EA000133B1 - Система торможения для персональных скоростных перевозок - Google Patents

Description

Данное изобретение касается системы персональных скоростных перевозок для транспортировки пассажиров вдоль установленной заранее надземной направляющей, которая переносит малые трехместные персональные средства передвижения безостановочно от станции отправления до станции назначения. Более конкретно, это изобретение касается системы торможения для персональных скоростных перевозок.

Персональные скоростные перевозки (называемые далее ПСП) являются общественной транспортной системой, которая обеспечивает пассажиров безостановочным рейсом от места отправления к месту назначения в малом персональном средстве передвижения. Такие средства передвижения полностью автоматизированы и движутся по малой надземной направляющей легкого веса, которая может быть расположена над улицами, через здания и т.д. Система ПСП обеспечивает высокую производительность транспортировки путем управления средствами передвижения при очень коротких интервалах времени - около 0,5 с. Это обеспечивает практическую производительность около 6000 средств передвижения в час на единственной направляющей.

Для безопасного управления при таких интервалах каждое средство передвижения оборудовано опытной системой компьютерного управления, которая изменяет толчок линейных асинхронных двигателей для обеспечения ускорения и торможения. При нормальных условиях работы торможение движущихся средств передвижения будет выполнено путем поворота в обратную сторону направления толчка линейных двигателей.

Однако когда средство передвижения останавливается на станции для выгрузки и погрузки пассажиров, и когда средство передвижения ставится на стоянку в хранилище, должен быть применен отдельный тормоз для стоянки. Когда имеется какая-либо неисправность в средстве передвижения или отказ источника питания движущегося средства передвижения, который может привести к опасной ситуации, возникает необходимость применить аварийный тормоз.

Стандартные механизмы систем торможения для колесных средств передвижения хорошо известны, но не применимы к ПСП.

Эти системы состоят из прикрепленного к корпусу механизма, в котором применяются фрикционные приспособления к вращающимся частям узла колес. Замедление выполняется путем уменьшения скорости вращения колеса, которое, таким образом, передает тормозящую силу к ходовой поверхности.

Некоторые средства передвижения достигают торможения путем приложения тормозного башмака к поверхности направляющей или рельсовой колеи. Эти средства передвижения основаны на действии электромагнитной силы для приложения тормозного башмака к рельсу колеи, но действие тормозного башмака требует внешнего источника электропитания.

При других типах тормозов направляющей прикладывают управляемый механически тормозной башмак к рельсу или ходовой поверхности, и в этом случае сила торможения зависит от веса средства передвижения и коэффициента трения между тормозным башмаком и ходовой поверхностью. Этот коэффициент обычно находится в пределах от 0,3 до 0,7 в условиях сухой погоды, но он может уменьшаться до малой доли этого коэффициента при неблагоприятных погодных условиях, таких как снег, лед или дождь.

Средства передвижения ПСП приводятся в движение толчком, генерируемым линейным асинхронным двигателем, который действует против взаимодействующего рельса, смонтированного на направляющей. Обычно механический контакт между линейным асинхронным двигателем и взаимодействующим рельсом отсутствует. Колеса средств передвижения ПСП просто обеспечивают опору и направление средств передвижения. Отсутствует необходимость в том, чтобы колеса передавали вращающий момент двигателя или обеспечивали адекватное торможение, поскольку они снабжены гладкими шинами и бегут по гладкой направляющей из нержавеющей стали, смазанной для уменьшения сопротивления качению.

Это значит, что стандартная система торможения не может быть применена в такой системе ПСП, поэтому требуется отдельная система торможения, которая может служить как тормозом во время стоянки, так и аварийным тормозом. Такой тормоз должен быть работоспособным при отсутствии электропитания.

Для того, чтобы решить вышеупомянутые проблемы сцепления, целью данного изобретения является обеспечение системы торможения для средств передвижения ПСП, которая будет нечувствительна к погоде и другим условиям окружающей среды, может обеспечить большую силу аварийного торможения независимо от веса средств передвижения и может автоматически приводиться в действие без всяких команд в случае, если электропитание отключено. Система торможения должна быть также избыточной и аварийно управляемой для высокой надежности.

Для того, чтобы достичь вышеупомянутой цели, для средств передвижения для персональных скоростных перевозок была разработана система тормозной конструкции, состоящая из направляющего элемента, расположенного вдоль заданного пути, снабженного взаимодействующим с тормозом рельсом, к которому средства передвижения будут прилагать тормозящую силу, и смонтированных на средстве передвижения стояночного и аварийного тормо3 зов, которые будут действовать на взаимодействующий с тормозом рельс направляющей, содержащая:

стальные взаимодействующие с тормозом рельсы коробчатого сечения, установленные в одну линию вдоль обеих внутренних сторон направляющей, на которые будут действовать стояночный/аварийный тормоза;

тормозной механизм, смонтированный на заднем конце каждого средства передвижения, состоящий из стальной рамы, на которой смонтированы тормозные рычаги, монтажные соединения, валы тормозного привода, пружины привода, тормозные защелки, соленоиды, избыточные двигатели отпускания тормозов, редукционные зубчатые передачи и другие компоненты, подробно описываемые ниже;

валы тормозного привода, установленные на каждой стороне средства передвижения перпендикулярно осевому направлению;

передаточные рычаги тормозного привода, смонтированные на тормозной раме и помещенные противоположно друг другу, соединенные с валами привода и составленные из пар передаточных рычагов, которые поворачиваются от нормального положения Выключено до заданного угла в положении Включено согласно движению валов привода вперед или назад;

пару тормозных рычагов, пригнанных с высоким коэффициентом трения;

тормозные подушки, соединенные с каждой парой тормозных передаточных рычагов и установленные в расположение типа штангенциркуля таким образом, что боковое положение и промежуток между тормозными подушками, соприкасающимися с каждой стороной тормозных рельсов, можно изменить согласно углу поворота передаточных рычагов, тем самым обеспечивая тормозящую силу;

узел защелки для удерживания валов привода в постоянном положении Выключено или освобождения валов привода, когда торможение необходимо;

пружинные элементы, помещенные в напряжении для упругого приведения в действие валов привода, удерживаемых в положении Выключено узлом защелки, и для передвижения валов привода в заданном направлении для осуществления торможения, когда валы привода освобождены из узла защелки;

пару избыточных и аварийно управляемых двигателей, обеспечивающих энергию для освобождения узла торможения путем передвижения валов привода в обратном направлении в положение Выключено и тем самым освобождающих состояние Тормоза включены;

зубчатую передачу для передачи вращающего момента отпускающих тормоза двигателей валам привода, в которых зубчатые колеса взаимно сцеплены таким образом, что, если необходимо, один двигатель может приводить в действие весь механизм отпускания тормозов.

Фиг. 1 показывает вид в разрезе, изображающим шасси средства передвижения в единственной направляющей с тормозами в отпущенном положении;

фиг. 2 - перспективный вид шасси средства передвижения, на котором смонтированы тормоза фиг. 1 ;

фиг. ЗА и 3В - виды, изображающие взаимодействующие с тормозом рельсы на направляющей при разделительной и соединительной стрелке;

фиг. 4А и 4В - виды, изображающие работу тормоза фиг. 1; фиг. 4 А показывает тормоз выключенным, а фиг. 4В - включенным;

фиг. 5А и 5В - виды в разрезе в плане, изображающие защелки и валы тормозного привода;

фиг. 6 - вид снизу, изображающий защелки и валы тормозного привода;

фиг. 7А и 7В - виды сбоку в разрезе, изображающие расположение разрезов зубчатых реек валов привода и защелок в положениях тормоза Выключено (7 А) и Включено (7В) .

фиг. 8А и 8В - виды сверху в полуразрезах, изображающие тормоза: тормоз выключен (9 А), тормоз включен (9В);

фиг. 10 А и 10В - виды сверху в вертикальном разрезе, изображающие тормозные рычаги: тормоз выключен (1 0А), тормоз включен (1 0В);

фиг. 11 - перспективный вид, изображающий несущую конструкцию тормоза, сконструированную во взаимоотношении с взаимодействующими с тормозом рельсами и рельсами подачи электропитания;

фиг. 1 2 - вид, показывающий, что несущая конструкция на фиг. 11 оборудована тормозными рычагами и узлами передаточных рычагов;

фиг. 1 3 - вид, изображающий дополнительную установку двигателей и зубчатых передач на фиг. 1 2; и фиг. 1 4 - вид, изображающий пружинные элементы, защелки и соленоиды отпускания защелок.

Предпочтительный вариант тормозной системы для персональных скоростных перевозок в соответствии с данным изобретением будет подробно описан со ссылкой на сопутствующие чертежи.

На фиг. 1 изображен вид в разрезе, показывающий шасси средства передвижения в единственной направляющей с тормозами в отпущенном положении. Направляющая 100 показана на фиг. 1 , внутри этой направляющей расположено шасси 200 средства передвижения, бегущее по направляющей 100. Шасси 200 средства передвижения соединено с пассажирской кабиной 202 наверху направляющей 1 00.

Направляющая 1 00 имеет приблизительно форму четырехгранника со свободной зоной, в которой может быть размещено шасси 200 средства передвижения. Рельсы 110 подачи электропитания расположены при заданных интервалах наверху и внизу обеих боковых внутренних сторон направляющей 100. Взаимодействующие с тормозом рельсы 120, выступающие внутрь, помещены между рельсами 110 подачи электропитания. Верхняя и нижняя поверхности взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20 имеют шероховатость для получения высоких коэффициентов трения на частях, где приведены в действие тормоза.

Шасси 200 средства передвижения оборудованы направляющими колесами 204 и опорными колесами 205 (показаны на фиг. 2), которые не выполняют функцию движения шасси 200 и не передают тормозящую силу к их контактным поверхностям. Эти колеса 204 только горизонтально поддерживают и направляют ходовое шасси 200. Вертикальные опорные колеса 205 тоже не передают вращающий момент или тормозящую силу.

Шасси 200 соединено с несущей конструкцией 310 тормоза для установки тормозов 300. Пара тормозов 300 смонтирована на каждой стороне несущей конструкции 310 противоположно друг другу. Предполагается, что такое расположение активирует тормоза как на верхней, так и на нижней сторонах взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20. Внутреннее строение обоих боковых тормозов 300 одинаково, и они также расположены противоположно друг другу. Фиг. 1 показывает вид в разрезе правой стороны тормоза 300 и внешний вид левой стороны тормоза 300.

Валы 320 тормозного привода, которые могут двигаться вперед и назад в направлении горизонтальной оси, установлены внутри несущей конструкции 310. На нижней стороне валов 320 привода путем механической обработки изготовлена зубчатая рейка 322. На верхней стороне валов 320 привода путем механической обработки изготовлена канавка 324 для приема тормозной защелки 366. На внешних концах валов 320 привода соединяется пара передаточных рычагов 330. Эти передаточные рычаги шарнирно соединены с рамой 310 и соединены штифтами с тормозными рычагами 350. Вторая пара передаточных рычагов 340, которые расположены отдельно от первых передаточных рычагов 330 на заданный интервал, шарнирно соединены с тормозной рамой 310 и соединены штифтами с тормозными рычагами 350. Первая пара передаточных рычагов 330 и вторая пара передаточных рычагов 340 расположены в несимметричной четырехгранной форме с тормозными рычагами 350. Геометрия такого четырехгранного расположения позволяет тормозным рычагам 350 двигаться наружу и двигаться вертикально по направлению друг к другу, когда они проходят между рельсами 110 подачи электропитания и взаимодействующими с тормозом рельсами 120. Если бы тормозные рычаги были приведены в действие простым сцеплением поворотным кронштейном, то тормозные подушки столкнулись бы с рельсами электроснабжения.

Тормоза активируются путем передвижения вала 320 привода внутрь по направлению к центральной линии шасси 200, и они деактивируются путем передвижения вала 320 привода наружу по направлению к сторонам направляющей 1 00.

На каждой стороне тормоза 300 верхний и нижний тормозные рычаги 350, соединенные с первыми описанными передаточными рычагами 330, и вторые описанные передаточные рычаги 340 расположены противоположно друг другу, образуя таким образом механизм штангенциркуля. Местоположение и зазор тормозных подушек 352 на концах тормозных рычагов могут быть изменены согласно углу поворота передаточных рычагов 330 и 340. Пара тормозных рычагов 350 обеспечивает тормозящую силу путем приведения тормозных подушек 352 в контакт, как штангенциркуль - с взаимодействующими с тормозом рельсами 1 20. Тормозные подушки 352 присоединены к концу тормозных рычагов 350. Тормозные подушки 352 изготовлены из агломерированного углеродного композиционного соединения или соединения асбеста и т. д., имеющих высокие коэффициенты трения.

Несущая конструкция 310 снабжена двумя приводимыми в действие соленоидами узлами 360 защелки для удерживания или отпускания валов 320 тормозного привода согласно необходимости. Узлы 360 защелки содержат соленоиды 368, которые приводят в действие валы, соединенные с вертикально смонтированным активирующим защелку передаточным рычагом 362, который подвижно установлен перпендикулярно валам 320 привода внутри направляющего узла 312, образуемого внутри несущей конструкции 310. Пара передаточных рычагов 364 вращательной компенсации установлены для соединения передаточного рычага 362 привода защелки с защелками 366. Защелки 366 могут приводиться во вращение вертикальным движением активирующего передаточного рычага 362, который, в свою очередь, опускает передаточные рычаги 364 для компенсации вращения, которые соединены с рычагами 366 защелки. Рычаги 366 удерживаются против валов 320 тормозного привода с концом рычага, входящим в канавки 324, выполненные путем механической обработки на верхних сторонах валов 320 привода. Когда защелки 366 прижимаются в канавки 324 в валах 320 привода, тормоза удерживаются в положении Выключено.

Другой конец активирующей защелки передаточного рычага 362 соединен с соленоидами 368. Соленоиды 368 поддерживают активирующий защелку передаточный рычаг 362 в постоянном положении, когда электропитание подается, и отпускают активирующий защелку передаточный рычаг 362, когда источник электропитания отключается для применения тор7 моза, или когда система питания отказывает. Когда соленоиды 368 отключены, активирующий защелку передаточный рычаг 362 движется вниз, и передаточные рычаги 364 вращательной компенсации поворачиваются на заданный угол, посредством чего защелка 366 выходит из удерживающей канавки 324 в вале 320 тормозного привода.

Весь тормозной узел защелки обозначен цифрой 360. Соленоиды 368 соединены с нижним концом единственного активирующего защелку передаточного рычага 362. Пара передаточных рычагов 364 вращательной компенсации соединена с верхним концом этого активирующего защелку передаточного рычага 362. Соленоиды 368 являются избыточными и аварийно управляемыми системой управления средства передвижения. Причина установки пары соленоидов 368 состоит в том, чтобы помешать ненормальному состоянию из-за неисправной работы любого из соленоидов 368. Другими словами, даже только один работающий соленоид может управлять активирующим защелку передаточным рычагом 362 для отпускания обеих защелок 366, что отпускает оба вала 320 привода, соответственно. Причина применения соленоидов 368 в узле 360 защелки состоит в том, чтобы привести тормоза 300 в действие немедленно без какой-либо дополнительной управляющей команды в случае, если источник электропитания отключен.

Пружинные элементы 370 установлены внутри несущей конструкции 310, с которой соединены внутренние концы пружинных элементов, а другие концы пружинных элементов 370 соединены с валами 320 привода. Пружинные элементы 370 обычно удерживаются в напряжении, когда тормоз выключен, и упруго приводят в движение валы 320 привода, заставляя валы 320 привода двигаться друг к другу, если валы 320 привода, удерживаемые узлами 360 защелки, отпущены. В случае если источник электропитания отключен, пружинные элементы 370 обеспечивают динамическую силу таким образом, что тормоза 300 работают. Пружинные элементы 370, будучи под напряжением в растянутом состоянии, прикладывают давление к валам 320 привода, удерживаемым защелками 366, и передвигают валы 320 привода в направлении друг к другу, как только защелка 366 отпущена. В этот момент времени пружинные элементы 370 втянуты, и тормоза 300 приведены в действие.

Узел отпускания тормозов 380 установлен на несущей конструкции 310. Узел отпускания тормозов 380 снабжен двумя избыточными электродвигателями 382, которые аварийно управляются управляющим компьютером средства передвижения, и соединены с валами привода зубчатыми передачами 384, составленными из множества зубчатых колес 385 и шестерен 386. Шестерни 386 зацеплены с зубчатыми рейками 322 валов 320 привода и соединены с зубчатыми передачами 384. Узел отпускания тормозов 380 сконструирован для отпускания состояния тормоза включено путем передвижения валов 320 привода наружу в исходное положение. Зубчатые передачи взаимно сцеплены таким образом, что любой двигатель может приводить в действие механизм отпускания тормозов. А именно, когда работает только один двигатель 382, оба узла отпускания тормозов приведены в действие. Такое устройство предназначено для исключения повреждения двигателя 382 в одном узле отпускания тормозов 380.

Фиг. 2 является перспективным видом шасси средства передвижения, на котором смонтирован тормоз, показанный на фиг. 1 . Как показано, множество колес для опоры 205 и направления 204 шасси 200 средства передвижения установлено на шасси 200 средства передвижения. Тормоза 300, как показано на фиг. 2, смонтированы с задней стороны шасси 200, а взаимодействующие с тормозом рельсы 1 20, смонтированные на направляющей 100 (не показана для ясности), помещены на каждой стороне шасси 200. Во время операции торможения каждая пара тормозных рычагов 350, противоположных друг другу, зажимает верхнюю и нижнюю поверхности взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20, действуя как штангенциркуль. Тормозные рычаги 350 включают тормозные подушки 352, которые соприкасаются с верхней и нижней сторонами взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20 во время операции торможения.

Для того, чтобы помешать возникновению какого-либо переворачивающего момента или подъему задних колес 205 с поверхности направляющей во время крайне экстренного торможения, валы 320 привода тормозов следует сконструировать таким образом, чтобы они проходили через центр тяжести шасси средства передвижения или близко от него, а тормоз следует поместить с задней стороны шасси 200.

Фиг. 3А показывает взаимодействующий с тормозом рельс 1 20 в направляющей в разделительной точке стрелки 102, а фиг. 3В - взаимодействующий с тормозом рельс 1 20 в направляющей в соединительной точке стрелки 1 04. Когда направляющая 1 00 разделяется, как показано на фиг. 3А, взаимодействующий с тормозом рельс 1 20, помещенный в точке разделительной стрелки 1 02, заострен для возможности гладких переходов в случае, если средство передвижения применяет аварийные тормоза при прохождении через стрелку. Когда направляющая 100 соединяется, как показано на фиг. 3В, взаимодействующий с тормозом рельс 1 20 заострен в соединительной точке 1 04, и взаимодействующий с тормозом рельс 1 20 на стороне повторного зацепления 1 06 также заострен. Причина того, что тормозные рельсы 1 20 заострены в точках разделительной или соедини9 тельной стрелок, состоит в том, что это позволяет тормозным рычагам гладко расцепляться и сцепляться с тормозными рельсами 120 в случае, если средство передвижения подвергается аварийному торможению на стрелочном участке и тормозные рычаги 350 находятся в положении Включено.

На фиг. 4А и 4В изображены виды, показывающие рабочий процесс тормоза, данного на фиг. 1: фиг. 4 А - тормоз находится в положении Выключено, а фиг. 4В - тормоз в положении Включено. Как показано на фиг. 4А, когда электропитание, подаваемое к соленоидам 368, поддерживающим активирующую защелку передаточным рычагом 362, отключено, сердечник 369 движется вниз как показано на фиг. 4В. Активирующий защелку передаточный рычаг 362 движется вниз, и в это же время передаточный рычаг 364 вращательной компенсации поворачивается на некоторый угол, в то время как он движется вниз, и защелка 366 перетаскивается вверх. Поэтому конец защелки 366, который находится в канавке 324 в вале 320 привода освобождается из канавки 324. Валы 320 привода отпускаются, и сокращение пружинного элемента 370 заставляет валы 320 привода двигаться внутрь. С валами 320 привода, перемещаемыми внутрь, передаточные рычаги 330 и 340 поворачиваются, и тормозные рычаги 350, установленные противоположно друг другу, перемещаются наружу к взаимодействующим с тормозом рельсам 120. Длины передаточных рычагов 330 и 340 сконструированы неравными таким образом, что когда они поворачиваются, тормозные рычаги 320 наклоняются друг к другу во время движения наружу к взаимодействующим с тормозом рельсам. Это отчетливо видно из сравнения между фиг. 4 А и 4В. Когда вал 320 тормозного привода продвинулся внутрь на расстояние его полного перемещения, и первый, и второй передаточные рычаги 330 и 340 повернулись полностью, тормозные рычаги 350 зажимают взаимодействующие с тормозом рельсы 120 как штангенциркуль, как показано на фиг. 4В. Так как тормозные подушки 352, присоединенные к концам тормозных рычагов 350, прикасаются к верхней и нижней поверхностям взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20, как показано на фиг. 4В, операция торможения тормоза 300 завершена.

Когда защелки отпущены, к тормозам приложена потенциальная энергия деформации, хранимая в пружинах 370. Зубчатые рейки 322 на валах 320 тормозного привода приводят в движение шестерни 386, которые, в свою очередь, приводят в движение зубчатую передачу 384 и двигатели 382. Вращательная инерция электродвигателей 382 и зубчатая передача 384 замедляют действие торможения таким образом, что приложение тормозов происходит гладко через около 0,5 с. Поскольку действие торможения является симметричным, все силы уравновешены. Это исключает рывки и ненужное сотрясение средства передвижения и тормозных компонентов.

Фиг. 5А и 5В являются видами сверху в разрезе, показывающими защелки и валы привода, из которых фиг. 5А показывает тормоз в положении Выключено, а фиг. 5В - тормоз в положении Включено.

Как показано на фиг. 5А и 5В, внутренние концы пружинных элементов 370 закреплены на несущей конструкции 310, а другие концы их пружин соединены с валами 320 привода. Концы валов 320 привода соединены с передаточными рычагами 330 тормозного привода (не показаны для ясности) соединениями на штифтах 326. Валы 320 привода удерживаются в положении тормоза Выключено защелками 366. Здесь фиг. 5А показывает, что валы 320 привода удерживаются защелками 366, а фиг. 5В - что валы 320 привода освобождены из защелок 366 и оттянуты внутрь пружинами 370. Когда валы 320 привода удерживаются в положении Выключено защелкой 366, пружинный элемент 370 вытянут в растянутое состояние, как показано на фиг. 5А. В случае, когда валы 320 привода освобождены для применения тормозов, пружинный элемент 370 сжимается в сокращенное состояние, как показано на фиг. 5В. Тормозные рельсы 1 20 установлены в одну линию на боковых сторонах тормоза 300.

Фиг. 6 является видом снизу, показывающим валы 320 привода, зубчатое зацепление зубчатой рейки 322 и шестерни 386, которое приводит в движение вал 320 привода, зубчатые колеса 384 и 385, которые приводятся в движение двигателями отпускания тормозов 382 (не показано). Чертеж показывает тормоза в состоянии Выключено. Как показано на фиг. 6 зубчатые рейки 322 изготовлены путем механической обработки на нижних сторонах валов 320 привода, с которыми сцеплены зубчатые колеса 386. Шестерни 386 смонтированы на осях 387, соединенных с первым зубчатым колесом зубчатой передачи 384. Оси 387 установлены в подшипниках на несущей конструкции 310. Обе зубчатые передачи 384 взаимосвязаны друг с другом посредством пары зубчатых колес 385, смонтированных на осях 387. Когда одна сторона зубчатых передач 384 приведена в движение, другая зубчатая передача 384 также приводится в движение. Это значит, что приведение в действие одного приводного двигателя обеспечит отпускание обоих тормозов. Взаимодействующие с тормозом рельсы 1 20 показаны установленными в одну линию на правой и левой сторонах тормозов 300.

Фиг. 7А и 7В являются видами сбоку в разрезе, показывающими местоположения узлов привода зубчатой рейки в положениях тормоза Включено и Выключено. Фиг. 7А показывает положение тормоза Выключено, а фиг. 7В положение тормоза Включено. На фиг. 7А соленоиды 368 соединены с активирующим защелку передаточным рычагом 362, который скользит вверх и вниз по колее, направляемый роликовыми подшипниками. Активирующий защелку передаточный рычаг 362 соединен с передаточными рычагами 364 вращательной компенсации, которые шарнирно соединены с защелками 366. Один конец защелки 366 вставлен в шпоночную канавку 324 защелки, выполненную посредством механической обработки на валах 320 привода, чтобы тем самым удерживать валы 320 привода. Зубчатые рейки 322, изготовленные путем механической обработки на нижних сторонах валов 320 привода, сцеплены с шестернями 386. Фиг. 7В показывает состояние, в котором соленоиды 368 отключены и сердечники 369 соленоидов перемещаются вниз для отпускания активирующего защелку передаточного рычага 362. Согласно этому активирующий защелку передаточный рычаг 362 движется вниз, и защелки 366 отпущены.

Фиг. 8А и 8В являются видами сверху в полуразрезе, показывающими, каким образом тормозные рычаги 350 действуют на взаимодействующие с тормозом рельсы 120. Фиг. 8А показывает положение тормоза Выключено, а фиг. 8В показывает положение тормоза Включено. На фиг. 8А один из электродвигателей 382 для отпускания тормозов показан установленным в центре несущей конструкции 310. Тормозной рычаг 350, соединенный с первыми передаточными рычагами 330 и вторыми передаточными рычагами 340, установлен в несущей конструкции 310. Тормозной рычаг 350 удерживается вне соприкосновения с тормозным рельсом 1 20, когда средства передвижения движутся, и только нормально используется, когда средство передвижения остановлено на станции или поставлено на стоянку на линии. Фиг. 8В показывает несущую конструкцию 310, двигатель 382 для отпускания тормозов, тормозной рычаг 350, первые передаточные рычаги 330 и вторые передаточные рычаги 340. Первые и вторые передаточные рычаги 330 и 340 показаны полностью растянутыми, когда применен тормоз, тогда тормозной рычаг 350 приводится в соприкосновение с взаимодействующим с тормозом рельсом 1 20. Операция торможения затем завершается.

Фиг. 9А и 9В являются видами снизу в полуразрезе, показывающими, каким образом тормозные рычаги 350 действуют на взаимодействующие с тормозом рельсы 120. Фиг. 9А показывает положение тормоза Выключено, а фиг. 9В показывает положение тормоза Включено. Как можно видеть из фиг. 9 А и 9В, соленоиды 368 присоединены на штифтах к нижней поверхности несущей конструкции 310 таким образом, что они могут слегка поворачиваться. Соленоид 368 фиг. 9А поддерживает активирующий защелку передаточный рычаг 362 (не показан) в запертом положении, а фиг. 9В показывает этот соленоид при отпущенном положении активирующего защелку передаточного рычага 362. Активирующий защелку передаточный рычаг передвинулся вниз, и соленоидальный исполнительный механизм также опустился. Фиг. 9А показывает тормозной рычаг 350, отведенный от взаимодействующего с тормозом рельса 120, а фиг. 9В показывает тормозной рычаг, действующий на взаимодействующий с тормозом рельс 1 20.

Фиг. 1 0А и 1 0В являются видами сбоку в вертикальном разрезе, показывающими тормозные рычаги 350 и передаточные рычаги 330 в отношении к взаимодействующему с тормозом рельсу 1 20. Фиг. 1 0А показывает положение тормоза Выключено, а фиг. 10В - положение тормоза Включено. На фиг. 10А пара верхнего и нижнего тормозных рычагов 350 находится в положении Выключено таким образом, что их тормозные подушки на передних концах открыты шире, чем взаимодействующий с тормозом рельс, показанный на заднем плане. Контактные поверхности тормозных подушек 352 показаны на переднем плане. На фиг. 1 0В пара верхнего и нижнего тормозных рычагов 350 показана в положении Включено таким образом, что тормозные подушки 352 соприкасаются с поверхностями взаимодействующего с тормозом рельса 1 20. Контактные поверхности тормозных подушек 352 соприкасаются с верхней и нижней поверхностями взаимодействующего с тормозом рельса 1 20 соответственно. Траверса стержня 320 тормозного привода также показана.

Фиг. 11 является перспективным видом, показывающим несущую конструкцию тормозов 310, скомпонованную относительно взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20 и рельсов подачи электроэнергии 110. Взаимодействующие с тормозом рельсы 1 20 параллельны друг другу и установлены в одну линию с постоянным разделительным интервалом. Наверху и внизу взаимодействующих с тормозом рельсов 1 20 с постоянным разделительным интервалом установлены рельсы 110 подачи электроэнергии. Несущая конструкция 310 установлена на шасси в центре между двумя взаимодействующими с тормозом рельсами 1 20.

Как показано, несущая конструкция 310 имеет приблизительно шестигранную форму и точки монтажных опор 314, 315 и 316 справа, слева и сверху для различного тормозного оборудования. Пара двигателей 382 будет смонтирована в верхнем отверстии 316. Опорные соединения 330 и 340 тормозных рычагов 350 монтируются в опорах 314. Валы тормозного привода монтируются на обеих сторонах в позиции 315.

Фиг. 1 2 является перспективным видом, показывающим несущую конструкцию тормозов по фиг. 11, оборудованную тормозными рычагами 350 и узлами передаточных рычагов 330 и 340. Как показано на фиг. 1 2 вокруг левых, правых и верхних отверстий несущей конструкции 310 первые передаточные рычаги 330 и вторые передаточные рычаги 340 установлены вращательно на периферических поверхностях. Первые передаточные рычаги 330 соединены с концами стержней тормозного привода 326, установленных на концах валов 320 тормозного привода. Эти первые передаточные рычаги 330 и вторые передаточные рычаги 340, противоположные друг другу, соединены парой тормозных рычагов 350. Тормозные подушки 352 присоединены к тормозным рычагам 350 соответственно.

Как показано на фиг. 12, если валы 320 тормозного привода двигаются вперед и назад, то каждый передаточный рычаг из первых передаточных рычагов 330, соединенных со стержнями тормозного привода 326, вращается в соответствующих направлениях, и поэтому каждый из вторых передаточных рычагов 340, соединенных с первыми передаточными рычагами 330 через тормозные рычаги 350, также вращается в соответствующих направлениях. Пара тормозных рычагов 350, расположенных противоположно друг другу, держит или отпускает взаимодействующие с тормозом рельсы 1 20 согласно движению вала тормозного привода внутрь или наружу.

Фиг. 13 является видом, показывающим дополнительную установку двигателей отпускания тормозов 382 и приводных зубчатых колес 384 и 385 зубчатых передач на фиг. 12. Пара избыточных аварийно управляемых двигателей 382, с которыми соответственно соединена пара взаимосвязанных зубчатых передач 384, составленных из множества зубчатых колес, смонтирована на верхней поверхности несущей конструкции тормозов 310. Зубчатые передачи 384 уменьшают скорость и увеличивают механическое преимущество двигателей 382 таким образом, что они достаточно сильны для растяжения пружин 370 тормозного привода до положения тормозов Выключено. То есть двигатели 382 и зубчатые передачи 384 предназначены только для отпускания тормозов.

Как показано на фиг. 13, каждая из правой и левой зубчатых передач взаимосвязана парой примыкающих сцепленных зубчатых колес 385. Это позволяет отпустить тормоза только одним двигателем из пары двигателей 382. Такая конструкция обеспечивает избыточность в случае неисправности в одном двигателе отпускания тормозов. Неисправный двигатель будет просто вращаться зубчатой передачей, управляемой хорошим двигателем. Двигатели будут аварийно управляемыми, и любая неисправность двигателя заставит возвратить средство передвижения в ремонтное депо.

Фиг. 1 4 является видом, показывающим стальные пружины 370 привода, защелки 366 и соленоиды 368, установленные внутри несущей конструкции тормозов. Как показано на фиг. 1 4, пара валов 320 тормозного привода расположена противоположно друг другу внутри несущей конструкции 310. Зубчатые рейки 322 показаны на нижней поверхности валов 320 привода, а канавки защелок 324 показаны на верхней поверхности валов 320 привода. Ведущие шестерни 386 сцеплены с зубчатыми рейками 322, а защелки 366 расположены над канавкой 324. Защелки 366 соединены с активирующим защелку передаточным рычагом 362 через пару передаточных рычагов 364 для компенсации вращения. Активирующий защелку передаточный рычаг 362 соединен с парой соленоидов 368, любым из которых могут быть приведены в действие обе защелки 366. Использование соленоидов 368 в качестве приводного средства для защелки позволяет провести операцию торможения немедленно без необходимости какихлибо управляющих команд в случае, если электропитание отключено.

Как описано выше, система торможения для ПСП в соответствии с данным изобретением обеспечивает высокопроизводительное замедление, превышающее 2g (приблизительно 20 м/с²) при всех погодных условиях во время аварийного торможения средств передвижения в действии, сохраняющем очень короткие интервалы времени. Такие высокие темпы торможения стали возможны потому, что тормозные рычаги тормоза действуют как штангенциркуль на тормозные рельсы. Кроме того, основные рабочие компоненты дублированы и соединены таким образом, что неисправность одного компонента не мешает другому компоненту управлять тормозами. Например, избыточные компоненты включают два двигателя, два вала привода, две сцепленных зубчатых передачи, два пружинных элемента, две защелки, два соединенных соленоида, тормозные подушки наверху и внизу тормозного рельса и взаимодействующие с тормозом рельсы на каждой стороне направляющей. Система торможения для ПСП данного изобретения приводится в действие сильными стальными пружинными элементами и не требует внешнего источника питания для ее работы. Кроме того, система обеспечивает высокую надежность, так как она приводится в действие немедленно без каких-либо управляющих команд, когда источник питания отключен. Поэтому система торможения для ПСП данного изобретения является подходящей для системы стояночного или аварийного торможения высокой надежности и для обеспечения хорошей производительности торможения.

Claims (18)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Система торможения для персональных скоростных перевозок, снабженных направляющей (100), расположенной вдоль заданного пути, и средствами передвижения, установленными для передвижения вдоль направляющей (100), отличающаяся тем, что эта система торможения содержит:

   взаимодействующие с тормозом рельсы (120), установленные в одну линию вдоль каждой из внутренних стенок направляющей (100) и непрерывно вдоль стенок стрелочных участков направляющей;

   валы привода (320), подвижно установленные на каждой стороне средства передвижения перпендикулярно осевому направлению;

   узлы передаточных рычагов, расположенные противоположно друг другу, соединенные с валами привода (320) и составленные из пары передаточных рычагов для поворота из исходного положения на заданный угол в обратном направлении соответственно перемещению вала привода (320) вперед или назад;

   пару тормозных рычагов (350), соединенных с каждой парой передаточных рычагов и установленных в расположение штангенциркуля таким образом, что положение и промежуток боковых концов этого расположения может изменяться согласно углу поворота передаточных рычагов, для обеспечения тормозящей силы, действующей на каждый из тормозных рельсов (1 20) при угле поворота передаточных рычагов;

   узел (360) защелки для удерживания валов привода (320) в постоянном положении или отпускания валов привода (320), когда необходимо торможение;

   пружинные элементы (370) для упругого приведения в действие валов привода (320), удерживаемых узлом (360) защелки, и для передвижения валов привода (320) в заданном направлении для последующего обеспечения энергии для применения тормозов, когда валы привода (320) отпущены из узла (360) защелки; и тормоза (300), включающие узел отпускания тормозов (380), приводимый в действие через взаимно сцепленные зубчатые передачи избыточными электродвигателями, которые являются аварийно управляемыми, для передвижения валов привода (320) в обратном направлении, что необходимо для сброса тормозов в положение Выключено.
2. 2. Система торможения по п. 1, отличающаяся тем, что взаимодействующие с тормозом рельсы (120) установлены на заданной высоте, эквивалентной центру тяжести шасси средства передвижения, противоположно друг другу вдоль обеих боковых сторон направляющей (1 00) и выступают внутрь направляющей, причем смонтированные на средстве передвижения тормоза (300) расположены противоположно друг другу таким образом, чтобы воздействовать на пару тормозных рельсов (120) соответственно.
3. 3. Система торможения по п.2, отличающаяся тем, что на стрелочном участке направляющей тормозные рельсы (120) заострены в горизонтальном и вертикальном направлениях в точке, где эти рельсы разделяются или соединяются, для того, чтобы избежать какого-либо взаимного влияния смонтированных на средстве передвижения тормозных рычагов (350) в случае, если они были приведены в действие для аварийного торможения.
4. 4. Система торможения по п.2, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя поверхности тормозных рельсов (120) выполнены шероховатыми для увеличения коэффициентов трения до уровня, требуемого для достижения скорости замедления торможением, равной 20 м/с² (эквивалентно 2g).
5. 5. Система торможения по п.2, отличающаяся тем, что тормоза (300) установлены с задней стороны средства передвижения, и центральная линия вала привода (320) проходит через центр тяжести шасси средства передвижения таким образом, чтобы помешать вращению средства передвижения во время тяжелого аварийного торможения.
6. 6. Система торможения по п.2, отличающаяся тем, что пара тормозов (300) установлена как одно целое в симметричную несущую конструкцию (310), которая имеет форму шестигранника, включающего монтажные точки (314, 315 и 316) на его правой, левой и верхней поверхностях.
7. 7. Система торможения по п.6, отличающаяся тем, что валы привода (320), содержат зубчатые рейки (322) для передачи вращающего момента ведущих шестерен узла отпускания тормозов (380); и канавки (324), которые удерживают узлы защелок (360).
8. 8. Система торможения по п.6, отличающаяся тем, что узлы передаточных рычагов, которые подвижно установлены в несущей конструкции (310), включают пару первых передаточных рычагов (330), соединенных с валами привода (320), и пару вторых передаточных рычагов (340), соединенных с парой первых передаточных рычагов (330) через тормозные рычаги (350), а пара вторых передаточных рычагов (340), которая расположена отдельно с заданным интервалом от пары первых передаточных рычагов (330), подвижно установлена в исходное положение тормозов в несущей конструкции (310), и первые передаточные рычаги (330) и вторые передаточные рычаги (340) расположены в несимметричной четырехгранной форме.
9. 9. Система торможения по п.8, отличающаяся тем, что стержни тормозного привода (326) горизонтально помещены на концах валов тормозного привода (320), причем стержни тормозного привода (326) соединены с двумя парами первых передаточных рычагов на заданном интервале.
10. 10. Система торможения по п.9, отличающаяся тем, что тормозные рычаги 350 имеют форму пластины с шириной, соответствующей широко расставленным первым передаточным рычагам (330), а вторые передаточные рычаги (340) имеют форму трапеции.
11. 11. Система торможения по п.7, отличающаяся тем, что узел (360) защелки содержит активирующий защелку передаточный рычаг (362), который подвижно установлен вдоль постоянного пути, образованного внутри несущей конструкции (310) в направлении, перпендикулярном к валам привода (320);

    передаточные рычаги (364) для компенсации вращения, которые вращательно соединены с концом активирующего защелку передаточного рычага (362);

    защелки (366), вращательно соединенные с вращательными передаточными рычагами (364), для соответствующего удерживания валов тормозного привода (320) при вставлении защелки в канавку (324); и соленоиды (368), соединенные с активирующим защелку передаточным рычагом (362), для поддержания этого передаточного рычага прямого движения (362) в заранее установленном положении и освобождения опоры для активирующего защелку передаточного рычага (362) таким образом, чтобы освободить защелки (366) из канавки (324), когда подача электропитания к соленоидам отключена.
12. 12. Система торможения по п.11, отличающаяся тем, что пара вращательных передаточных рычагов и пара соленоидов (368) соединены с одним и тем же единственным активирующим защелку передаточным рычагом.
13. 13. Система торможения по п.6, отличающаяся тем, что один конец пружинных элементов (370) соединен с несущей конструкцией (310), а другой их конец соединен с валами привода (320).
14. 14. Система торможения по п.13, отличающаяся тем, что пружинный элемент (370) выполнен в виде стальной спиральной пружины с потенциальной энергией упругой деформации, необходимой для торможения, причем пружинный элемент (370) приводит в движение валы привода (320) при растяжении, но передвигает валы привода (320) в заданном направлении при сокращении, когда вал привода (320) отпускается из защелок (366) и тем самым обеспечивает торможение.
15. 15. Система торможения по п.7, отличающаяся тем, что узел отпускания тормозов содержит шестерни (386), сцепленные с зубчатыми рейками (320) валов привода, множество зубчатых передач (384) для замедления, соединенные с этими шестернями (386), и избыточные аварийно управляемые двигатели (382) для подачи энергии к зубчатым передачам (384).
16. 16. Система торможения по п.15, отличающаяся тем, что пара зубчатых передач (384) соединена через пару сцепленных зубчатых колес для достижения избыточности механизма отпускания.
17. 1 7. Система торможения по любому из пп. 1 -1 6, отличающаяся тем, что тормозные подушки (352) установлены на тормозных рычагах (350), соприкасающихся с взаимодействующими с тормозом рельсами (1 20), которым придана шероховатость для того, чтобы увеличить коэффициент трения тормозных поверхностей.
18. 18. Система торможения по п.17, отличающаяся тем, что тормозные подушки (352) изготовлены из агломерированного углеродного композиционного соединения или соединения асбеста.