具的最高荷重标准，比如四轮的电车2先使用4吨的荷重标准，更高荷载则用更多车轴或在电车2的底部、两侧或顶部临时或长期安装附加承重防倾装置或磁浮设备承载，从而能够将所有运输任务承担下来而消除因使用多种运输工具造成的无法克服的交通拥堵。

实施例1

如图5所示所述电车2在运输超重或高重心货物时，仅为表现本实用新型可行性的实例之一所使用的附加承重防倾装置，包括铰接成平行四边形的支撑杆系17、液压油缸18和防倾气垫19，将多个支撑杆系17的一端铰接固定在电车2两侧，另一端铰接固定防倾气垫19，并在承重杆系17中安装液压油缸18用以缩入支撑杆系17使防倾气垫19贴近电车2而在所在车道1两侧地面所铺光面瓷砖或同样平滑材质的路面上行驶，并在接近两车道1相交处能将承重杆系17逐个伸出将防倾气垫19移到所相交车道1的另一侧地面所铺光面瓷砖或同样平滑材质的路面上，并随着两车道1的合并而逐渐缩入支撑杆系17而越过两条车道1的交叉处，再以类似过程按电车2走向来控制其两侧的支撑杆系17使防倾气垫19能承重和防倾，由此能在这种普通荷载与超重、高重心荷载的电车2都能行驶的车道1上完成所有运输任务，而消除因铺设多种承重的车道1相互交错穿梭所需避让产生的交通拥堵。

实施例2

如图5所示所述电车2在运输超重或高重心货物时，仅为表现本实用新型可行性的实例所使用附加承重防倾装置，是将实施例1所述防倾气垫19直接固定在电车2两侧，而在支撑杆系17外端另外固定用电力驱动的车轮3，以便提高运载超重货物时的驱动力，并提高通过两车道1交叉处的行驶速度，而减少因运速限制导致的交通拥堵。

如图1、2所示所述车轮3采用橡胶或更好弹性与耐磨性的材料制作的海绵状或其它多孔状胎心的非充气或微充气轮胎，用以避免现有充气轮胎的爆胎事故而产生的交通拥堵。

所示所述集电靴4被安装在固定于方向横拉杆6两端的均压支架5上，并与馈电线10滑动接触而将市电引入电车2，同时由集电靴4与馈电线10的接触来限定电车2行驶轨迹，而消除由司机随意掌控方向盘抢路所造成的交通拥堵。

如图2、3所示所述方向机7用受测控器8操纵的步进电机通过弹性臂推动方向横拉杆6，使电车2贴紧车道1左侧或右侧的馈电线10而在到达车道交叉处之前就自动确定行驶方向，并由测控器8和测控路标9精确控制车距，而以接近最高车速行驶中与相交的另一车道1上的车列自动重组成新车列，而消除司机驾驶所需较大安全车距并因变道和避让而降低车速所增加的交通拥堵。

如图2、4、5所示所述测控器8中设有可编程数字信号处理器12、传感组件13、方向步进控制器15、车动力控制器16；车动力控制器16包括驱动车轮的控制，气垫压缩空气的控制，和附加承重防倾装置中比如控制各液压油缸18的电磁阀以及液压泵的控制；传感组件13包括用户信息输入设备、检测集电靴4承压力的传感器、检测电机或功率器件温度的传感器、检测测控路标9位置和接收其测控指令的光电传感器、检测馈电线10断续点的传感器、检测前后车距的超声雷达、观察车道1状况的摄像和路况识别装置以及电脑网络无线通信装置、防倾气垫19位置控制用传感器；数字信号处理器12通过输入输出口连通传感组件13、方向步进控制器15、车动力控制器16；测控器8的数字信号处理器12通过传感组件13中的光电传感器与测控路标9相互测控来发送车况信息并接收控向、控速指令，通过车动力控制器16控制车轮3的转速，通过方向步进控制器15控制方向机7使方向横拉杆6两端的集电靴4贴左侧或右侧馈电线10而使相互间距几近于零的各电车2在岔路处能各自沿着所贴馈电线10分别按预定路线变道；由此实现的自动驾驶作为整个运输网络的统筹调控基础，借此通过电脑调度网络程序对整个运输网络中所有电车2的始发、车速、路线进行精确计划和测控，以便消除人工驾驶无法精确掌控运输网络全局状况而产生的交通拥堵。

显然，用本实用新型替代现有近距离中低速陆路运输工具，能使所有电车在出发前就由电脑调度网络预先计划好路线和发车时间，一旦发车就始终按所在车道的设定速度行驶到目的地，即便车道突发故障也能由电脑调度网络自动驾驶着迅速进入新行车路线而不会长时间拥堵。

Claims (4)

1.一种电动轮驱自动运输系统，包括多条车道(1)和行驶于其上的多个电车(2)；所述车道(1)在较繁忙路段通常铺设成立交路网，在较清闲区域的车道(1)则通常铺设成低速平交路网；所述车道(1)是近似高架桥公路路面那样的凹槽形结构，车道(1)内设有馈电线(10)；所述电车(2)上设有用电力驱动的车轮(3)、控制行车走向的方向机(7)和方向横拉杆(6)与从馈电线(10)接收电力的集电靴(4)、使集电靴(4)与馈电线(10)之间接触面上各处的压力保持均匀的均压支架(5)以及自动驾驶用的测控器(8)；其特征是：所述车道(1)铺设在棚室(11)中，在立交路主干路面上只铺设行驶方向相反的单向车道各一条，在清闲的平交路主干路面上则只铺设一条双向车道，由电脑调度网络对所有电车(2)实施自动驾驶使其按无相互碰撞的预定路线行驶；

所述车道(1)在运输超重或高重心货物的路段的车辙之外和车道两侧加铺光面瓷砖或同样平滑材质的路面以便增加荷载承重力；且所述车道(1)内的左右两侧安装侧磨式馈电线(10)来引入市电，或将馈电线(10)交替安装在车道(1)的左侧或右侧；

所述电车(2)按横向二人客座标准的车型设定轮距，且所有车轮(3)都采用统一的轮胎宽度，且只在每根车轴两端各安装一个车轮；该电车(2)上的集电靴(4)安装在固定于方向横拉杆(6)两端的均压支架(5)上，并与馈电线(10)滑动接触而将市电引入电车(2)，同时由集电靴(4)与馈电线(10)的接触来限定电车(2)行驶轨迹；

所述电车(2)上的方向机(7)上受测控器(8)操纵的步进电机经弹性臂推动方向横拉杆(6)，使电车(2)贴紧车道(1)左侧或右侧的馈电线(10)而在到达两车道交叉处之前就自动确定行驶方向。

2.如权利要求1所述的电动轮驱自动运输系统，其特征是所述车道(1)的单侧或双侧还设有许多测控路标(9)；测控路标(9)中设有可编程的数字信号处理器(12)、传感组件(13)、网络接口(14)；各测控路标(9)的数字信号处理器(12)通过网络接口(14)与整个立交运输系统的电脑调度网络连通，由输入输出口连通的传感组件(13)中的光电器件与过路电车(2)上测控器(8)中的光电器件相互传递测控数据。

3.如权利要求1所述的电动轮驱自动运输系统，其特征是所述自动的电车(2)上的测控器(8)中设有可编程数字信号处理器(12)、传感组件(13)、方向步进控制器(15)、车动力控制器(16)；车动力控制器(16)包括驱动车轮的控制，气垫压缩空气的控制，和附加承重防倾装置中各液压油缸(18)的电磁阀以及液压泵的控制；传感组件(13)包括用户信息输入设备、检测集电靴(4)承压力的传感器、检测电机或功率器件温度的传感器、检测测控路标(9)位置和接收其测控指令的光电传感器、检测馈电线(10)断续点的传感器、检测前后车距的超声雷达、观察车道(1)状况的摄像和路况识别装置以及电脑网络无线通信装置、防倾气垫(19)位置控制用传感器；数字信号处理器(12)通过输入输出口连通传感组件(13)、方向步进控制器(15)、车动力控制器(16)；测控器(8)的数字信号处理器(12)通过传感组件(13)中的光电传感器与测控路标(9)的光电传感器相互测控而发送车况信息并接收控向、控速指令，由车动力控制器(16)控制车轮(3)的转速，由方向步进控制器(15)控制方向机(7)使方向横拉杆(6)两端的集电靴(4)贴左侧或右侧馈电线(10)而使相互间距几近于零的各电车(2)在岔路处能各自沿着所贴馈电线(10)分别按预定路线变道。

4.如权利要求1所述的电动轮驱自动运输系统，其特征是所述车道(1)在住宅和办公室的楼房中，按电车(2)常运家居、办公和房屋修建的客货最大外形尺寸设定宽1.5米高2.5米的棚室(11)孔径，其它场合按现行集装箱和其它货运的最大外形尺寸设定宽3米高3.5米的孔径。