交通运输状态变换单元的制作方法

1.本发明属于轨道车辆技术领域，更具体地说，是涉及一种交通运输状态变换单元。


背景技术：

2.随着轨道交通的不断发展，轨道车辆在运载领域承担了越来越重要的角色，轨道车辆的型号、制式和服务对象正在逐步扩充以满足用户的各种需求。当前，城市地上轨道交通形式主要为跨坐式或悬挂式轨道车辆，因其独立的路权特点，存在专用轨道占地面积大的问题，无法实现跨坐式与悬挂式交通的有效结合，不能针对实际路面空间状况进行不同方式的选择，难以最大化利用地上空间，进而难以实现低成本、大运量、高效率的交通模式。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种交通运输状态变换单元，能够针对实际路面情况进行跨坐式和悬挂式两种方式的有效结合，实现低成本、大运量、高效率的交通模式。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种交通运输状态变换单元，设置于跨坐式导轨和悬挂式导轨之间，包括：
5.轨道组，逐渐向上或向下弧形倾斜延伸，轨道组包括两个平行设置的外导轨以及两个平行设置的内导轨，两个外导轨和两个内导轨一一对应设置，在垂直于车辆行进方向的端面上，轨道组的投影为半圆环形、且外导轨位于内导轨的外圈；
6.旋转机构，端部转动连接有客室车体，旋转机构与客室车体同轴设置、且能够相对周向转动；
7.行走轮组，设置于旋转机构上，行走轮组包括轮轴、两个固定连接于轮轴外端的外轮体以及两个转动连接于轮轴上的内轮体，外轮体与外导轨滚动配合，内轮体与内导轨滚动配合，外轮体与内轮体的线速度相等且旋转方向相反。
8.在一种可能的实现方式中，轮轴连接有旋转驱动件，内轮体与外轮体之间通过传动组件相连，传动组件用于在外轮体的作用下带动内轮体反向旋转、以使旋转机构完成跨坐式运行与悬挂式运行之间的切换。
9.在一种可能的实现方式中，传动组件包括：
10.外锥齿轮，固定连接于外轮体的内端面上、且与外轮体同轴设置；
11.内锥齿轮，固定连接于内轮体的外端面上、且与内轮体同轴设置；
12.转换齿轮，设置于外轮体与内轮体之间，且分别与外锥齿轮和内锥齿轮相啮合，转换齿轮能够在外锥齿轮的作用下带动内锥齿轮转动。
13.在一种可能的实现方式中，外导轨上设有内凹设置、且用于限位外轮体的外圈的第一限位槽，内导轨上设有内凹设置、且用于限位内轮体的外圈的第二限位槽；
14.在第一限位槽和第二限位槽的限位作用下，旋转机构能够悬挂于轨道组的侧部或下方。
15.在一种可能的实现方式中，客室车体设有两个，且对称位于旋转机构轴向的两端，
客室车体的底部设有配重组件，配重组件的中心位于客室车体的中轴下方。
16.在一种可能的实现方式中，客室车体的顶面向远离旋转机构的一侧下方倾斜延伸，客室车体的横截面的截面积自上而下逐渐变大。
17.一些实施例中，两个客室车体通过轴向贯穿旋转机构设置的连接套筒相连，连接套筒的外周与旋转机构的内壁之间设有若干个降阻组件，若干个降阻组件沿旋转机构的轴向间隔排布。
18.在一种可能的实现方式中，旋转机构的内壁上设有周向延伸的第一嵌装槽，连接套筒的外壁上设有周向延伸、且与第一嵌装槽内外对应的第二嵌装槽，第一嵌装槽和第二嵌装槽围合成容置空间，降阻组件包括：
19.滚珠箍，套设于连接套筒的外周，且位于容置空间内，滚珠箍上设有周向间隔排布的若干个嵌装孔；
20.若干个滚珠，分别与嵌装孔一一对应设置、且嵌装于嵌装孔内，滚珠与旋转机构的内壁及连接套筒的外壁分别转动配合。
21.一些实施例中，旋转机构的两侧壁上设有水平贯穿的进出口，连接套筒的周壁上设有用于与进出口对正贯通的门体；
22.在旋转机构处于正立以及倒挂状态时，门体能够打开并与进出口水平对应并贯通。
23.一些实施例中，旋转机构具有用于安装行走轮组的安装平面，进出口设有两个，且分别靠近安装平面的两侧边缘设置。
24.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，本技术实施例提供的交通运输状态变换单元，在轨道组的外导轨和内导轨的共同引导作用下，行走轮组在旋转驱动件的驱动作用下带动旋转机构相对客室车体发生周向旋转，客室车体始终保持固定的正立状态，旋转机构周向旋转以配合轨道组改变行走轮组的位置，实现车辆在跨坐式运行与悬挂式运行之间的相互切换，便于针对不同的地上空间状况进行轨道交通系统的设置，实现了低成本、大运量、高效率的交通模式。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例提供的交通运输状态变换单元的结构示意图；
27.图2为本发明实施例图1中ⅰ的局部放大结构示意图；
28.图3为本发明实施例图1中局部结构另一个角度的放大结构示意图；
29.图4为本发明实施例图3再一个角度的结构示意图；
30.图5为本发明实施例提供的轨道组的左视结构示意图；
31.图6为本发明实施例图5中ⅱ的局部放大结构示意图；
32.图7为本发明实施例提供的行走轮组的放大结构示意图；
33.图8为本发明实施例图1中行走轮组的剖视结构示意图；
34.图9为本发明实施例图8中ⅲ的局部放大结构示意图；
35.图10为本发明实施例图1中旋转机构的放大结构示意图；
36.图11为本发明实施例图10中旋转机构的右视结构示意图；
37.图12为本发明实施例图2中客室车体、连接套筒以及降阻组件的结构示意图；
38.图13为本发明实施例12中ⅳ的局部放大结构示意图；
39.图14为本发明实施例提供的车辆处于跨坐式运行状态的结构示意图；
40.图15为本发明实施例提供的车辆处于跨坐式运行和悬挂式运行之间切换状态的结构示意图；
41.图16为本发明实施例提供的车辆处于悬挂式运行状态的结构示意图。
42.其中，图中各附图标记：
43.1、轨道组；11、外导轨；12、内导轨；13、第一限位槽；14、第二限位槽；2、旋转机构；21、安装平面；22、第一嵌装槽；23、进出口；3、客室车体；31、连接套筒；32、门体；33、第二嵌装槽；4、行走轮组；41、轮轴；42、外轮体；43、内轮体；5、传动组件；51、外锥齿轮；52、内锥齿轮；53、转换齿轮；6、降阻组件；61、滚珠箍；62、滚珠。
具体实施方式
44.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.请一并参阅图1至图16，现对本发明提供的交通运输状态变换单元进行说明。交通运输状态变换单元，设置于跨坐式导轨和悬挂式导轨之间，交通运输状态变换单元包括轨道组1、旋转机构2以及行走轮组4，轨道组1逐渐向上或向下弧形倾斜延伸，轨道组1包括两个平行设置的外导轨11以及两个平行设置的内导轨12，两个外导轨11和两个内导轨12一一对应设置，在垂直于车辆行进方向的端面上，轨道组1的投影为半圆环形、且外导轨11位于内导轨12的外圈；旋转机构2的端部转动连接有客室车体3，旋转机构2与客室车体3同轴设置、且能够相对周向转动；行走轮组4设置于旋转机构2上，行走轮组4包括轮轴41、两个固定连接于轮轴41外端的外轮体42以及两个转动连接于轮轴41上的内轮体43，外轮体42与外导轨11滚动配合，内轮体43与内导轨12滚动配合，外轮体42与内轮体43的线速度相等且旋转方向相反。
47.本实施例提供的交通运输状态变换单元，与现有技术相比，本实施例提供的交通运输状态变换单元，在轨道组1的外导轨11和内导轨12的共同引导作用下，行走轮组4在旋
转驱动件的驱动作用下带动旋转机构2相对客室车体3发生周向旋转，客室车体3始终保持固定的正立状态，旋转机构2周向旋转以配合轨道组1改变行走轮组4的位置，实现车辆在跨坐式运行与悬挂式运行之间的相互切换，便于针对不同的地上空间状况进行轨道交通系统的设置，实现了低成本、大运量、高效率的交通模式。
48.车辆在运行时，车辆的轮体处于车辆的下方，车辆处于轨道上方的运行方式为跨坐式运行状态；车辆的轮体处于车辆的上方，车辆吊装于轨道下方的运行方式为悬挂式运行状态。
49.本实施例中，采用旋转机构2和客室车体3结合的方式实现跨坐式和悬挂式运行状态之间的有效切换，旋转机构2在轨道组1内行进的过程中，能够不间断地向前行驶，不但降低了建设过程中的制造施工成本，而且提升了有限城市空间的利用率和运输的多样性，适用于多种城市运营条件。
50.轨道组1采用内导轨12和外导轨11结合的形式，内轮体43能够与内导轨12滚动配合，外轮体42能够与外导轨11滚动配合，旋转机构2在跨座式与悬挂式两种状态之间切换的过程中，内轮体43与内导轨12配合作用，同时外轮体42也与外导轨11配合作用。
51.具体的，旋转机构2从跨坐式运行且换至悬挂式运行的过程中，起初依靠外轮体42与外导轨11滚动配合带动旋转机构2增进，之后随着轨道组1高度的抬升，内轮体43与内导轨12逐渐接触并滚动配合，直至旋转机构2周向旋转90
°
后，内轮体43与外轮体42共同作用，之后外轮体42与外导轨11之间的配合作用逐渐弱化，直至旋转机构2周向旋转180
°
、处于悬挂式运行状态时，完全依靠内轮体43与内导轨12的配合作用实现对车辆的驱动作用。
52.旋转机构2悬挂式运行切换至跨坐式运行的过程中，起初依靠内轮体43与内导轨12滚动配合带动旋转机构2增进，之后随着轨道组1高度的抬升，外轮体42与外导轨11逐渐接触并滚动配合，直至旋转机构2周向旋转90
°
后，内轮体43与外轮体42共同作用，之后内轮体43与内导轨12之间的配合作用逐渐弱化，直至旋转机构2周向旋转180
°
、处于跨坐式运行状态时，完全依靠外轮体42与外导轨11的配合作用实现对车辆的驱动作用。
53.在一种可能的实现方式中，轮轴41连接有旋转驱动件44，内轮体43与外轮体42之间通过传动组件5相连，传动组件5用于在外轮体42的作用下带动内轮体43反向旋转、以使旋转机构2完成跨坐式运行与悬挂式运行之间的切换。
54.车辆行驶过程中，可利用两个电机分别对内轮体43和外轮体42进行旋转驱动，保证二者的旋转方向相反，线速度相等即可。
55.本实施例中，利用旋转驱动件44驱动轮轴41旋转，与轮轴41固定连接的两个外轮体42和同步转动，利用设置在外轮体42和内轮体43之间的传动组件5实现外轮体42对内轮体43的驱动作用。
56.传动组件5不仅要满足动力传递的要求，还应满足内轮体43转动方向调整的要求，使得外轮体42和内轮体43具有同步向前驱动旋转机构2的效果。
57.一些可能的实现方式中，上述特征传动组件5采用如图7至图9所示结构。参见图7至图9，传动组件5包括外锥齿轮51、内锥齿轮52以及转换齿轮53，外锥齿轮51固定连接于外轮体42的内端面上、且与外轮体42同轴设置；内锥齿轮52固定连接于内轮体43的外端面上、且与内轮体43同轴设置；转换齿轮53设置于外轮体42与内轮体43之间，且分别与外锥齿轮51和内锥齿轮52相啮合，转换齿轮53能够在外锥齿轮51的作用下带动内锥齿轮52转动。
58.本实施例中，旋转驱动件直接驱动轮轴41旋转，轮轴41带动外轮体42转动，同时借助传动组件5对内轮体43进行带动，并使内轮体43和外轮体42的线速度相等，转动方向相反，在内轮体43与内导轨12滚动配合、且外轮体42与外导轨11滚动配合的状态下，旋转机构2能够沿轨道组1稳定行进。具体的，内轮体43的外径小于外轮体42的外径，内轮体43的转速应大于外轮体42的转速以保证内轮体43和外轮体42具有相同的线速度。
59.具体的，传动组件5采用外齿轮、内齿轮和转换齿轮53相结合的形式，外齿轮固定连接在外轮体42的内端面上，内齿轮固定连接在内齿轮的外端面上，外齿轮通过转换齿轮53将动力传递给内齿轮，以便带动内轮体43转动，实现对旋转机构2的驱动作用。
60.车辆处于跨坐式运行状态时，外轮体42带动旋转机构2沿轨道组1行进；在车辆从跨坐式运行状态向悬挂式运行状态切换的过程中，外轮体42与内轮体43同时作用，且内轮体43的驱动作用逐渐增强，外轮体42的驱动作用逐渐减弱；车辆处于悬挂式运行状态时，内轮体43带动旋转机构2沿轨道组1行进。
61.一些可能的实现方式中，上述特征外导轨11及内导轨12采用如图1至图6所示结构。参见图1至图6，外导轨11上设有内凹设置、且用于限位外轮体42的外圈的第一限位槽13，内导轨12上设有内凹设置、且用于限位内轮体43的外圈的第二限位槽14；
62.在第一限位槽13和第二限位槽14的限位作用下，旋转机构2能够悬挂于轨道组1的侧部或下方。
63.本实施例中，当车辆处于跨坐式运行状态时，外轮体42被可靠地限位在外导轨11的第一限位槽13内，当旋转机构2旋转90
°
后，利用第一限位槽13对外轮体42的限位作用结合第二限位槽14对内轮体43的限位作用，实现旋转机构2以及客室车体3稳定地悬挂在轨道组1侧部的效果，保证旋转机构2运行状态的有序切换。
64.具体的，第一限位槽13的内腔宽度与外轮体42的宽度一致，第二限位槽14的内腔宽度与内轮体43的宽度一致。外导轨11在自下而上螺旋倾斜延伸的过程中，第一限位槽13逐渐从开口向上切换为开口向下，内导轨12在自下而上螺旋倾斜延伸的过程中，第二限位槽14逐渐从开口向下切换为开口向上，旋转机构2处于悬挂式运行状态时，内轮体43位于内导轨12的上方，内轮体43滚动连接在第二限位槽14的上方。
65.一些可能的实现方式中，上述特征客室车体3采用如图3和图4所示结构。参见图3和图4，客室车体3设有两个，且对称位于旋转机构2轴向的两端，客室车体3的底部设有配重组件，配重组件的中心位于客室车体3的中轴下方。
66.本实施例中，为了保证旋转机构2两端承受的重力一致，具有良好的对称性，在旋转机构2的两端分别设有一节客室车体3，该结构能够增大乘客的承载量。当旋转机构2沿轨道组1运行发生周向旋转时，为了使客室车体3保持正立状态，在客室车体3的底部设置了配重组件，使客室车体3的下部受到重力作用始终保持在靠下的位置，提高乘客乘坐的舒适性。
67.一些可能的实现方式中，上述特征客室车体3采用如图3和图4所示结构。参见图3和图4，客室车体3的顶面向远离旋转机构2的一侧下方倾斜延伸，客室车体3的横截面的截面积自上而下逐渐变大。客室车体3的顶面向远离旋转机构2的一侧下方倾斜延伸，可以有效降低行进过程中的风阻，同时客室车体3下部截面积逐渐变大，便于辅助增强旋转机构2底部的重力效果，避免客室车体3跟随旋转机构2同步转动，保持客室车体3的正向稳定。
68.在一些实施例中，上述特征客室车体3可以采用如图12所示结构。参见图12，两个客室车体3通过轴向贯穿旋转机构2设置的连接套筒31相连，连接套筒31的外周与旋转机构2的内壁之间设有若干个降阻组件6，若干个降阻组件6沿旋转机构2的轴向间隔排布。
69.本实施例中，两个客室车体3通过转连接套筒31相连，使两个客室车体3保证同一的整体状态。降阻组件6用于减小客室车体3与旋转机构2之间的摩擦阻力，在连接套筒31的外周与旋转机构2的内壁之间设置多组降阻组件6，可避免连接套筒31和旋转机构2之间发生摩擦，避免旋转机构2的转动影响客室本体的稳定性。
70.一些可能的实现方式中，上述特征客室车体3及旋转机构2采用如图10、图12和图13所示结构。参见图10、图12和图13，旋转机构2的内壁上设有周向延伸的第一嵌装槽22，连接套筒31的外壁上设有周向延伸、且与第一嵌装槽22内外对应的第二嵌装槽33，第一嵌装槽22和第二嵌装槽33围合成容置空间，降阻组件6包括滚珠箍61以及若干个滚珠62，滚珠箍61套设于连接套筒31的外周，且位于容置空间内，滚珠箍61上设有周向间隔排布的若干个嵌装孔；若干个滚珠62分别与嵌装孔一一对应设置、且嵌装于嵌装孔内，滚珠62与旋转机构2的内壁及连接套筒31的外壁分别转动配合。
71.本实施例中，降阻组件6用于减小连接套筒31和旋转机构2之间的摩擦阻力。连接套筒31的外周壁上设有周向延伸成封闭环状的第一嵌装槽22，旋转机构2的内周壁上设有周向延伸成封闭环状的第二嵌装槽33，第一嵌装槽22和第二嵌装槽33围合成用于容纳滚珠箍61以及滚珠62的容置空间。
72.滚珠箍61上设置了能够容纳并限位滚珠62的嵌装孔，滚珠62安装在嵌装孔内，滚珠62的外周壁能够与第一嵌装槽22和第二嵌装槽33的底壁滚动配合，减小旋转机构2与连接套筒31之间相对旋转过程中的摩擦力，使车体能够稳定的保持正立的状态，便于提高乘客的乘车体验。
73.在一些实施例中，上述特征旋转机构2可以采用如图10和图12所示结构。参见图10和图12，旋转机构2的两侧壁上设有水平贯穿的进出口23，连接套筒31的周壁上设有用于与进出口23对正贯通的门体32；在旋转机构2处于正立以及倒挂状态时，门体32能够打开并与进出口23水平对应并贯通。
74.本实施例中，在旋转机构2的侧壁上设置了进出口23，连接套筒31上设置了能够启闭的门体32。当门体32与进出口23内外对应时，可打开门体32供乘客上下车使用。具体的，当旋转机构2处于正立或悬挂的两个极限状态时，进出口23能够与连接套筒31上的门体32内外对应，实现乘客的上下车要求。
75.在一些实施例中，上述特征旋转机构2可以采用如图11和图16所示结构。参见图11和图16，旋转机构2具有用于安装行走轮组4的安装平面21，进出口23设有两个，且分别靠近安装平面21的两侧边缘设置。
76.本实施例中，为了保证行走轮组4与轨道组1的可靠配合，在旋转机构2上设置了用于安装行走轮轮组的安装平面21，安装平面21为平面结构，实现车轮的可靠安装。旋转机构2远离安装平面21的部位则采用弧形结构，既能减少材料耗用，满足轻量化设计要求，又能避免旋转机构2与其他部件之间发生位置干涉，提高了旋转动作的顺畅性，同时还能降低旋转机构2行进过程中的风阻。
77.在此基础上，进出口23设置在靠近安装平面21两侧边缘的位置，便于保证进出口
23的开设高度，满足乘客上下车的需求。
78.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。