一种空轨铁路车辆系统的制作方法

1.本实用新型涉及交通运输领域，具体涉及一种空轨铁路车辆系统。


背景技术：

2.传统铁路通常采用单一铁路或多条平行铁路，每条铁路有助于在相同或相反方向上运行列车。这种系统通常采用被动转向机制，该机制依靠车辆车轮和每条铁路的一条或多条轨道之间的机械相互作用来控制车辆。
3.在传统的铁路中，轨道-车轮界面是一个锥形几何形状的钢轮，骑在一个具有不对称圆形工字梁轮廓的钢轨上。成型车轮和成型轨道之间的复杂动力学使得一个细车轮能够停留在一个细的轨道上。车轮和轨道之间的摩擦会导致严重磨损，从而导致频繁的维修和/或更换关键部件。
4.悬挂式空轨造价低，占用空间少，运输安全性好，没有脱轨的危险，在城市交通及旅游交通中有广阔运用空间。现有的空轨铁路采用的转向架一般为平直的刚性体，并在两侧采用带有转向的驱动轮进行驱动，使悬挂在转向架底部的车辆行进。但是转向架下方悬挂的车辆重量大，长期使用容易导致转向架变形弯曲，容易影响车辆正常行驶，变形较大是还存在安全隐患。


技术实现要素：

5.基于以上问题，本实用新型提供一种空轨铁路车辆系统，通过设置于转向架侧壁的驱动轮与l形支撑轨竖向内壁齿条啮合提供动力，带动转向架和车体行进，规避车体与轨道接触时因被动导向而产生磨损的问题；同时利用弹簧一和导向轮的伸缩机构进行导向和减震，从而保证车体安全、平稳地行驶。
6.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种空轨铁路车辆系统，包括架设于地面上方的轨道，轨道通过多个垂直安装于地面的支撑杆支撑固定，支撑杆沿轨道延伸方向间隔布置；轨道包括位于底部的两个对向设置的l形支撑轨，两个l形支撑轨之间设置有转向架；转向架的两侧设置有用于支撑转向架在两l形支撑轨内行驶的滚轮；两个l形支撑轨的竖向内壁沿轨道延伸方向设置有齿条，转向架一端的两侧设置有凹槽，凹槽内插设有伸缩杆，伸缩杆与凹槽底部之间设置有弹簧一；伸缩杆远端转动连接有驱动轮，两侧驱动轮分别与对应的l形支撑轨竖向内壁上的齿条相啮合；转向架的另一端两侧均通过伸缩机构转动连接有导向轮，导向轮分别与对应的l形支撑轨竖向内壁相抵触；转向架底部设置有连接杆，连接杆远端由两个l形支撑轨之间的间隙穿出至轨道下方，位于轨道下方的连接杆端头连接有车体。
8.进一步地，两个驱动轮均由固定于伸缩杆远端的电机驱动旋转。
9.进一步地，伸缩机构包括固定于转向架端头侧壁的导向筒，导向筒朝向l形支撑轨竖向内壁，导向筒内插设有传力杆，导向轮转动连接于传力杆远端，导向筒内安装有介于传力杆与导向筒底部之间的弹簧二。
10.进一步地，轨道包括直线段和转弯段，转弯段为弧形结构，转向架的长度与轨道转弯段的水平曲率相适应。
11.进一步地，还包括控制器和设置于转向架上的传感器，控制器分别与传感器和驱动轮通信连接，传感器用于收集环境和轨道路况信息并将感测到的信息提供给控制器，控制器用于接收传感器传递的信息并并控制驱动轮执行转动动作。
12.进一步地，控制器还包括gps定位模块，控制器通过通信模块与远程控制终端通信连接，远程控制终端包括中央处理器、储存器和显示器。
13.进一步地，轨道在l形支撑轨的上方位置设置为中空结构。
14.进一步地，转向架上还设置有刹车机构，刹车机构的刹车片安装在滚轮上。
15.进一步地，支撑杆顶部的轨道数量为两条，两条轨道平行设置于支撑杆的两侧，每条轨道上分别通过转向架连接有多个运行方向相反的车体。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置于转向架侧壁的驱动轮与l形支撑轨竖向内壁齿条啮合提供动力，带动转向架和车体行进，规避车体与轨道接触时因被动导向而产生磨损的问题；同时利用弹簧一和导向轮的伸缩机构进行导向和减震，从而保证车体安全、平稳地行驶。
附图说明
17.图1为实施例中空轨铁路车辆系统的结构示意图；
18.图2为图1中剖面a-a的结构示意图；
19.图3为图1中局部b的放大结构示意图；
20.图4为实施例中转向架在l形支撑轨上的安装示意图；
21.图5为图4中局部c的放大结构示意图；
22.图6为实施例中轨道的转弯段的立体结构图；
23.图7为实施例中控制器、中央处理器、传感器的结构框图；
24.其中：1、轨道；2、支撑杆；3、l形支撑轨；4、转向架；5、滚轮；6、齿条；7、凹槽；8、伸缩杆；9、弹簧一；10、驱动轮；11、导向轮；12、连接杆；13、车体；14、电机；15、导向筒；16、传力杆；17、弹簧二；18、传感器；19、刹车片；20、控制器；21、gps定位模块；22、通信模块；23、远程控制终端；24、中央处理器；25、储存器；26、显示器。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
26.实施例：
27.参见图1-7，一种空轨铁路车辆系统，包括架设于地面上方的轨道1，轨道1通过多个垂直安装于地面的支撑杆2支撑固定，支撑杆2沿轨道1延伸方向间隔布置；轨道1包括位于底部的两个对向设置的l形支撑轨3，两个l形支撑轨3之间设置有转向架4；转向架4的两侧设置有用于支撑转向架4在两l形支撑轨3内行驶的滚轮5；两个l形支撑轨3的竖向内壁沿轨道1延伸方向设置有齿条6，转向架4一端的两侧设置有凹槽7，凹槽7内插设有伸缩杆8，伸
缩杆8与凹槽7底部之间设置有弹簧一9；伸缩杆8远端转动连接有驱动轮10，两侧驱动轮10分别与对应的l形支撑轨3竖向内壁上的齿条6相啮合；转向架4的另一端两侧均通过伸缩机构转动连接有导向轮11，导向轮11分别与对应的l形支撑轨3竖向内壁相抵触；转向架4底部设置有连接杆12，连接杆12远端由两个l形支撑轨3之间的间隙穿出至轨道1下方，位于轨道1下方的连接杆12端头连接有车体13。
28.在本实施例中，车体13通过连接杆12固定于转向架4的底部，转向架4通过形支撑轨安装在悬空的轨道1内；需要控制车体13行进时，转向架4一端头两侧的驱动轮10旋转，因驱动轮10与l形支撑轨3竖向内壁齿条6啮合，在驱动轮10的旋转过程中提供转向架4前进的动力，带动转向架4两侧的滚轮5在l形支撑架内移动，从而车体13沿着轨道1延伸方向移动。采用驱动轮10提供动力，滚轮5转动使转向架4在l形支撑轨3内进行移动时，转向架4的转向为主动转向，规避了现有常规铁路系统采用铺地轨道1时需要铁轨对车轮产生反作用力进行被动导向的问题，这种系统通常更易于维护和修复，并且各组件之间的接触更少，大大减少或消除车辆部件和轨道1部件之间的磨损，从而降低维护、停机维修成本。同时转向架4另一端两侧通过伸缩机构可伸缩安装有与l形支撑轨3内侧竖向内壁相抵触的导向轮11，可以减少车辆在行进或转向过程中与l形支撑轨3的接触面积，导向轮11起到定位导向的作用；而且转向架4带动车体13移动时，也会使转向架4产生一定的摇摆和震动，通过伸缩杆8处的弹簧一9和导向轮11的伸缩机构可以起到减震的作用，进一步保证了车体13的平稳行驶。凹槽7设置在转向架4两侧端头位置，不会对转向架4的整体强度和刚度产生较大影响。
29.本实施例中的两个驱动轮10均由固定于伸缩杆8远端的电机14驱动旋转，为转向架4带动车体13的行进提供动力。
30.本实施例中的伸缩机构包括固定于转向架4端头侧壁的导向筒15，导向筒15朝向l形支撑轨3竖向内壁，导向筒15内插设有传力杆16，导向轮11转动连接于传力杆16远端，导向筒15内安装有介于传力杆16与导向筒15底部之间的弹簧二17，通过导向筒15、传力杆16和弹簧二17实现导向轮11的导向和减震作用。
31.轨道1包括直线段和转弯段，转弯段为弧形结构，转向架4的长度与轨道1转弯段的水平曲率相适应。轨道1在转弯段内为水平弯曲的轨道1，实现车体13行进导向；同时，转向架4的长度与转弯段的水平曲率相适应，能够保证转向架4在转弯段能够正常穿过，且转向架4不会因为长度过长而卡在转弯段内，保证车体13的正常行驶。
32.还包括控制器20和设置于转向架4上的传感器18，控制器20分别与传感器18和驱动轮10通信连接，传感器18用于收集环境和轨道1路况信息并将感测到的信息提供给控制器20，控制器20用于接收传感器18传递的信息并并控制驱动轮10执行转动动作。本实施例中通过传感器18感知环境和轨道1路况信息并将感测到的信息提供给控制器20，控制器20接收传感器18传递的信息并并控制驱动轮10执行转动动作，实现车体13的自动化控制；本实施例中是通过控制器20控制电机14的正反转实现的驱动控制；而转向架4的转向，则是由l形支撑轨3竖向内壁给驱动轮10和导向轮11的反作用力实现转向架4行进方向的调节。传感器18可以包括用于向控制器20提供间距信息的雷达或激光测距仪、用于感测关于轨道1延伸信息的前视传感器18(如摄相机、激光测距仪、雷达或其他合适的系统)或任何其他预期的传感器18。控制器20通过接收相关信息，并进行分析计算，向驱动轮10发出控制信息，控制控制转向架4以适宜的行进速度在l形支撑轨3内行进，以避免碰撞。
33.控制器20还包括gps定位模块21，控制器20通过通信模块22与远程控制终端23通信连接，远程控制终端23包括中央处理器24、储存器25和显示器26。多个车体13上的控制器20中的gps定位模块21通过控制器20的通信模块22将车体13的位置信息实时传递至远程控制终端23，远程控制终端23接收多个车体13传递的位置信息，计算并通过显示器26显示各个车体13的位置和行进速度，进行统一调度，便于及时处理应急事件。
34.本实用新型所用控制器20、传感器18、gps定位模块21、通信模块22、远程控制终端23、中央处理器24、储存器25和显示器26等电气元件设备均为现有常规电器元件设备，其均可在市场上直接购买使用，并且控制器20、传感器18、gps定位模块21、通信模块22、远程控制终端23、中央处理器24、储存器25和显示器26等电气元件设备的结构、电路、以及控制和工作原理等均为现有常规技术，因此，关于控制器20、传感器18、gps定位模块21、通信模块22、远程控制终端23、中央处理器24、储存器25和显示器26等电气元件设备的结构、电路、以及控制和工作原理等在此不赘述。
35.本实施例中的轨道1在l形支撑轨3的上方位置设置为中空结构，中空结构的轨道1在满足轨道1抗弯性能的条件下，还可以减轻轨道1的重量，节约轨道1材料成本及建设成本。
36.转向架4上还设置有刹车机构，刹车机构的刹车片19安装在滚轮5上，当需要车体13停止行进时，停止驱动轮10为转向架4提供行进动力，然后控制刹车机构使刹车片19夹紧滚轮5，实现车体13制动。
37.支撑杆2顶部的轨道1数量为两条，两条轨道1平行设置于支撑杆2的两侧，每条轨道1上分别通过转向架4连接有多个运行方向相反的车体13。通过两条并行的轨道1设置，实现双轨反向运行。
38.如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。