适用于柔性钢索轨道交通系统的悬挂式索轨车辆的制作方法

本发明涉及新型交通运输系统领域，尤其是一种适用于柔性钢索与刚性支撑轨道结合的悬挂式索轨车辆。

背景技术：

现有的城市空中轨道交通系统轨道主要采用混凝土梁或者箱型钢梁结构，相应的车辆跨坐(或悬挂)于轨道梁上方(或下方)，具有轨道建设成本高、轨道梁尺寸大、立柱跨度小且占地面积大、最小曲线半径较大、线路规划较为受限等不足之处。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种适用于柔性钢索轨道交通系统的悬挂式索轨车辆，其适用轨道易于建设、费用低、立柱跨度大、占地面积小、可实现更小的最小曲线半径等的特点，更容易适应城市中已有规划，也适用于景区的小运量快速运输。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种适用于柔性钢索轨道交通系统的悬挂式索轨车辆，包括：构架、构架下方连接的悬吊机构、悬吊机构下方连接的车体9、车体9上设置的牵引拉杆7；

构架包括前端构架2和后端构架3，前端构架2上设置有下球面心盘，后端构架3设置有上球面心盘21，上球面心盘21为凸球面，下球面心盘20为凹球面，凸球面和凹球面上下配合；前端构架2和后端构架3沿轨道方向设置，前端构架2和后端构架3都设有走行轮1，走行轮1的轮底行走在刚性轨道15或柔性钢轨14的上方，刚性轨道15设置在弯道和道岔区域，柔性钢轨14设置在直线段，走行轮1外圈截面设有向外圈圆心凹陷的半圆形19，走行轮外圈与刚性轨道15或柔性钢轨14配合，走行轮1采用轮毂电机4驱动，每个走行轮1两侧的构架上对称设置两个导向轮6，导向轮6的轮底与刚性轨道15的侧面接触；

悬吊机构包括悬吊架11、安装在车体顶部的弹簧安装架18和四个钢圆簧8，悬吊架11的上端固定在构架上、悬吊架11的底部固定在弹簧安装架18上，弹簧安装架18上设有弹簧安装座，弹簧安装座上方固定有两根车体横梁17，四个钢圆簧8安装在弹簧安装座上并垂向压缩在弹簧安装架18和车体横梁17之间；

牵引拉杆7一端安装在悬吊架的牵引拉杆安装座上、另一端安装在车体9上方的牵引拉杆安装座上用于传递牵引力。

作为优选方式，前端构架2和后端构架3之间采用球形弹性结构铰接。

作为优选方式，前端构架2和后端构架3之间采用锥形橡胶堆13铰接。

作为优选方式，构架与悬吊机构11通过中心销轴连接，中心销轴焊接在悬吊机构11上，同时作为前、后端构架之间铰接结构中的中心销轴，对上球面心盘21和下球面心盘20之间的相对运动进行超出安全范围的限制。

作为优选方式，后端构架3上设置有止挡16，限制悬吊架11相对于构架的转动，保证车辆重心稳定。

作为优选方式，车体横梁17内侧对称设置有四个摇头止挡12，在车辆运行过程中若摇头运动达到极限位置，摇头止挡12与弹簧安装架18接触以限制继续摆动；车体9中部对称布置有两个横向止挡10，在车辆运行过程中若横向运动达到极限位置，横向止挡10和悬吊架11接触以限制继续横向运动。

作为优选方式，两个制动装置5同轴安装于前端构架2和后端构架3的走行轮处，并采用同侧安装，与悬吊架11不同侧。

作为优选方式，前端构架2和后端构架3关于悬吊架11左右对称。

作为优选方式，悬吊架11与弹簧安装架18采用焊接方式连接。

本发明的工作原理为：轮毂电机带动走行轮，驱动车辆行驶在轨道上；构架分为前端构架和后端构架两部分，采用弹性结构实现球心盘铰接；四个导向轮安装于构架上，当车辆通过立柱、弯道和道岔区域时，起到稳定车辆的作用；悬吊机构和构架之间利用中心销轴配合弹性元件相连，此中心销轴同时作为构架铰接部分的中心销轴；悬吊机构与车体之间通过弹簧安装架与四个钢圆簧连接，传递垂向力的同时在车辆行驶过程中起到减振作用；悬吊机构采用不对称式结构，保证车辆顺利通过支撑立柱路段；两个制动装置同轴安装于前后走行轮处，起到减速作用；两个制动装置同侧安装，在一定程度上平衡不对称结构的悬吊机构带来的重心偏移；整车采用自动驾驶技术，实现整个系统控制上的协调性。

本发明的有益效果为：两个带导向轮的外圈半圆形的走行轮与刚性轨道配合，具有一定的自导向功能；在通过立柱及曲线路段时，主要由导向轮实现导向功能；构架的铰接式结构有效减小了过曲线时走行轮所受到的横向力；车辆运行中有良好的动力学性能。

附图说明

图1为本发明悬挂式索轨车辆的轴测图；

图2为本发明悬挂式索轨车辆转向架部分的剖视图。

图3为本发明中上球面心盘、下球面心盘配合的结构示意图。

1为走行轮，2为前端构架，3为后端构架，4为轮毂电机，5为制动装置，6为导向轮，7为牵引拉杆，8为钢圆簧，9为车体，10为横向止挡，11为悬吊架，12为摇头止挡，13为锥形橡胶堆，14为柔性钢轨，15为刚性轨道，16为止档，17为车体横梁，18为弹簧安装架，19为半圆形，20为下球面心盘，21为上球面心盘。

具体实施方式

一种适用于柔性钢索轨道交通系统的悬挂式索轨车辆，行走在柔性钢索轨道交通系统中。

一种柔性钢索轨道交通系统包括钢索轨道、运行在钢索轨道下方的自动驾驶车辆、道岔结构；所述钢索轨道包括刚性轨道15、柔性钢轨14、立柱，刚性轨道15设置在系统的弯道和道岔区域，立柱支撑在刚性轨道15下方，柔性钢轨14设置在系统的直线段，车辆前进的方向为纵向，垂直于纵向的水平方向为横向，垂直于纵向的竖直方向为垂向；柔性钢轨14的截面为圆形，刚性轨道15的截面为上部半圆形下部长方形；柔性钢轨14质量轻，架设方便，易于维修保养，对于轨道不平顺带来的低频振动也有一定缓解效果。刚性轨道15为柔性钢轨14提供支撑点由于承重要求较为简单，立柱可实现轻量化设计，最大程度上减少对周围环境的影响。

适用于柔性钢索轨道交通系统的悬挂式索轨车辆，包括构架、构架下方连接的悬吊机构、悬吊机构下方连接的车体9、车体9上设置的牵引拉杆7；

构架包括前端构架2和后端构架3，前端构架2上设置有下球面心盘，后端构架3设置有上球面心盘21，上球面心盘21为凸球面，下球面心盘20为凹球面，凸球面和凹球面上下配合；前端构架2和后端构架3沿轨道方向设置，前端构架2和后端构架3都设有走行轮1，走行轮1的轮底行走在刚性轨道15或柔性钢轨14的上方，刚性轨道15设置在弯道和道岔区域，柔性钢轨14设置在直线段，走行轮1外圈截面设有向外圈圆心凹陷的半圆形19，走行轮外圈与刚性轨道15或柔性钢轨14配合，走行轮1采用轮毂电机4驱动，每个走行轮1两侧的构架上对称设置两个导向轮6，导向轮6的轮底与刚性轨道15的侧面接触；采用轮毂电机4驱动，简化了结构的同时提高了动力传递效率。导向轮与刚性轨道15配合，起到稳定车辆的作用。

悬吊机构包括悬吊架11、安装在车体顶部的弹簧安装架18和四个钢圆簧8，悬吊架11的上端固定在构架上、悬吊架11的底部固定在弹簧安装架18上，弹簧安装架18上设有弹簧安装座，弹簧安装座上方固定有两根车体横梁17，四个钢圆簧8安装在弹簧安装座上并垂向压缩在弹簧安装架18和车体横梁17之间；四个钢圆簧垂向布置在弹簧安装架上，起到传力、缓冲振动的作用。

牵引拉杆7一端安装在悬吊架的牵引拉杆安装座上、另一端安装在车体9上方的牵引拉杆安装座上用于传递牵引力。

前端构架2和后端构架3之间采用球形弹性结构铰接。本实施例中，前端构架2和后端构架3之间采用锥形橡胶堆13铰接。保证了前后端构架之间的相对运动的同时，起到了缓冲吸振的作用。

构架与悬吊机构11通过中心销轴连接，中心销轴焊接在悬吊机构11上，同时作为前、后端构架之间铰接结构中的中心销轴，对上球面心盘21和下球面心盘20之间的相对运动进行超出安全范围的限制。

后端构架3上设置有止挡16，限制悬吊架11相对于构架的转动，保证车辆重心稳定。

车体横梁17内侧对称设置有四个摇头止挡12，在车辆运行过程中若摇头运动达到极限位置，摇头止挡12与弹簧安装架18接触以限制继续摆动；车体9中部对称布置有两个横向止挡10，在车辆运行过程中若横向运动达到极限位置，横向止挡10和悬吊架11接触以限制继续横向运动。

两个制动装置5同轴安装于前端构架2和后端构架3的走行轮处，并采用同侧安装，与悬吊架11不同侧。起到制动减速作用的同时，平衡部分悬吊架重力，使车辆重心尽可能靠近中心线。

前端构架2和后端构架3关于悬吊架11左右对称。

悬吊架11与弹簧安装架18采用焊接方式连接。

本实施例的工作原理为：轮毂电机带动走行轮，驱动车辆行驶在轨道上；构架分为前端构架和后端构架两部分，采用弹性结构实现球心盘铰接；四个导向轮安装于构架上，当车辆通过立柱、弯道和道岔区域时，起到稳定车辆的作用；悬吊机构和构架之间利用中心销轴配合弹性元件相连，此中心销轴同时作为构架铰接部分的中心销轴；悬吊机构与车体之间通过弹簧安装架与四个钢圆簧连接，传递垂向力的同时在车辆行驶过程中起到减振作用；悬吊机构采用不对称式结构，保证车辆顺利通过支撑立柱路段；两个制动装置同轴安装于前后走行轮处，起到减速作用；两个制动装置同侧安装，在一定程度上平衡不对称结构的悬吊机构带来的重心偏移；整车采用自动驾驶技术，实现整个系统控制上的协调性。

综上所述，柔性钢索轨道交通系统轨道是一种新型的空轨系统，具有轻便、快捷、占地面积小以及对环境要求少、影响小等特点。适用于柔性钢索轨道交通系统的悬挂式索轨车辆有较好的发展前景；外圈半圆形的走行轮1具有一定的稳定以及导向功能，采用轮毂电机4驱动，简化了转向架结构的同时提高了动力传递效率；前后端构架铰接式改善了车辆过弯时的径向功能；悬吊架11中心销轴与球形弹性铰接装置中心销轴合二为一，保证功能的同时使得转向架结构更为简单。本系统结构简单，易于实现，在一定速度内运行安全稳定，噪声小，对环境要求少、影响小，可作为已有城市轨道交通的补充，也可作为景区游客运输的主要交通工具。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细阐述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护。