CN105235758B - 一种动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其包括：标准车头，包括为一具有两轴支撑的车辆结构，其中标准车头的第一轴具备线控转向功能，第二轴为线控转向机构；所述标准车头在后部预留有与铰接机构连接的标准接口；铰接机构，为一具有上下方向旋转和左右方向旋转二自由度的链接机构；所述铰接机构的两端均有标准接口，用于与标准车头、标准动力车厢、标准拖车车厢之间的连接；标准动力车厢，为具有一轴支撑的车辆结构；标准拖车车厢，包括为一具有两轴支撑的车辆结构；所述标准拖车车厢的拖车第一轴和拖车第二轴均具备线控转向功能。本发明具有多轴转向、动力分散、模块化设计等优点。

Description

一种动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车

技术领域

本发明主要涉及到城市公共交通设备领域，特指一种动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车。

背景技术

城市轨道交通是指具有连续导向能力的专线公共交通系统，其特点表现为拥有特定轨道，车辆沿轨道运行。常见的城市轨道交通有地铁、轻轨、有轨电车等。其中，地铁、轻轨大都建造于地下或者高架桥上，通过使用闭塞模式实现其在轨道专线中自由运行，它们虽然运输力强大，但前期基础设施及车辆购置成本较大，使得其在中小城市不能广泛应用。有轨电车则需要专门的电力系统和轨道配合设计，无论是设计建设成本或者维护成本相对较大、且易受制于运行环境。

除了上述轨道交通之外，其它的公共交通系统常见的有传统公交车、铰接式汽车列车。传统公交车成本低、行驶灵活，当前方有障碍物时，能够很方便的躲开障碍物继续行驶，当车辆发生故障时，可以靠边，不会影响其他车辆行驶。但传统公交车运力少，通常会通过铰接多节车厢来组成汽车列车增加运力。在中小城市中发展汽车列车替代传统的公交车，在保证汽车列车通过性和转向性能等安全因素条件下，其不仅能够提高运输能力而且能降低运输成本30%左右。铰接式汽车列车客车虽然载客能力大，但是它和单体客车相比，最大的差别是因车身长度加长带来的道路通过性的变化，具体表现为转弯半径增加，转弯所占车道面积增大，易与旁边的道路交通其它元素发生干涉，从而不能顺利通过，甚至恶化交通运行环境，无法快速、高效地实现公交运输。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种具有多轴转向、动力分散、模块化设计的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其包括：

标准车头，包括为一具有两轴支撑的车辆结构，其中标准车头的第一轴具备线控转向功能，第二轴为线控转向机构；所述标准车头在后部预留有与铰接机构连接的标准接口；

铰接机构，为一具有上下方向旋转和左右方向旋转二自由度的链接机构；所述铰接机构的两端均有标准接口，用于与标准车头、标准动力车厢、标准拖车车厢之间的连接；

标准动力车厢，为具有一轴支撑的车辆结构；

标准拖车车厢，包括为一具有两轴支撑的车辆结构；所述标准拖车车厢的拖车第一轴和拖车第二轴均具备线控转向功能。

作为本发明的进一步改进：所述铰接机构具有一柔性通道结构。

作为本发明的进一步改进：所述铰接机构具有角度传感器，用于实时反馈当前铰接机构在两方向的旋转角度；当判断当前铰接机构姿态异常时，进行报警并自动采取预设的安全策略。

作为本发明的进一步改进：所述铰接机构上具有缓冲装置，用以在车辆加速和减速时保证其连接的两车体间距不至于发生过大的变化。

作为本发明的进一步改进：所有车厢均为全通低地板。

作为本发明的进一步改进：所述线控转向功能由线控转向执行机构来完成，所述线控转向执行机构采用电控转向液压助力机构。

作为本发明的进一步改进：所述标准动力车厢用来提供整车驱动力，所述标准动力车厢为一个以上。

作为本发明的进一步改进：所述列车的能源系统为采用直接外接架空线方式，或采用连续的地面无线的电能传输方式，或采用高性能储能电池和超级电容用于电力存储与能量供给方式，或采用混合动力系统来提供能量供给。

作为本发明的进一步改进：所述列车还具有制动能量回馈部件，在制动时能反拖电机使其进行电制动，并将其所产生的电能储能至车辆储能系统。

作为本发明的进一步改进：所述标准动力车厢具有被动转向功能，所述标准动力车厢的车轮运行轨迹与标准车头的车轮行进在同心圆上，所述标准动力车厢的车桥布置在车辆中间位置。

作为本发明的进一步改进：所述列车还具有车尾部。

作为本发明的进一步改进：所述车尾部的结构与标准车头一致，以保证双向操作行驶。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，为具有多轴转向、动力分散、模块化设计、全通低地板功能的载客汽车列车平台，其独立的汽车列车单元设计使其能够根据运力需求适当调整车身结构，可通过增减独立车辆单元实现；在车头、拖车车厢的各轴上都采用独立的转向执行机构，能够有效改善车身较长汽车或多轴式汽车列车转向性能，动力车厢布置采用一个不带转向的驱动桥，单边双胎布置，增加了车辆的动力性能、载重性能。

2、本发明的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，从整车运营角度来看，长车身能大幅提供单车载客人数，提高运营效率；采用动力分散布置方式，可灵活加减动力，并在承载能力好。通用化平台设计有助于整车设计和制造周期的缩短，同时当运营客户实际使用需求发生变化时，可根据自身实际使用使用需要进行快速改制，而无需采购新的车辆，大幅减少客户在实际使用时的运营成本。

3、本发明的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，标准车头兼具电控主动转向和人工机械转向两种功能，则能在充分利用自动化控制的基础上提高特殊条件下的安全可靠性，同时考虑双向行驶时，标准车头也可作为车尾使用。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明中各组成部分的俯视布置示意图。

图例说明：

1、标准车头；2、铰接机构；3、标准动力车厢；4、标准拖车车厢；5、车头第一轴；6、车头第二轴；7、动力车车轴；8、拖车第一轴；9、拖车第二轴。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，包括：

标准车头1，包括为一具有两轴支撑的车辆结构；其中，两轴（车头第一轴5和车头第二轴6）均为低地板转向桥，标准车头1的第一轴（车头第一轴5）具备线控转向功能，但同时兼传统的机械转向功能，既能保证整车自动化运行，也能在紧急情况或其它特殊情况下进行人为操作干预；标准车头1的第二轴（车头第二轴6）则为线控转向机构，其包含传统的驾驶舱和乘坐区；标准车头1在后部预留有与铰接机构2连接的标准接口。该标准车头1还可作为车尾使用。

铰接机构2，为一具有上下方向旋转和左右方向旋转二自由度的链接机构，在其两端均有标准接口，用于与标准车头1、标准动力车厢3、标准拖车车厢4之间的连接。

标准动力车厢3，属于可扩充的结构形式，它为一具有一轴（动力车车轴7）支撑的车辆结构。在具体应用实例中，该车桥为低地板偏置驱动桥，其与车内的驱动电机、传动轴等共同构成该车的驱动系统。同时，为保证标准动力车厢3的被动转向能力，及车轮运行轨迹与第一轴车桥车轮行进在同心圆上，该车桥需布置在车辆中间位置。标准动力车厢3的前后方向均具有通用连接机构，可用于连接铰接机构2。

标准拖车车厢4，属于可扩充的结构形式，它包括为一具有两轴（拖车第一轴8和拖车第二轴9）支撑的车辆结构，其中两轴均选用低地板转向桥，标准拖车车厢4的拖车第一轴8和拖车第二轴9均具备线控转向功能，保证整车自动化运行；在标准拖车车厢4的后部预留有与铰接机构2连接的标准接口。

在具体应用实例中，铰接机构2本身同时附带一柔性通道结构，以保证车辆在直行和转弯时都能实现车内良好的通过性。

作为较佳的实施例，本发明的铰接机构2同时具备角度传感器，用于实时反馈当前该结构在两方向的旋转角度。当整车控制系统判断当前该处结构姿态异常时，整车系统能进行报警并自动采取预设的安全策略，如自动调整至安全角度或强制车辆减速甚至停车。

作为较佳的实施例，铰接机构2上还具有缓冲装置，在车辆加速和减速时用于保证其连接的两车体间距不至于发生过大的变化，已保证整车运行的安全可靠性。

在本实施例中，所有车厢均为全通低地板。

上述线控转向功能由线控转向执行机构来完成，该线控转向执行机构可以采用电控转向液压助力机构，它包括一个伺服电机及其控制器、通讯系统、检测系统、液压助力机构、杆系连接机构等。其中，伺服电机根据整车转向控制系统给与的信号指令输出旋转角度和扭矩，液压助力机构则根据实际轴荷的需要进行液压助力，以保证线控转向机构在不同的运行速度和轴荷条件下均能进行可靠的转向操作。本发明在主动转向车轴上采用电控性转向系统，可以接收车辆上的轨迹跟随控制器的控制指令实现转向，提高前后轮轨迹重合率的配置方式。

在上述结构中，整车驱动力由标准动力车厢3提供，为此可以根据实际需要设置多个标准动力车厢3。整车驱动力分配系统根据车辆的实时载客分布和路况等进行驱动力分配，在保证车辆可靠运转的同时实现整车的驱动力分布的效率最大化，相较于集中式动力驱动系统（即整车只有一个驱动单元）能实现驱动单元的体积、功率小型化，在某一个动力单元出现故障时，也能使用其它动力单元驱动，保证整车能够以故障模式继续运行，以提高整车的运营可靠性。同时，该系统还可以进一步兼具制动能量回馈功能，在制动时能反拖电机使其进行电制动，并将其所产生的电能储能至车辆储能系统。

在上述结构中，车辆的能源系统根据实际应用需要可以直接外接架空线，也可以采用连续的地面无线的电能传输，还可以采用高性能储能电池和超级电容用于电力存储与能量供给，还可能采用混合动力系统来提供能量供给。上述车辆制动时所反馈的能量也能补充至能量存储系统，并且该系统的储能单元可分布在各车辆单体上，在车体上则预留有通用的通讯和电缆接口。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。例如说，本发明还能够适用于其他类型的多轴汽车列车，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，包括：

标准车头，包括为一具有两轴支撑的车辆结构，其中标准车头的第一轴具备线控转向功能，第二轴为线控转向机构；所述标准车头在后部预留有与铰接机构连接的标准接口；

铰接机构，为一具有上下方向旋转和左右方向旋转二自由度的链接机构；所述铰接机构的两端均有标准接口，用于与标准车头、标准动力车厢、标准拖车车厢之间的连接；所述铰接机构具有角度传感器，用于实时反馈当前铰接机构在两方向的旋转角度；当判断当前铰接机构姿态异常时，进行报警并自动采取预设的安全策略；所述安全策略包括：自动调整至安全角度或强制车辆减速甚至停车；

标准动力车厢，为具有一轴支撑的车辆结构；

标准拖车车厢，包括为一具有两轴支撑的车辆结构；所述标准拖车车厢的拖车第一轴和拖车第二轴均具备线控转向功能。

2.根据权利要求1所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述铰接机构具有一柔性通道结构。

3.根据权利要求1所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述铰接机构上具有缓冲装置，用以在车辆加速和减速时保证其连接的两车体间距不至于发生过大的变化。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所有车厢均为全通低地板。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述线控转向功能由线控转向执行机构来完成，所述线控转向执行机构采用电控转向液压助力机构。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述标准动力车厢用来提供整车驱动力，所述标准动力车厢为一个以上。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述列车的能源系统为采用直接外接架空线方式，或采用连续的地面无线的电能传输方式，或采用高性能储能电池和超级电容用于电力存储与能量供给方式，或采用混合动力系统来提供能量供给。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述列车还具有制动能量回馈部件，在制动时能反拖电机使其进行电制动，并将其所产生的电能储能至车辆储能系统。

9.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述标准动力车厢具有被动转向功能，所述标准动力车厢的车轮运行轨迹与标准车头的车轮行进在同心圆上，所述标准动力车厢的车桥布置在车辆中间位置。

10.根据权利要求1～3中任意一项所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述列车还具有车尾部。

11.根据权利要求10所述的动力分散型轨迹跟随的胶轮低地板智能轨道列车，其特征在于，所述车尾部的结构与标准车头一致，以保证双向操作行驶。