悬挂式单轴转向架及悬挂式单轨作业车的制作方法

本发明属于悬挂式轨道交通技术领域，具体涉及一种悬挂式单轴转向架及悬挂式单轨作业车。

背景技术：

悬挂式交通系统是一种占地面积小，空间利用率高的轨道交通系统。悬挂式交通系统主要具有兼容性好、安全性高、集成化高、施工方便、线路灵活、占地少、拆迁少、环保、噪声低、建设周期短和造价低等优点，正是由于悬挂式交通具有很多优势，因此已经引起国内城市建设者的重视和关注。

现有的悬挂式单轨车辆大多都是采用两轴转向架的形式，不可避免的是前后导向轮纵向间距过长，不利于单轨车辆小半径曲线的通过能力。因此，急于研发一种全新的悬挂式单轨车辆的单轴转向架，打破传统设计观念，提高转向架在提高小半径曲线时的转向及导向能力。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中双轴转向架无法适应小半径曲线的问题，本申请第一方面提供一种悬挂式单轴转向架，本体结构件，

走行轮装置，与所述本体结构件连接，所述走行轮装置包括一对横向设置的行走轮，所述行走轮能够转动以带动悬挂式单轴转向架沿轨道梁行走；

导向轮组件，包括两组沿行走方向对称分布的导向轮组，所述导向轮组包括若干个沿所述本体结构件一侧均匀分布的导向轮，所述导向轮的轴线与所述行走轮的轴线正交设置，所述导向轮能够沿轨道梁侧壁滚动；

稳定轮组件，包括两组沿行走方向对称分布的稳定轮组，所述稳定轮组包括两个沿所述行走轮轴向对称设置的稳定轮，所述稳定轮组中的两个稳定轮之间的间距大于所述行走轮的直径，所述稳定轮设置于所述轨道梁行走板下方，所述稳定轮的轴线与所述行走轮的轴线平行设置；

防倾摆系统，所述防倾摆系统装设于所述本体结构件底部用于提高所述悬挂式单轴转向架运行时的平稳性。

在一些优选技术方案中，所述本体结构件包括依次连接的第一构架组件、第二构架组件和第三构架组件，所述第一构架组件包括依次连接的第一梁结构、第二梁结构和第三梁结构，所述第二梁结构水平设置于所述第一梁结构和所述第三梁结构的上方，所述第一梁结构包括两个呈钝角设置的梁本体，所述第三梁结构为所述第一梁结构沿竖直方向的轴对称结构；所述第一梁结构和所述第三梁结构的钝角彼此背离设置，所述第二梁结构具有延伸于所述第一梁结构和所述第三梁结构连接端外部的延伸端，所述第一梁结构、所述第二梁结构和所述第三梁结构构成π形结构；

所述第二构架组件包括依次连接的第四梁结构、第五梁结构、第六梁结构以及稳定轮安装架，所述第六梁结构竖直设置，所述第四梁结构和所述第五梁结构与所述第六梁的上端部连接并且沿所述第六梁结构的轴向对称设置，所述第四梁结构、所述第五梁结构和所述第六梁结构构成y型结构，所述稳定轮安装架安装于所述第四梁结构和所述第五梁结构的下方，所述稳定轮安装架为板状结构用于固定所述稳定轮，两个所述稳定轮安装架沿所述第六梁结构的轴向对称设置；

所述第一梁结构、所述第二梁结构、所述第三梁结构、所述第四梁结构和所述第五梁结构共同构成容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述走行轮装置；

所述第三构架组件包括沿水平方向设置的第七梁结构，所述第七梁结构的长度方向与所述第一构架组件的长度方向正交设置。

在一些优选技术方案中，所述容纳空间垂直于行走轮轴向的中截面为五边形。

在一些优选技术方案中，所述第一构架组件、所述第二构架组件和所述第三构架组件一体成型设置。

在一些优选技术方案中，所述防倾摆系统包括空气弹簧组件和纵向梁；

所述空气弹簧组件包括两个分别垂向装设于所述第七梁结构端部的空气弹簧，所述空气弹簧上方设置有u型结构的纵向梁，所述纵向梁开口端朝向所述空气弹簧设置，所述第七梁结构通过所述纵向梁与车体连接。

在一些优选技术方案中，所述防倾摆系统还包括牵拉杆组件和防倾杆组件；

所述牵拉杆组件包括牵引拉杆，所述牵引拉杆一端装设于所述第七梁结构中部，另一端与车体连接，所述牵引拉杆用于传递所述悬挂式单轴转向架与车体之间的纵向牵引力；所述防倾杆组件包括两个沿行走方向对称设置的防倾杆，所述防倾杆包括一个水平设置的u形部，所述u形部的两端分别铰接有竖直设置的连接部，所述u形部的中间段通过两个固定部分别固定于所述第七梁结构底部宽度方向的两端，所述连接部的上端部与所述空气弹簧平齐并与所述纵向梁连接。

在一些优选技术方案中，两个所述防倾杆之间的间距小于两个所述空气弹簧之间的间距。

在一些优选技术方案中，所述防倾摆系统还包括两个对称设置的横向减振器，所述纵向梁中部还设置有横向减振器安装座，两个所述横向减振器一端安装于所述横向减振器安装座，另一端与所述第七梁结构连接，所述横向减振器倾斜设置，两个对称设置的所述横向减振器构成倒八字结构。

在一些优选技术方案中，所述防倾摆系统还包括纵向减振器，两个所述纵向减振器分别垂向固定安装在纵向梁的两端，用于提供垂向阻尼力。

在一些优选技术方案中，所述走行轮装置包括牵引制动机构，所述牵引制动机构包括牵引电机、齿轮箱、联轴器、制动盘和制动单元；

所述牵引电机通过所述联轴器与所述齿轮箱连接，所述齿轮箱的两个输出端分别与两个所述行走轮连接，所述牵引电机为所述齿轮箱提供动力进而驱动所述行走轮行走；

本申请第二方面提供一种悬挂式单轨作业车，包括上述技术方案中任一项所述的悬挂式单轴转向架和车体，所述悬挂式单轴转向架与所述车体连接。

本发明的悬挂式单轴转向架采用单轴的结构形式，通过防倾摆系统传递、平衡转向架与车体之间的纵向力，解决了传统单轴转向架驱动、制动时稳定性的问题。采用单轴转向架的结构，前后导向轮、稳定轮之间的纵向间距仅为传统悬挂式单轨车辆的一半，有利于转向架在小半径曲线时的转向及导向能力。此外，设置稳定轮在轨道梁行走板的下方，稳定轮与行走轮构成三角形结构，能够增强并平衡转向架行驶的稳定性的同时还能够提供导向，并且行走轮与稳定轮分别位于轨道梁上下同步转动，能够增大本申请转向架与轨道梁之间摩擦力，提高爬坡能力。此外，本申请利用空气弹簧的垂向特性，提高车辆系统的垂向运行平稳性；同时通过第一减振器和第二减振器增加阻尼力，以限制侧滚角度，保证转向架在运行时的平稳性，进而提高乘客的舒适度。更进一步地，本申请的防倾杆能够在列车出现前后摆动时扭转以提供回复原来位置的力矩，进而辅助车体回复到原来位置，提高列车在行驶时的安全性和舒适性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种实施例的悬挂式单轴转向架整体结构主视图；

图2为本发明第一种实施例中悬挂式单轴转向架的侧视图；

图3为本发明第二种实施例中悬挂式单轴转向架的侧视图；

图4为本发明第二种实施例中悬挂式单轴转向架的三维示意图；

图5为本发明一种实施例中纵向梁的结构示意图；

附图标记列表：

100-本体结构件；110-第一构架组件，120-第二构架组件，123-限位部；130-第三构架组件，131-弹性止挡部，132-悬吊轴，133-第七梁结构；140-容纳空间，150-行走轮，160-稳定轮，170-导向轮；200-纵向梁；300-空气弹簧；400-防倾杆；500-牵引拉杆；600-横向减振器；700-牵引制动机构。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

本发明的一种悬挂式单轴转向架，包括本体结构件，

走行轮装置，与所述本体结构件连接，所述走行轮装置包括行走轮，所述行走轮能够转动以带动悬挂式单轴转向架沿轨道梁行走；

导向轮组件，包括两组沿行走方向对称分布的导向轮组，所述导向轮组包括若干个沿所述本体结构件一侧均匀分布的导向轮，所述导向轮的轴线与所述行走轮的轴线正交设置，所述导向轮能够沿轨道梁侧壁滚动；

稳定轮组件，包括两组沿行走方向对称分布的稳定轮组，所述稳定轮组包括两个沿所述行走轮轴向对称设置的稳定轮，所述稳定轮组中的两个稳定轮之间的间距大于所述行走轮的直径，所述稳定轮设置于所述轨道梁行走板下方，所述稳定轮的轴线与所述行走轮的轴线平行设置；

防倾摆系统，所述防倾摆系统装设于所述本体结构件底部用于提高所述悬挂式单轴转向架运行时的平稳性。

为了更清晰地对本发明悬挂式单轴转向架进行说明，下面结合附图对本发明一种优选实施例进行展开详述。

作为本发明的一个优选实施例，本发明的悬挂式单轴转向架如图1所示，包括本体结构件100，

走行轮装置，与本体结构件100连接，走行轮装置包括一对横向设置的行走轮150，行走轮150能够转动以带动悬挂式单轴转向架沿轨道梁行走。

导向轮组件，包括两组沿行走方向对称分布的导向轮组，导向轮组包括若干个沿本体结构件100一侧均匀分布的导向轮170，导向轮170的轴线与行走轮150的轴线正交设置，导向轮170能够沿轨道梁侧壁滚动；

稳定轮组件，包括两组沿行走方向对称分布的稳定轮组，稳定轮组包括两个沿行走轮150轴向对称设置的稳定轮160，稳定轮组中的两个稳定轮160之间的间距大于行走轮150的直径，稳定轮160设置于轨道梁行走板下方，稳定轮160的轴线与行走轮150的轴线平行设置；优选地，本申请的同侧设置的稳定轮160与同侧的行走轮150构成三角形结构，能够增强并平衡转向架行驶的稳定性。

防倾摆系统，防倾摆系统装设于本体结构件100底部用于提高悬挂式单轴转向架运行时的平稳性。

具体而言，本申请的本体结构件100包括依次连接的第一构架组件110、第二构架组件120和第三构架组件130，第一构架组件110包括依次连接的第一梁结构、第二梁结构和第三梁结构，第二梁结构水平设置于第一梁结构和第三梁结构的上方，第一梁结构包括两个呈钝角设置的梁本体，第三梁结构为第一梁结构沿竖直方向的轴对称结构；第一梁结构和第三梁结构的钝角彼此背离设置，第二梁结构具有延伸于第一梁结构和第三梁结构连接端外部的延伸端，第一梁结构、第二梁结构和第三梁结构构成π形结构。更进一步地，第一梁结构和第三梁结构的延伸端用于安装导向轮170，导向轮170装设于靠近轨道梁行走板的一侧，优选地，导向轮170可沿第一梁结构和第三连接杆厚度方向间隔设置。优选地，本申请共包括八个导向轮，即每组导向轮组包括四个导向轮170，四个导向轮170中的两个间隔平行设置于第一梁结构的延伸端，两个间隔平行设置于第三梁结构的延伸端。

第二构架组件120包括依次连接的第四梁结构、第五梁结构、第六梁结构以及稳定轮安装架，第六梁结构竖直设置，第四梁结构和第五梁结构与第六梁的上端部连接并且沿第六梁结构的轴向对称设置，第四梁结构、第五梁结构和第六梁结构构成y型结构，稳定轮安装架安装于第四梁结构和第五梁结构的下方，稳定轮安装架为板状结构用于固定稳定轮160，两个稳定轮安装架沿第六梁结构的轴向对称设置。稳定轮160的旋转面与行走轮150的旋转面平行，本申请的同侧设置的稳定轮160与同侧的行走轮150构成三角形结构，能够增强并平衡转向架行驶的稳定性。

第一梁结构、第二梁结构、第三梁结构、第四梁结构和第五梁结构共同构成容纳空间140，容纳空间140用于容纳走行轮装置；容纳空间140垂直于行走轮150轴向的中截面为五边形。在另一些优选实施例中，第一梁结构和第三梁结构均为中空结构，第一梁结构或第三梁结构设置有电机安装座，电机安装座用于固定转向架行走轮150的牵引动力装置700，本申请的牵引动力装置700通过弹性节点安装于电机安装座以减少减震对牵引动力装置700内部元件的损失。

第三构架组件130包括沿水平方向设置的第七梁结构133和竖直设置于第七梁结构133中部上方的连接杆，第七梁结构的长度方向与第一构架组件110的长度方向正交设置。第七梁结构用于与车体连接的悬吊梁。即第七梁结构的长度方向与车体的宽度方向相同。

优选地，第一构架组件110、第二构架组件120和第三构架组件130一体成型设置，或者第一构架组件110与第二构架组件120固定连接，第三构架组件130与第二构架组件120铰接。

参阅图2，图2示意了本申请第一种实施例，即第二构架组件120与第三构架组件130固定连接。在该优选实施例中，第一构架组件、第二构架组件和第三构架组件固定连接且结构简单，极大程度地减少了横向尺寸，有效提升曲线通过能力的适应性，有利于转向架在小半径曲线时的转向及导向能力，且成本更低。

参阅图3，图3示意了本申请第二种实施例，即第二构架组件120与第三构架组件130铰接。在该优选实施例中，第三构架组件130与第二构架组件120通过悬吊轴132铰接，即第三构架组件能够绕悬吊轴132旋转。更进一步地，第二构架组件120的下端部设置有两个对称设置的限位部123，第三构架组件130的上端部，即第三连接杆的上端部对应地设置有与限位部123匹配的弹性止挡部131；当第三构架组件130绕其与第二构架组件120的铰接端旋转到极限位置时，限位部123与弹性止挡部131接触以对第三构架组件130限位。参阅附图2和3，本申请两个对称设置的限位部123构成八字形结构，弹性止挡部131与限位部123匹配，弹性止挡部131靠近限位部123的端面设置有若干个弹性元件，若干个弹性元件沿端面均匀设置。更优选地，由于竖向连接杆的外形为倾斜设置，因此，本申请在竖向连接杆的两侧设置抗横摆减振器，可起到抑制第三构架组件130的侧滚运动，并通过设置限位部来限制侧滚角度，保证转向架运行时的平稳性，增加乘客的舒适度。

更进一步地，本申请转向架还包括防倾摆系统，该防倾摆系统包括空气弹簧组件和纵向梁，空气弹簧组件包括两个分别垂向装设于第七梁结构端部的空气弹簧300，空气弹簧300上方设置有u型结构的纵向梁200，纵向梁200开口端朝向空气弹簧300设置，第七梁结构133通过纵向梁200与车体连接。

参阅图4，防倾摆系统还包括牵拉杆组件和防倾杆组件，牵拉杆组件包括牵引拉杆500，牵引拉杆500一端装设于第七梁结构133中部并与第七梁结构133铰接，另一端与车体铰接，其用于传递并平衡本申请悬挂式单轴转向架与车体之间的纵向牵引力。

防倾杆组件包括两个沿行走方向对称设置的防倾杆400，防倾杆400包括一个水平设置的u形部，u形部的两端分别铰接有竖直设置的连接部，u形部的中间段通过两个固定部分别固定于第七梁结构133底部宽度方向的两端，连接部的上端部与空气弹簧300平齐并与纵向梁200连接，两个防倾杆400之间的间距小于两个空气弹簧300之间的间距。本申请的防倾杆能够在车辆出现前后摆动时，当两端的连接部出现一上一下运动时，中间的u形部就会产生扭转，扭转会提供回复原来位置的力矩，进而有效辅助让车体回复到原来位置，提高列车在行驶时的安全性和舒适性。

更进一步地，防倾摆系统还包括两个对称设置的横向减振器600，纵向梁200中部还设置有横向减振器安装座，两个横向减振器600一端铰接安装于横向减振器安装座，另一端与第七梁结构133铰接，横向减振器600倾斜设置，两个对称设置的横向减振器600构成倒八字结构。该横向减振器600用于在出现摆动和回复原来位置过程中增加阻尼作用，增强乘客的乘车体验，使乘客更舒服。

具体地，参阅图5，本申请的纵向梁200为轴对称结构，其包括两个沿长度方向对称设置的第一固定部210，两个沿长度方向对称设置的第二固定部220，设置于纵向梁200中部的第三固定部230和第四固定部240，其中，第一固定部210用于固定车体，第二固定部220用于固定防倾杆400的上端部，第三固定部230用于固定横向减振器600的上端部，第四固定部240用于固定空气弹簧300的上端部。更优选地，本申请防倾摆系统还包括纵向减振器，其中，纵向减振器垂向固定安装在纵向梁200的两端，用于提供垂向阻尼力。

当第二构架组件120和第三构架组件130铰接时，防倾摆系统还包括抗横摆减振器，抗横摆减振器倾斜设置于第三构架组件130与第二构架组件120铰接端的下方，用于抑制第三构架组件130的侧滚运动。具体而言，即两个抗横摆减振器沿行走方向对称设置于第三构架组件130的连接杆两侧，可起到抑制第三构架组件130的侧滚运动，本申请还通过设置限位部来限制侧滚角度，保证转向架运行时的平稳性，增加乘客的舒适度。

本申请的走行轮装置包括牵引制动机构，所述牵引制动机构包括牵引电机、齿轮箱、联轴器、制动盘和制动单元；牵引电机通过联轴器与齿轮箱连接，齿轮箱的两个输出端分别与两个行走轮连接，牵引电机为齿轮箱提供动力进而驱动行走轮行走。

本申请第二方面提供一种悬挂式单轨作业车，包括上述实施例中任一项所述的悬挂式单轴转向架和车体，所述悬挂式单轴转向架与所述车体连接。所属技术领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体的工作过程及有关说明，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

上述本申请实施例中的技术方案中，至少具有如下的技术效果及优点：

本发明的悬挂式单轴转向架采用单轴的结构形式，通过防倾摆系统传递、平衡转向架与车体之间的纵向力，解决了传统单轴转向架驱动、制动时稳定性的问题。采用单轴转向架的结构，前后导向轮、稳定轮之间的纵向间距仅为传统悬挂式单轨车辆的一半，有利于转向架在小半径曲线时的转向及导向能力。此外，设置稳定轮在轨道梁行走板的下方，稳定轮与行走轮构成三角形结构，能够增强并平衡转向架行驶的稳定性的同时还能够提供导向，并且稳定轮与行走轮同步转动，增大本申请转向架与轨道梁之间摩擦力，提高爬坡能力。此外，本申请利用空气弹簧的垂向特性，提高车辆系统的垂向运行平稳性；同时通过第一减振器和第二减振器增加阻尼力，以限制侧滚角度，保证转向架在运行时的平稳性，进而提高乘客的舒适度。更进一步地，本申请的防倾杆能够在列车出现前后摆动时扭转以提供回复原来位置的力矩，进而辅助车体回复到原来位置，提高列车在行驶时的安全性和舒适性。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。