一种多工况适应型跨座式单轨系统

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种多工况适应型跨座式单轨系统。

背景技术：

1、近年来，随着我国经济高速增长和城市化进程快速推进，我国城市轨道交通行业也得以快速发展，运营线路长度、客运量、在建线路长度屡创历史新高，城市轨道交通行业前景广阔；其中最主要的是单轨、钢轮钢轨、磁悬浮三种形式的车辆。然而，上述轨道列车都存在某些方面的不足：单轨橡胶轮在高速时候会出现胶轮磨损大，出现噪声振动平稳性不好；钢轮在速度更高的情况下，由于钢轮钢轨摩擦的原因会阻碍它的提速，出现蛇行失稳、稳定性较差；磁悬浮在长时间使用时会导致其整体耗能过大。

2、车辆在遇弯道及坡道时，会以低速(不超过70km/h)行驶，而单轨车辆爬坡能力强，具有很好的弹性和地面接触性，可发挥较大的起动牵引力和制动力，单轨车辆通过曲线能力强，最小平面曲线半径甚至可达45m；对于地形复杂、拥挤狭窄的城市有更强的适应性，噪声低，环境污染小；相较于单轨车辆来说，钢轮钢轨列车在中高速(70km/h-300km/h)时情况下更稳定，轮轨磨耗小，相对于磁悬浮运行来说总体能耗小；磁悬浮列车速度快，磁悬浮运行过程极大程度减小了轮轨阻力，防止钢轮钢轨车辆在高速运行时候的蛇行运动，舒适性好，高速下安全性高，不会出现轨道磨损和脱轨的问题。

3、因此，为结合三种车辆的优势以克服单种车辆不能克服的一些运行工况，就需要一种多工况适应型跨座式单轨系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多工况适应型跨座式单轨系统，其结合单轨、钢轮钢轨、磁悬浮三种车辆的优势，可以克服单种车辆不能克服的一些运行工况。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种多工况适应型跨座式单轨系统，包括车体、用于支撑车体的构架体、行走系统及轨道；

3、所述行走系统包括分别通过第一转换机构、第二转换机构安装于构架体的胶轮组件、钢轮组件及设于构架体底部的上轴磁悬；

4、所述轨道包括与胶轮组件的行走轮配合的单轨主体，所述单轨主体的顶部铺设有与钢轮组件的钢轮配合的钢轨及与上轴磁悬配合的上悬浮磁轨；

5、所述第一转换机构为电驱动结构并可带动行走轮垂直移动以与单轨主体接触或脱离，所述第二转换机构为电驱动结构并可带动钢轮垂直移动以与钢轨接触或脱离。

6、作为本发明技术方案的进一步改进，所述车体的底部设有若干摇枕，所述摇枕通过空气弹簧与构架体固定连接。

7、作为本发明技术方案的进一步改进，所述构架体包括胶轮构架和钢轮构架；所述胶轮构架呈“h”形且第一转换机构安装于其横梁底部，所述胶轮构架的两纵梁中部向下延伸形成凸台；所述钢轮构架平行固定于纵梁底部；所述第二转换机构固定于钢轮构架的前后两侧，所述上轴磁悬固定在钢轮构架底部。

8、作为本发明技术方案的进一步改进，所述第一转换机构包括第一电动液压缸，所述胶轮组件还包括第一安装架及轮边电机，所述第一电动液压缸的伸缩杆垂直朝下设置并固定连接于第一安装架；所述行走轮和轮边电机均设于第一安装架且轮边电机的动力输出端与行走轮相连接。

9、作为本发明技术方案的进一步改进，所述第二转换机构包括第二电动液压缸，两个所述第二电动液压缸为一组并分别设于两纵梁的同一侧；所述钢轮组件还包括轮轴、轴承座及双输出电机，所述双输出电机的两个输出端分别通过轮轴连接于相应钢轮，所述轮轴穿过钢轮后转动连接于轴承座；所述第二电动液压缸的伸缩杆垂直朝下设置并固定连接于轴承座。

10、作为本发明技术方案的进一步改进，两所述轴承座之间固定设有第二安装架，所述双输出电机固定设于第二安装架，所述钢轮部分从第二安装架穿过。

11、作为本发明技术方案的进一步改进，所述钢轮构架的底部设有采用橡胶绝缘材料制成的隔离块，所述隔离块设于上轴磁悬外侧并将上轴磁悬与胶轮组件、钢轮组件隔离开。

12、作为本发明技术方案的进一步改进，所述构架体的左右两侧还通过第三转换机构连接有导向轮和稳定轮，所述第三转换机构为电驱动结构并可带动导向轮和稳定轮水平移动以与单轨主体的侧面接触或脱离。

13、作为本发明技术方案的进一步改进，所述轨道的侧面设有下悬浮磁轨和导向磁轨，所述下悬浮磁轨以导磁面向下的方式设置，所述导向磁轨以导磁面水平向外的方式设置；

14、所述车体的左右两侧均设有延伸至轨道侧面的侧板，所述侧板上设有与下悬浮磁轨配合的下轴磁悬及与导向磁轨配合的导向磁铁。

15、作为本发明技术方案的进一步改进，该系统还包括用于实时检测车体运行速度的速度传感器，所述速度传感器与转换控制器电连接，所述转换控制器根据车体的运行速度信息控制第一转换机构、第二转换机构、第三转换机构及电动推杆的启闭。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

17、本发明提供的一种多工况适应型跨座式单轨系统，具有胶轮行走、钢轮行走及磁悬浮这三种具备不同优势的走行模式，根据使用需要可进行切换，从而适应多种工况的使用需求。本发明结合单轨、钢轮和磁悬浮车辆的优势，很好地克服了单种车辆不能克服的一些运行工况，改善了传统轨道交通运行范围小的问题，运行安全度更高、环境适应性更强、动态性能更稳定；解决了单轨橡胶轮在高速时胶轮磨耗大，而且其在高速的时候，平稳性不好的情况；解决了钢轮在速度更高的情况下，钢轮钢轨摩擦的原因会阻碍提速，稳定性较差的问题；解决了长时间使用磁悬浮导致其整体耗能太大的问题。

18、具体而言，使用胶轮行走结构时，第一转换机构带动行走轮垂直向下移动以与单轨主体接触，同时第二转换机构带动钢轮垂直向上移动以与钢轨脱离，上轴磁悬与上悬浮磁轨之间不产生通电磁场；使用钢轮行走结构时，第一转换机构带动行走轮垂直向上移动以与单轨主体脱离，同时第二转换机构带动钢轮垂直向下移动以与钢轨接触，上轴磁悬与上悬浮磁轨之间不产生通电磁场；使用磁悬浮结构时，第一转换机构带动行走轮垂直向上移动以与单轨主体脱离，同时第二转换机构带动钢轮垂直向上移动以与钢轨脱离，启动磁悬浮开关，上轴磁悬与上悬浮磁轨之间产生通电磁场，实现车体与轨道之间的悬浮及走行。

19、由此可见，本发明的运行安全度更高、环境适应性更强、动态性能更稳定，改善了传统轨道交通运行范围小的问题；可投入于城市间的远距离运输；在原有的轨道基础上增加钢轨和磁悬浮在一定程度上减少了对轮轨的磨耗；适用的线路更加广泛，安全性高，提高乘坐者的体验感；有效利用城市空间，对环境影响小。

20、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种多工况适应型跨座式单轨系统，包括车体、用于支撑车体的构架体、行走系统及轨道；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

7.根据权利要求3所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的一种多工况适应型跨座式单轨系统，其特征在于：

技术总结
本发明涉及轨道交通技术领域，具体公开了一种多工况适应型跨座式单轨系统，包括车体、用于支撑车体的构架体、行走系统及轨道；行走系统包括分别通过第一转换机构、第二转换机构安装于构架体的胶轮组件、钢轮组件及设于构架体底部的上轴磁悬；轨道包括与胶轮组件的行走轮配合的单轨主体，单轨主体的顶部铺设有钢轨及上悬浮磁轨。本发明结合单轨、钢轮、磁悬浮三种车辆的优势，改善了传统轨道交通运行范围小的问题，运行安全度高、环境适应性强、动态性能更稳定，能够克服单轨胶轮在高速时会出现会出现磨损大、稳定性差的问题；本发明能够克服钢轮在速度更高的情况下出现蛇行失稳的问题，还能够克服长期使用磁悬浮导致整体能耗太大的问题。

技术研发人员：蒋咏志,段平益,刘文杰,周洺锋,陈凌志,龚锐,范安保,王季鸿
受保护的技术使用者：重庆交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23