齿轨卡轨观光车的制作方法

本发明涉及观光车技术领域，特别是涉及一种齿轨卡轨观光车。

背景技术：

观光车作为景区游览重要的交通工具，特别是山地景区观光游览，我国目前的大型景区，使用的轨道观光车为钢丝绳牵引模式，这种观光车适用于固定的运输线路，只能单线运输，分叉处需另设新线路而且需设转载站，运输距离有局限性，长距离运输需多台串联，交接处设转载站，改变运距不方便，需移动锚固站；

目前，国内现有的矿山领域采用双轨齿轨卡轨车，但是此种卡轨车均采用单一的以柴油发动机为动力的液压马达驱动方式，如果将这种单一的柴油机液压驱动模式用于观光车上时，存在环境污染的缺陷，一旦机车动力出现故障，若不能及时排除停在半途中时，不但对乘坐该车的旅客带来很大不便、还会引起整线瘫痪，给景区带来不好的影响。

技术实现要素：

本发明一种齿轨卡轨观光车，包括轨道和观光车基体，所述观光车基体在所述轨道上行驶，其特征在于：所述观光车基体包括动力车厢、载客车厢和制动车，所述动力车厢、载客车厢和制动车厢之间设有拉杆并通过所述拉杆连接；

所述动力车厢的下部设有动力车轮导向悬挂与卡轨装置，所述动力车轮导向悬挂与卡轨装置包括驱动装置框架和驱动装置，所述驱动装置位于所述驱动装置框架内，所述驱动装置包括架体、驱动轮和驱动组件，所述驱动轮安装在所述架体内，所述驱动组件与所述驱动轮连接，所述驱动轮的两侧设有用于钳制其运动的制动器，所述制动器安装在所述架体上，所述架体的下端两侧设有与所述轨道卡合的第一行走与导向组件；

所述载客车厢的下部设有载客车轮导向悬挂与卡轨装置，所述载客车轮导向悬挂与卡轨装置包括轮架，所述轮架安装在所述载客车厢的下部，所述轮架的两侧设有与所述轨道卡合的第二行走与导向组件；

所述制动车的下部设有制动车轮导向悬挂与卡轨装置，所述制动车轮导向悬挂与卡轨装置包括安装架，所述安装架的两侧设有与所述轨道卡合的第三行走与导向组件，所述第三行走与导向组件的外侧设有用于制动所述制动车的连杆制动机构。

本发明齿轨卡轨观光车，其中所述驱动装置框架的两端设有环形槽孔，所述环形槽孔的内壁上设有滑道，所述滑道上设有滑道切口，所述驱动装置通过所述滑道切口进入并与所述滑道配合安装。

本发明齿轨卡轨观光车，其中所述驱动轮上设有驱动轮销轴，所述轨道中间处设有与所述驱动轮销轴啮合的齿条。

本发明齿轨卡轨观光车，其中所述轨道的两侧设有异形轨道，所述第一行走与导向组件、第二行走与导向组件和第三行走导向组件分别与所述异形轨道卡合。

本发明齿轨卡轨观光车，其中所述载客车厢内设有若干座椅，所述座椅的下部连接有座椅角度自动调节装置。

本发明齿轨卡轨观光车，其中还包括手动紧急制动装置，所述手动紧急制动装置包括气动夹轨制动组件和手动控制装置，所述手动控制装置位于所述载客车厢内，所述气动夹轨制动组件分别位于所述第一行走与导向组件和第二行走与导向组件的外侧。

本发明齿轨卡轨观光车，其中还包括安全行车限速保护系统，安全行车限速保护系统包括机械离心式触发系统、电子速度测量系统和空气阻流系统。

本发明齿轨卡轨观光车，其中还包括电控系统，所述电控系统位于所述观光车基体内，所述电控系统包括操作模块、机车信号采集模块、控制输出模块以及显示屏。

本发明齿轨卡轨观光车，其中所述动力车厢的前部设有驾驶舱，所述操作模块、控制输出模块和显示屏位于所述驾驶舱内。

本发明齿轨卡轨观光车，其中还包括自动灭火装置，所述自动灭火装置位于所述动力车厢内。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：

(1)本发明通过采用车轮导向悬挂与卡轨装置，使观光车的水平转弯半径小，即使在最小半径为6米的弯道上也可进行行驶与制动，适用于有急转弯或者坡度较大的地貌。

(2)本发明采用动力驱动系统、驱动模块驱动系统或者多动力混合驱动系统的驱动模式，可根据不同景区的需要选用，适用范围广，安全环保，多动力混合驱动模式，可以最大限度的实现与山地景区游览的契合，避免了燃油发动机对环境造成的污尾气排放与噪声污染。

(3)本发明中，动力车厢内制动器既可以对观光车进行正常行驶时的制动，也可以对观光车进行紧急情况时的制动，制动车进行非正常时的制动，并当两者均不起作用时，通过手动紧急制动装置进行手动制动，实现了全方位的制动模式，保证观光车运行的安全。

(4)本发明与钢丝绳牵引的观光车相比，采用道岔轨道，实现整体变轨，具有更大的灵活性，在长距离运输中不需转载，特别适用于分叉多、转弯多、运距不断延伸的景区线路。

下面结合附图对本发明的齿轨卡轨观光车作进一步说明。

附图说明

图1为本发明齿轨卡轨观光车的整体结构示意图；

图2为本发明齿轨卡轨观光车中动力车轮导向悬挂与卡轨装置的主视图；

图3为本发明齿轨卡轨观光车中驱动装置框架的结构图；

图4为本发明齿轨卡轨观光车中载客车轮导向悬挂与卡轨装置的主视图；

图5为本发明齿轨卡轨观光车中动力车轮导向悬挂与卡轨装置与载客车轮导向悬挂与卡轨装置的俯视图；

图6为本发明齿轨卡轨观光车中制动车轮导向悬挂与卡轨装置的主视图；

图7为本发明齿轨卡轨观光车中制动车轮导向悬挂与卡轨装置的侧视图；

图8为本发明齿轨卡轨观光车中驱动轮与齿条配合的结构图；

图9为本发明齿轨卡轨观光车具体实施例中驱动模块采用永磁电机驱动的结构图；

图10为本发明齿轨卡轨观光车具体实施例中驱动模块采用减速机驱动的结构图；

图11为本发明齿轨卡轨观光车具体实施例中驱动模块采用液压马达驱动的结构图；

其中：1、动力车厢；2、载客车厢；3、制动车；4、制动车轮导向悬挂与卡轨装置；5、载客车轮导向悬挂与卡轨装置；6、动力车轮导向悬挂与卡轨装置；7、轨道；8、拉杆；

101、驾驶舱；

401、安装架；402、第三行走与导向组件；403、制动蹄；404、制动块；

501、轮架；502、第二行走与导向组件；

601、驱动装置框架；602、架体；603、驱动组件；604、驱动轮；605、第一行走与导向组件；606、环形槽孔；607、滑道；608、滑道切口；609、销轴；610、永磁电机；611、减速机；612、液压马达；

701、齿条；702、异形轨道。

具体实施方式

如图1-8所示，本发明一种齿轨卡轨观光车，包括轨道7和观光车基体，观光车基体在轨道7上滑移，轨道7包括多个相连接而成的道岔轨道，道岔轨道下设有道岔滑道，道岔轨道的两端设有变轨气缸，道岔轨道在变轨气缸的驱动下在道岔滑道上滑移，实现变轨，特别适用于分叉多、转弯多、运距不断延伸的景区线路；

道岔轨道包括两个不相交的直轨和弯轨，直轨和弯轨分别包括型材、位于型材中部的齿条701和位于型材两端的异形轨道702；

观光车基体包括动力车厢1、载客车厢2和制动车3，动力车厢1、载客车厢2和制动车3厢之间设有拉杆8并通过拉杆8铰接。

动力车厢1用于驱动观光车的整体运行，动力车厢1的前部设有驾驶舱101，是观光车整车安全行驶运行的操作控制室，采用双显示屏设置，能实时观察与掌控机车的运行状况，设置了操作手柄、紧急制动按钮、照明设备、进出司机室的辅助装置等；

动力车厢1的下部设有动力车轮导向悬挂与卡轨装置6，动力车轮导向悬挂与卡轨装置6包括驱动装置框架601和驱动装置，驱动装置位于驱动装置框架601内，驱动装置位于轨道7上。

驱动装置包括架体602、驱动轮604和驱动组件603，驱动轮604安装在架体602内，驱动轮604上设有销轴609，销轴609与齿条701啮合，当以外力驱动驱动轮604旋转时，驱动轮604的转矩作用在齿条701上，产生一个反作用力，从而推动车体在轨道7上正反向行走，该结构采用驱动轮604与齿条701啮合的驱动方式，使机车的爬坡能力可高达30度，爬坡能力强，驱动组件603与驱动轮604连接，驱动轮604的两侧设有用于钳制其运动的制动器，制动器安装在架体602上，架体602的下端两侧设有与轨道7卡合的第一行走与导向组件605。

具体地，驱动组件603可采用动力驱动系统、驱动模块驱动系统或者采用两者混合方式驱动，即为多动力混合驱动系统，动力驱动系统中采用三种动力系统，为蓄电池供电系统、电缆输送供电系统、燃油驱动系统，驱动模块驱动系统有三种驱动方式，即为永磁电机驱动(如图9)、减速机驱动(如图10)、液压马达驱动(如图11)；

其中任意一个动力系统与任意一种驱动方式形成多动力混合驱动系统，包括如下驱动模式：

Ⅰ型，采用蓄电池供电系统供电，蓄电池供电系统包括主蓄电池和备用蓄电池，以永磁同步电机驱动驱动轮604；其工作过程为，蓄电池供电系统供给永磁同步电机电能，永磁同步电机驱动连接驱动轮604；

Ⅰ-A型，以Ⅰ型为基础，以电缆输送供电系统为主电源，以蓄电池供电输送系统为备用电源，其余配置同Ⅰ型；

Ⅰ-B型，以Ⅰ型为基础，采用减速机驱动连接驱动轮604，其余配置同Ⅰ型；

Ⅰ-AB型，以Ⅰ型为基础，采用电缆输送供电系统为主、蓄电池供电系统为辅供电，采用减速机驱动连接驱动轮604，其余配置同Ⅰ型；

Ⅱ型，以燃油驱动系统为主动力源，以蓄电池供电系统为辅动力源，其工作过程为，燃油驱动系统连接有液压马达驱动，液压马达驱动连接驱动轮604；

上述驱动模式任意两个或两个以上模式组合形成混合驱动系统。

制动器包括气动钳式制动器和液压盘式制动器；

气动钳式制动器，采用双杠杆双作用铰链杠杆增力机构，气缸松闸、弹簧上闸，对驱动轮604构成钳式夹紧制动；

液压盘式制动器，一般是两个一组成对使用，液压缸松闸，弹簧上闸，通过液压盘式制动器内部蝶形弹簧作用下，使液压盘式制动器上的制动片和驱动轮604本体抱死，达到制动的目的，形成钳式夹紧态势；

制动器的选用根据驱动机构的不同而采用不同的驱动系统而定，气动钳式制动器适用各种驱动系统，而液压盘式制动器只适用于驱动模块驱动系统中的液压马达驱动；

其中，当驱动系统采用多动力混合驱动系统时，Ⅰ型、Ⅰ-A型、Ⅰ-B型和Ⅰ-AB型采用气动钳式制动器，Ⅱ型采用气动钳式制动器和液压盘式制动器的组合。

具体地，架体602轴向方向两端设有第一支撑滑块组件，横向方向两端设有第二支撑滑块组件，第一支撑滑块组件与第二支撑滑块组件位于同一水平面上，第一支撑滑块组件与第二滑块支撑组件上均设有滑块，驱动装置框架601的两端设有环形槽孔606，环形槽孔606的内壁上设有滑道607，滑道607上设有滑道切口608，驱动装置首先通过第二支撑滑块组件上的滑块从滑道切口608切入滑道607内，然后再通过滑块在滑道607上的配合滑移使驱动装置环绕环形槽孔606的中心旋转滑移；

该结构中，第二支撑滑块组件的设计不仅用来承载动力车厢1的重力，而且还能适应轨道7转弯的需求，当观光车行驶在弯道时，两个驱动轮604的前进法向方向不在一条直线上，驱动装置通过在驱动装置框架601内水平旋转滑移，实现转弯，适用于水平转弯半径小的道路，使观光车在景区灵活运行。

载客车厢2设有多个，是承载游客的处所，载客车厢2的下部设有载客车轮导向悬挂与卡轨装置5，载客车轮导向悬挂与卡轨装置5包括轮架501，轮架501安装在载客车厢2的下部，轮架501的两侧设有与轨道7卡合的第二行走与导向组件502，载客车厢2内设有若干座椅，座椅的下部连接有座椅角度自动调节装置，载客车厢2可实时对行走中的车辆进行角度测量，并发出电子信号，通过伺服调节驱动机构，自动调节可调节座椅的俯仰角度，车辆在上下起伏的山地坡道行进时，车内乘客可以随着座椅俯仰角度自动调节，始终保持平视前方的舒适姿态。

制动车3的作用是对观光车在断电、车速失控时进行紧急制动的车厢，制动车3的下部设有制动车轮导向悬挂与卡轨装置4，制动车轮导向悬挂与卡轨装置4包括安装架401，安装架401的两侧设有与轨道7卡合的第三行走与导向组件402，第三行走与导向组件402的外侧设有用于制动所述制动车3的连杆制动机构，连杆制动机构包括连杆制动组件和制动蹄403，制动车3通过连杆制动组件驱动制动蹄403，使制动蹄403与第三行走与导向组件402上的制动块404抱死轨道，制动车3制动停车，从而对整个观光车进行制动。

异形轨道702的横截面为Z字形，第一行走与导向组件605、第二行走与导向组件502和第三行走导向组件402均包括行走轮和导向轮，行走轮在异形轨道702上行驶，导向轮与异型轨道7的侧面卡合，防止观光车倾翻或脱轨，保证观光车运行的平稳及安全；

动力车轮导向悬挂与卡轨装置6、载客车轮导向悬挂与卡轨装置5和制动车轮导向悬挂与卡轨装置4采用相同的工作原理，不同的结构应用方式，其工作原理为：行走轮在牵引力作用下沿着异形轨道702上平面行进，带动车辆前进，导向轮与异形轨道702卡合运行，起到导向作用，行走轮和导向轮与车轮悬挂架体共同作用，形成了对齿轨轨道7的包夹，构成了防脱轨的卡轨装置；

动力车轮导向悬挂与卡轨装置6、载客车轮导向悬挂与卡轨装置5可以绕悬挂水平轴心作水平转动，在机车进入弯道行驶时，使得前后车轮各自的轴线始终与弯道法线重合，与弯道切线垂直，始终保证驱动轮604与齿条701正常啮合，始终保持行走轮、导向限位轮与轨道7的合理位置间隙，从而保证机车在弯道内平稳运行而不会卡滞，车辆在直道行驶时，也可以使车轮与轨道7保持很好的对中性，达到无论在弯道或在倾斜的直道上行驶都不会脱轨上翘或侧翻。

还包括手动紧急制动装置，手动紧急制动装置包括气动夹轨制动组件和手动控制装置，手动控制装置位于载客车厢2内，气动夹轨制动组件分别位于第一行走与导向组件605、第二行走与导向组件502的外侧。

基于上述结构，本发明采用三种制动模式，具体如下：

(1)行车制动，是观光车在正常行进途中采取的从减速到停车的制动，根据驱动组件603采用的驱动模式不同，所采用的制动方式也不同，分为以下情况：

a、采用永磁同步电机驱动方式时，应用变频调速实现机车速度快慢调整、直至停电关机停车；

b、采用锥端制动调速电机与减速器组合模式时，利用电机配带的弹簧加压和电磁释放摩擦式制动器实现减速机自锁停车；

c、采用液压马达驱动方式时，采用液压盘式制动器，当制动器液压缸电磁阀得电时压力油进入制动器此时制动器打开，当电磁阀失电时，制动器的压力油卸荷，此时制动器关闭，并通过两个电磁阀的关断逻辑实现制动器的快速和慢速关闭两种制动模式。

(2)驻车制动，是在减速停车基础上实施的停车制动，其工作方式是卸去所有制动器的液压或空压压力，释放压缩弹簧的压力、使刹车片上闸，列车呈完全停止状态。

(3)紧急制动，是车辆在行进途中车辆速度失去控制，或突然遇到失去动力(断电或柴油发动机停止工作)、车辆速度失去控制，或在上下陡坡时发生溜坡故障时采取的紧急制动停车，包括以下五种紧急制动方式，既可以在各自的系统检测到机车失速，达到某一设定值时自动触发也可以手动启动刹车装置：

a、操作系统正常，驾驶员得到速度失控或超速的报警信号提示，首先采取减速制动措施，若无效，则按下紧急停车按钮，机车停止行驶；

b、当机车失去动力时，制动器自动卸去气压或液压压力，释放压缩弹簧的压力、使制动片或刹车片上闸，机车停止行驶；

c、由机车限速保护装置检测到机车速度超过设定值时，自动触发的制动器制动；

d、各载客车厢2通过手动紧急制动装置手动控制，机车停止行驶；

e、通过制动车3进行制动；

本发明中，观光车在正常行驶时进行的制动采用制动器钳制驱动轮604进行制动，当观光车失去动力时，对其采用驱动轮制动和制动车3进行制动，当驱动轮制动器和制动车3不起作用时，也可以通过手动紧急制动装置进行手动制动。

还包括安全行车限速保护系统，安全行车限速保护系统包括机械离心式触发系统、电子速度测量系统和空气阻流系统；

机械离心式触发系统内设有机械离心触发器，安装在驱动装置内，当动力车厢1的行走速度超过允许值时，机械离心触发器启动，切断驱动装置的动力，并直接启动安装在驱动装置内的制动器，对驱动轮604进行停车制动；

电子速度测量系统，安装至驱动装置内，当动力车厢1的行驶速度达到或超过允许速度时，向操作人员报警、同时停止驱动装置的工作，并直接启动驱动装置的制动器进行刹车；

空气阻流装置，为了防止柴油发动机转速出现不受控制的上升，在进气系统安装了液压控制的空气阻流装置，这个阻流装置的任务是切断进入柴油发动机的空气，以停止柴油发动机的运转。

还包括电控系统，电控系统位于观光车基体内，电控系统包括操作模块、机车信号采集模块、控制输出模块以及显示屏，操作模块、控制输出模块以及显示屏位于驾驶舱101内，电控系统通过操作模块对观光车发送指令，同时，机车信号采集系统采集观光车运行时车内各个状态的数据，实现对观光车全方位监控，操作模块与机车信号采集模块将数据传输给控制输出模块，控制输出模块对输出的数据进行逻辑运算，并对观光车进行相应的控制，并将观光车的各种运行数据发送到显示器，便于操作者实时了解机车的运行状态，保证观光车的安全运行。

还包括自动灭火装置，自动灭火装置位于动力车厢1内，自动灭火装置根据动力车厢1采用的驱动模式不同，而配备有不同的灭火系统，具体如下：

a、采用二氧化碳高压瓶提供高压灭火物质，当发动机的高压喷油泵或驱动液压泵起火时，通过截止阀的打开来控制高压瓶与灭火喷嘴之间连通，起火位置产生的高温将灭火喷嘴处的低熔点金属熔化，使灭火喷嘴打开，灭火物质从灭火喷嘴喷射到起火点处，将火源扑灭；

b、用于监控发动机排气箱和排气管内的温度，当其中的温度过高时，温度传感器触发、将灭火剂喷射到发动机的高压喷油泵上，使发动机停机，从而降低发动机排气箱和排气管内的温度；

c、采用低熔点软管直接将ABC灭火器与易燃部位直接连通，当易燃部位起火时，产生的高温将该部位的低熔点软管熔断，使ABC灭火器中的灭火物质直接流向起火点。

为加强安全性，在每个车厢内配备有若干个干粉灭火器。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：

(1)本发明通过采用车轮导向悬挂与卡轨装置，使观光车的水平转弯半径小，即使在最小半径为6米的弯道上也可进行行驶与制动，适用于有急转弯或者坡度较大的地貌。

(2)本发明采用动力驱动系统、驱动模块驱动系统或者多动力混合驱动系统的驱动模式，可根据不同景区的需要选用，适用范围广，安全环保，

(3)本发明中，以电力为主的多种能源配置与多种驱动形式结合的多动力混合驱动模式，可以最大限度的实现与山地景区游览的契合，避免了燃油发动机对环境造成的污尾气排放与噪声污染。

(4)本发明电控系统通过采用模块化功能分配，可以实时获取齿轨卡轨观光车的状态数据，并且根据这些状态数据及时获取机车的当前状态，在发现故障时及时发出报警，从而提高了系统运行的安全可靠性；功能模块化分配优化系统的可替换性及升级便利性，并可降低系统的检修难度。

(5)本发明中载客车厢内设有座椅角度自动调节装置，使座椅呈现自动平衡的状态，当列车处在大角度上下坡时，座椅的水平角度能够自动调整，提高乘坐舒适度。

(6)本发明通过设有自动灭火装置，能够及时感应车厢内的各个易起火点，保证旅客的安全。

(7)本发明中，动力车厢内制动器既可以对观光车进行正常行驶时的制动，也可以对观光车进行紧急情况时的制动，制动车进行非正常时的制动，并当两者均不起作用时，通过手动紧急制动装置进行手动制动，实现了全方位的制动模式，保证观光车运行的安全。

(8)本发明通过采用安全行车限速保护系统，与电控系统一起，能够实时监测观光车的运行状态，并进行相应的操作，保证观光车的运行安全。

(9)本发明与钢丝绳牵引的观光车相比，采用道岔轨道，实现整体变轨，具有更大的灵活性，在长距离运输中不需转载，特别适用于分叉多、转弯多、运距不断延伸的景区线路。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。