专利名称：一种将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于交通运输技术领域，涉及一种行车的改造装置及其方法，以使普通轮胎式车辆转入轨道平台上行驶。
背景技术：
在先公开的中国发明专利“索轨高架及其专用轨道行车”(
公开日:2011年I月5日，申请号=201010254005.9，申请日:2010年08月16日)，该发明抛弃常规的交通运输平台，对现有技术公开了一种全新的索轨高架(“弦索空中轨道平台高架”的简称)，结合了轨道交通、预应力拉索技术，并抛弃常规支撑受力平台概念，直接利用“索+轨道”的受力体系作为承载平台。针对上述空中轨道结构的发明，需要配套相应的特制用车。然而，研制专用空中轨道用车时间周期长，成本高。如果直接对现有车辆进行改造，甚至只是添加相应的专用装置，实现在该空中轨道上行驶，其经济意义是明显的。鉴于空中轨道的结构采用的钢轨作为车轮承载面，因此，类似原理可推广适应于具有钢轨的其它所有轨道交通。这对于已有的火车轨道线路中，尤其是那些淘汰的火车线路来讲，将重新获得生命力。而且，受荷载降低，汽车的灵活性，使这些淘汰的火车线路重新投入使用的成本十分低廉。同时，对于那些需要检测专用车对地铁、轻轨、铁路等进行检测的线路，不需要再重新定制车辆，采用现有车辆即可快捷实现。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、使用范围广的将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法及装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法，其特征在于，在车前方和后方分别安置两套由带车轮的主轴及固定支架组成的结构单元，通过该结构单元对整个车辆在轨道平台上行驶进行导向和限位，使汽车轮胎与轨道踏面有效接触并使车轮始终沿轨道方向前进，使普通轮胎式汽车接入轨道平台的交通系统内。车前方和后方的两套结构单元通过纵向连接构件连接成整体，结构单元的固定支架和纵向连接构件与汽车固定连接。一种将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，该装置包括前后放置的两个结构单元，所述的结构单元包括带两个车轮的主轴及固定支架，所述的车轮为带有轮缘的钢轮，所述的固定支架包括水平连杆、竖杆和斜杆，所述水平连杆与主轴连接，所述竖杆的下端与水平连杆连接，竖杆的上端与汽车底盘受力构件连接，所述斜杆与主轴、水平连杆同时连接。所述的装置还包括纵向连接构件，所述的纵向连接构件为一纵向连杆，前后放置的结构单元通过该纵向连杆连接，纵向连杆与主轴连接，同时纵向连杆通过若干竖向连杆与车体连接。所述的纵向连杆与主轴之间采用固结、铰接或轴承式连接。所述的纵向连接构件包括左右对称布置的两根纵向连杆，两根纵向连杆间的间距Lt将受其与车体连接点的位置选择有关，各纵向连杆与结构单元以及车体之间的连接点采用铰接点形式连接，以减小因前后结构单元的变形对车体的作用力。所述的装置为整体式结构，其中:所述的水平连杆与主轴铰接固定，所述的竖杆的下端与水平连杆铰接固定，竖杆的上端与汽车底盘受力构件完全固结，所述斜杆与主轴、水平连杆同时铰接固定，所述的斜杆进行避震功能处理。所述的装置为拼装式结构，其中:所述的纵向连接构件的纵向连杆在中间设有铰接连接点；前后结构单元的主轴中间断开设置连接点，该连接点在安装完成后固定，或采用套筒形式进行左右两部分固定连接。所述的结构单元的固定支架中水平连杆、竖杆和斜杆采用带避震功能的整体曲线型连杆替代。与现有技术相比，本发明使现有轮胎汽车能行驶在铁路、轻轨、空中轨道等轨道结构上的实现方法，以及提供了实施该方法配套的机构装置。其目的是利用既有轮胎式的汽车通过改造使其能适应在申请号201010254005.9公开的新型索轨轨道结构的平台或其他既有轨道平台上行驶，推广实施可节省特制车辆研制时间和成本，将现有普通的轮胎式汽车接入轨道平台的交通系统内，具有巨大的经济意义和社会意义。本发明实现将既有轮胎式汽车改装后行驶在轨道形式的平台上，轨道平台包括铁路、轻轨、地铁或其他轨道形式。通过本发明方法改装后的轮胎式车辆不仅可用于索轨高架的专用车辆，同样也能用于铁路、地铁、轻轨及其他轨道上的专用车辆，由本发明将现有普通的轮胎式汽车接入轨道平台的交通系统内。本发明改造车辆对象包括普通的小汽车、客车、公交车以及大货车等各种轮胎式车辆。
图1a为本发明结构平面图；图1b为本发明装置与汽车相对位置及安装位置不意图；图2a为本发明实施例1三角架式结构侧视图；图2b为本发明实施例1三角架式结构前视图；图2c为本发明实施例1装置与汽车相对位置及安装位置侧视图；图2d为本发明实施例1装置与汽车相对位置及安装位置前视图；图3a为本发明实施例2曲杆式结构侧视图；图3b为本发明实施例2曲杆式结构前视图；图3c为本发明实施例2装置与汽车相对位置及安装位置侧视图；图3d为本发明实施例2装置与汽车相对位置及安装位置前视图；图4a为本发明实施例3拼装式形式侧视图；图4b为本发明实施例3拼装式形式前视图；图4c为本发明实施例3装置与汽车相对位置及安装位置侧视图4d为本发明实施例3装置与汽车相对位置及安装位置前视图；图5a为本发明三角支架式结构局部大样图；图5b为本发明曲杆式结构局部大样图。标记:主轴1，钢轮2，水平连杆3，竖杆4，斜杆5，节点a6，节点b7，节点c8，曲杆345，避震弹簧9，铰接连接点10，主轴紧固件11，纵向连杆12，纵向连杆车体底部连接杆13，连接杆与车体连接点14，铰接连接点15 ;主轴中间连接点16，节点dl7。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1 (三角架式)如图la_2d、图5a所示，本实施例整套改装装置包括前后放置的两个结构单元和将该前后结构单元连接起来的纵向连接构件。由前后结构单元实现对车辆在轨道上的导向和横向限位，并保证车辆行走轮胎与轨道踏面之间的有效接触。每个结构单元包括带有两个特制钢轮2的主轴I和固定支架。所述的特制钢轮带有内侧轮缘、外侧轮缘或者内外侧轮缘(皆为现有技术)，其直径根据汽车轮的大小而变化。所述固定支架结构包括:水平连杆3，所述水平连杆3与主轴I铰接固定，铰接连接点为节点a6 ；竖杆4，所述竖杆4的下端与水平连杆3铰接固定，铰接连接点为节点b7，竖杆4的上端与汽车防撞主梁完全固结，紧固连接点为节点c8 ；斜杆5，所述斜杆5与主轴1、水平连杆3同时铰接固定，铰接连接点为节点a6，并与竖杆在节点c8铰接固定。节点c8为结构单元与汽车受力构件之间的紧固连接点，节点a6为结构单元与主轴I的铰接连接点，节点b7为水平连杆3与竖杆4的铰接连接点。通过对斜杆5进行设置弹簧或液压油泵形式的处理，实现避震功能(为汽车制造领域的已有技术)，以减少对汽车悬挂系统的影响，并适应汽车轮胎气压不同或载重不同导致的车身高度的变化。所述汽车受力构件为汽车上现成的附属构件，不是本发明对现有技术作出的贡献，根据不同车种、车型，该汽车受力构件可以选择汽车底盘支架、汽车前后防撞横梁、悬挂系统的横梁或连杆，以及任何其他可保证结构受力安全的构件。实施例2 (曲杆式)如图3a 3d、图5b所示，本实施例是对实施例1的另一种变形结构，将实施例1中的水平连杆3，竖杆4，斜杆5采用带避震功能的整体曲线型连杆345替代，由此实现美观、轻巧、经济的目的，并避免与汽车构件的位置冲突。采用整体曲线型连杆345连接，整体曲线型连杆345上端与汽车受力构件在节点c8与汽车固定，另一下端与主轴紧固件11在铰接连接点10处铰接连接；避震弹簧9顶端固定于主轴I上，另一底端固定于曲杆上。实施例3 (前后连接拼装式)如图4a 4d所示，实施例一、实施例二介绍的整体式结构由于与车体之间有多个连接点，本实施例将之设计成前后结构单元利用纵向连杆形式相互连接，并采用拼装式结构。纵向连接构件同时与汽车底盘受力构件固定连接，由此，纵向连接构件强化了行走车辆和改装装置之间的固定并使两者形成一体。所述纵向连接构件为一纵向连杆12，纵向连杆布置如图4a 图4d所示，前后结构单元通过该纵向连杆12连接，纵向连杆12与主轴I之间通过节点17采用固结、铰接或轴承式连接，同时纵向连杆12通过若干竖向连杆13与车体连接，竖向连杆13与车体间的连接点为连接杆与车体连接点14。优选，所述纵向连接构件宜采用左右各一根纵向连杆12对称布置形式，间距Lt将受其与车体连接点14的位置选择有关，连接点14宜采用铰接点形式，以减小因前后结构单元的变形对车体的作用力。纵向连接构件的每个纵向连杆12可在中间设计铰接连接点15 ;前后结构单元可从主轴I中间断开设置主轴中间连接点16，主轴中间连接点16宜在安装完成后固定，或采用套筒等形式实现左右两部分拼装连接。因此，本实施例拼装式的整套改装装置由前、后、左、右共四个拼装单元件组成。在拼接前，除纵向连杆车体底部连接杆13因连接杆与车体连接点14的位置可能前后不对称外，所述前、后、左、右共四个大的拼装件完全相同，从而便于加工制作、运输与安装。上述各实施例，无论三角形结构形式或者曲杆结构形式的结构单元，在横向布置时，可根据汽车轮距、轨道中心距、与汽车受力固定点的最有利位置来确定结构单元横向间距(dt)，确定其横向布置位置。本发明涉及的特制钢轮2可根据所行驶轨道形式和汽车类别的不同，适应性地设计成具有不同半径和钢轮轮距(Dt)，并具有内外轮缘、内轮缘、外轮缘三种不同轮缘形式。
权利要求
1.一种将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法，其特征在于，在车前方和后方分别安置两套由带车轮的主轴及固定支架组成的结构单元，通过该结构单元对整个车辆在轨道平台上行驶进行导向和限位，使汽车轮胎与轨道踏面有效接触并使车轮始终沿轨道方向前进，使普通轮胎式汽车接入轨道平台的交通系统内。
2.根据权利要求1所述的将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法，其特征在于，车前方和后方的两套结构单元通过纵向连接构件连接成整体，结构单元的固定支架和纵向连接构件与汽车固定连接。
3.一种实施权利要求1所述的将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，该装置包括前后放置的两个结构单元，所述的结构单元包括带两个车轮的主轴及固定支架，所述的车轮为带有轮缘的钢轮，所述的固定支架包括水平连杆、竖杆和斜杆，所述水平连杆与主轴连接，所述竖杆的下端与水平连杆连接，竖杆的上端与汽车底盘受力构件连接，所述斜杆与主轴、水平连杆同时连接。
4.根据权利要求3所述的实施将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，所述的装置还包括纵向连接构件，所述的纵向连接构件为一纵向连杆，前后放置的结构单元通过该纵向连杆连接，纵向连杆与主轴连接，同时纵向连杆通过若干竖向连杆与车体连接。
5.根据权利要求4所述的实施将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，所述的纵向连杆与主轴之间采用固结、铰接或轴承式连接。
6.根据权利要求4所述的实施将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，所述的纵向连接构件包括左右对称布置的两根纵向连杆，各纵向连杆与结构单元以及车体之间的连接点采用铰接点形式连接。
7.根据权利要求3所述的实施将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，所述的装置为整体式结构，其中:所述的水平连杆与主轴铰接固定，所述的竖杆的下端与水平连杆铰接固定，竖杆的上端与汽车底盘受力构件完全固结，所述斜杆与主轴、水平连杆同时铰接固定，所述的斜杆进行避震功能处理。
8.根据权利要求3所述的实施将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，所述的装置为拼装式结构，其中:所述的纵向连接构件的纵向连杆在中间设有铰接连接点；前后结构单元的主轴中间断开设置连接点，该连接点在安装完成后固定，或采用套筒形式进行左右两部分固定连接。
9.根据权利要求3所述的实施将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法的装置，其特征在于，所述的结构单元的固定支架中水平连杆、竖杆和斜杆采用带避震功能的整体曲线型连杆替代。
全文摘要
本发明涉及一种将普通轮胎式汽车改装成轨道用车的方法，在车前方和后方分别安置两套由带车轮的主轴及固定支架组成的结构单元，通过该结构单元对整个车辆在轨道平台上行驶进行导向和限位，使汽车轮胎与轨道踏面有效接触并使车轮始终沿轨道方向前进，使普通轮胎式汽车接入轨道平台的交通系统内。与现有技术相比，本发明将现有普通的轮胎式汽车接入轨道平台的交通系统内，具有巨大的经济意义和社会意义。
文档编号B60F1/00GK103204038SQ20121000915
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者李方元, 吴培峰 申请人:同济大学