一种接触网和使用该网的电动车及该网对应车道上的铁路的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种交通运输设施和设备，尤其涉及一种为电动车提供电能的架空接触网，以及使用此接触网的电动车和接触网对应车道上的铁轨路。

背景技术：
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在城市交通和公路交通中，用架空接触网供电的优点很多，便宜无污染，比以蓄电池为动力的电动车便宜又节省充电时间；但也有缺点，例如城市中的无轨电车因为在开放的车道上行驶，所以车速很慢；又例如地铁、轻轨要求必须有完全封闭的道路。如何克服上述的缺点呢？本发明发现了半封闭的车道的潜力还没有发掘出来，本发明就是要在半封闭的车道上方架设架空接触网，然后在这样的车道上行驶带着受电弓的电动车。这种车是混合动力的电动车，在有接触网的车道上行驶时就用市电作为动力源，同时还可以给蓄电池充电，这就变相地节省了给蓄电池充电的时间；在没有接触网的车道上行驶时，就用其他能源提供动力。另外，在某些架设了接触网的半封闭的车道上还可以铺铁轨，有钢轮的电动车可以在铁轨上面行驶，例如在堆放铁矿石的港口与炼铁厂之间就可以修上述铺铁轨的路。

现有的接触网只能给一个用户的无轨电车提供电源，而不能给多个用户提供电源。本发明的特征是把电表安装在受电弓上，受电弓是易拆卸易安装的，我们可以仿照租赁共享单车的方式，在高速路的入口处把受电弓连同电表和利用网络自动计费、付费的装置出租给电动车用户，在高速路的出口处再把受电弓连同电表等收回来。这就是说用户在用市电的时候就租赁受电弓，在不使用市电的时候就退租受电弓，以免长期携带着又重又体积大的受电弓。

技术实现要素：
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关于半封闭车道的定义：对于高速公路来讲，进高速路和出高速路的那一侧的那条车道我们叫他做开放车道；与进高速路和出高速路的那一侧方向相反的另一侧的那条车道，我们叫他做半封闭车道。对于干线公路来讲，包括双向四车道，双向六车道，双向八车道等双向多车道的公路，必须有中间隔离带，我们把进这条干线公路和出这条干线公路的那一侧的那条车道叫做开放车道；把与其方向相反的那一侧的那条车道叫做半封闭车道，也可以说靠近中间隔离带的那条车道叫做半封闭车道；在中国，最左侧的那条车道叫半封闭车道。

1，一种架空接触网，包括一对正负接触线，其特征在于，此接触网设置在半封闭车道的上方；在高速公路上，对于分岔路口的接触网，向开放车道方向分岔的支路，接触网要断开一段距离；在干线公路上，对于分岔路口的接触网或十字路口的接触网，接触网要全部断开一段距离。

有一段距离没有架空接触网，使用该接触网的电动车的受电弓到此处后就会脱线失去动力，因为该电动车是混合动力的，或者装备有动力蓄电池，或装备有超级电容，或者备有柴油发电机，或者备有内燃机等双动力源，则可在没有架空接触网的路段实现离线行驶。上述的一对正负接触线是指一根是带正电，另一根是带负电；或者是指一根是火线，另一根是零线。

2，根据1所述的架空接触网，其特征在于，接触网的高度要小于或等于5米。

架空接触网的高度要比通常在开放车道上的无轨电车上方的接触网要矮一些，因为要方便大多数中低高度的电动车使用，所以极少数超高的电动车就无法使用小于或等于5米高的接触网了，极少数超高的电动车可以改在其他车道上行驶。要禁止超高的车辆在上述接触网所在的车道上行驶。

3，根据2所述的架空接触网，其特征在于，在架空接触网上一对正负接触线之间的距离是1.3米左右。

确定接触网上一对正负接触线之间的距离的原则是：一对正负接触线之间的距离要略大于使用该接触网的受电弓的顶部宽的一半，受电弓顶部的宽约等于或小于车的宽度，这里所说的车的宽度包括两个后视镜的宽度。另外还要考虑在刮大风时，一对正负接触线之间的距离可能要靠近一些。

4，一种电动车，包括受电弓，车体，电动机，该车是混合动力电动车，其特征在于，该电动车行驶在1所述的架空接触网所对应的半封闭的车道上时，其受电弓能很好地接触到架空接触网上的接触线，能接收到接触网传送的电流，此电流可作为该车行驶的动力，且可为该车的蓄电池充电；也就是说该车及其受电弓与1所述的架空接触网以及接触网所在的车道是配套的；该车连同其受电弓能很好的适应2所述的小于或等于5米的架空接触网的高度，也就是说在架空接触网下面正常行驶时，该电动车连同其受电弓的总高度应该小于或等于5米；3所述的架空接触网上一对正负接触线的距离是1.3米左右，该电动车连同它安装的受电弓能很好的适应上述的一对正负接触线之间的距离。

上述的混合动力电动车至少能使用两种动力，但必须有能从架空接触网上取得的电能作为行车动力的装置，另外还可以有用汽油作为动力的装置，或者可以有用蓄电池充电后作为动力的装置，或者还可以有用天然气作为动力的装置等等。例如某电动车租赁了受电弓和受电弓架子，驶入了有架空接触网的半封闭车道上以后，它就把接触网所提供的电能作为行驶的动力；当它驶出半封闭车道以后，就改用以汽油等为行驶的动力了。

5，根据4所述的电动车，其特征在于，智能电表和用互联网、物联网、手机app等进行记程、计费、收费等装置和供手机等扫码的二维码等安装在受电弓上，或与受电弓相连接，受电弓上面连接有智能锁，此锁包括gps等定位模块，芯片，单片机，传感器，通讯模块，主控芯片，电控锁模块等，也就是说，此锁和共享单车的智能锁有许多相仿之处；其目的是能像租赁共享单车一样租赁受电弓；有两种智能锁，一种是能把受电弓等锁在某处；另一种是打开锁就能使用受电弓等装置，且开始进入计时、计费等工作状态，电表能计量用电量。

6，根据5所述的电动车，其特征在于，常用的受电弓的顶端滑板的宽度有两种型号，一种是2米左右，另一种是2.2米左右，同时考虑要略小于或等于电动车的宽度。上述的电动车的宽度包括增加了后视镜的宽度。

常用的受电弓顶端的滑板宽度这里要考虑两点：1，受电弓顶端的滑板的宽度要小于或等于车的宽度，车的宽度包括后视镜的宽度。2，受电弓顶端滑板宽度的一半要略小于架空接触网上两条正负接触线之间的距离，反之，如果大于两条正负接触线之间的距离，当行驶中的电动车出现左右摆动的时候，则可能出现短路；如果不是略小于，而是小于得过多，当行驶中的电动车出现左右摆动的时候，则可能频繁离线、断电。

7，根据6所述的电动车，其特征在于，对于矮一些的电动车，在受电弓与车顶之间要加装可升降的架子，简称受电弓架子，受电弓安装在受电弓的架子上面，此架子是易拆装的，有了此架子之后受电弓就可以接触到上述的架空接触网上的接触线了。

8，根据7所述的电动车，其特征在于，该电动车要设置能安装受电弓或能安装受电弓架子的底座。

9，根据8所述的电动车，其特征在于，对于自带受电弓的电动车，自带的受电弓的顶端必须是绝缘的，也就是说此受电弓不能自行接受上述架空接触网提供的电流，只有给这种受电弓的最上端另加一个可导电的外缘滑板之后，才可以使用1所述的接触网，此外缘滑板是易拆装的；也就是说只有加装了可导电的外缘滑板之后，受电弓才可接受到接触网传来的电能，在上述情况下，智能电表和通过互联网、物联网、手机app等进行记程、计费、收费等装置和供手机等扫码的二维码和智能锁等装置连接在可导电的外缘滑板上。

像租赁共享单车一样，外缘滑板也是需要租赁才能取得的，便于计量、收取相关费用。

10，一种在公路车道上铺的铁轨路，包括公路，包括在公路上铺的铁轨，其特征在于，该铁轨路所在的主要车道，是1所述的接触网下面所对应的半封闭车道；该铁轨路所在的次要车道，是驶入上述半封闭车道之前的一段车道，或者是驶出上述半封闭车道之后的一段车道，在公路上铺设的铁轨路就像有轨电车的铁轨路一样，在它的铁轨的内侧留有一道沟。

11，根据10所述的铁轨路，其特征在于，在该铁轨路所在的次要车道上，要在铁轨的内侧的沟里安装上填沟器，所述的填沟器包括数根能填平铁轨内侧沟的板子，每块板子下面都连接着数个在竖直方向有弹力的弹簧，此弹簧的弹力掌握在如果重量轻的自行车和三轮车的轱辘行走在板子上时，压不下去板子；如果重量大的有轨电车的钢轮外缘的突出部分压在板子上时，板子就会下陷，这样，则有轨电车可顺利的通过这段铺上填沟器的铁轨路；另外还要有固定填沟器的装置，当车辆从填沟器上轧过时，由于有填沟器的固定装置，则使得填沟器不会改变位置；填沟器的固定装置是把上述的弹簧固定在沟的底部的装置。

有轨电车行驶的铁轨的内侧有一道沟，因为此沟比较窄，所以宽轱辘车行驶在上面时，车轱辘不会掉进沟里去；但当窄轱辘的自行车或者三轮车的轱辘进入铁轨内测的沟里时，就会出现翻车事故，有了填沟器之后，沟被填平了，重量轻的窄轱辘车行走在上面时就不会陷入沟内，也就避免了翻车，从而保证了行车安全。在有填沟器的路段最好有人巡查，一旦发现填沟器的下面被石头子或树叶等堵塞住，要及时清除掉，以保障有轨电动车的钢轮的外缘轧在填沟器上时，填沟器能下陷，以保障有轨电动车能在有填沟器的轨道上顺利的通过。有轨电车的钢轮轧过填沟器之后，在弹簧的作用之下，下陷的填沟器就会上浮直至填平铁轨内侧的沟。还可以在有轨电车上安装传感器，一旦传感器感觉到钢轮的外缘压不下去的时候，就发出信息给附近巡逻的养路工，向养路工汇报填沟器有哪类型的异常和出现异常的位置，养路工接到信息后就到相应的位置去检查处置。

附图说明：

图1是半封闭车道所在位置的示意图，图1的整体表示高速路或者表示多车道的干线公路，在图1中位于中间的是中间隔离带，在中间隔离带的两侧靠近中间隔离带的车道是半封闭车道。图2是高速路半封闭车道上空的架空接触网在分岔路口的位置的变化示意图，向开放车道方向分岔的那条支路，其上空的架空接触网要断开一段距离，也就是说，在分岔的位置不设架空接触网。注：在图2的半封闭车道中画了两根平行线，这两根平行线表示它是半封闭车道上的架空接触网。图3是干线公路在路口处架空接触网的示意图，在路口处不设架空接触网。注：在实际上，架空接触网架设在半封闭车道的上空，但在本图中把架空接触网画在半封闭车道上了。图4是受电弓顶部滑板的宽的一半与架空接触网上的一对正负接触线间的距离比较图，在图中可以看出，受电弓顶部滑板的宽的一半小于架空接触网上一对正负接触线间的距离，反之，如果受电弓顶部滑板宽的一半大于架空接触网上一对正负接触线间的距离，就可能会产生短路。在图中还可以看到受电弓顶部滑板中间有一个绝缘点，如果绝缘点的一侧接触火线的话，那么绝缘点的另一侧就接触零线；如果绝缘点的一侧接触正电的话，那么绝缘点的另一侧就接触负电。图5是智能电表和通过手机app等进行记程、计费、收费的装置和二维码等装置和智能锁安装在受电弓上或连接在受电弓上的示意图。在某些村庄为了防止个别人偷电，规定通到各家的电表都安装在很高的电线杆子上；同样的道理，电动车通过受电弓从架空接触网上取得电能，也要把电表等计费收费的装置安装在或连接在比较高的受电弓上。如像共享单车一样，在高速路的入口租赁连同电表等的受电弓，在高速路的出口处卸下租赁的连同电表等的受电弓和受电弓的支架，那就大大的方便了电动车用户了。图6是矮的电动车在车与受电弓之间安装一个可升降的架子的示意图，这样，矮的电动车也能方便的使用架空接触网的电能了。图7是自带受电弓的电动车，其受电弓的顶部加装可导电的外缘滑板的示意图。有的电动车自己不携带受电弓，像租赁共享单车一样去租赁受电弓；而有的电动车自己携带受电弓，那么怎么安装电表计量电费收电费呢？首先要求自带的受电弓的顶部必须是绝缘的，然后再给这个受电弓的顶端再敷上一个受电弓的外缘滑板，此外缘滑板是导电的，此外缘滑板中间的一点是绝缘点。图8是在半封闭车道上铺设两条铁轨的示意图。图9是在半封闭车道上铺了铁轨后的横向剖面示意图。图10是填沟器的示意图，在图中可以看出，填沟器的上面是长板，中间是弹簧，下面是把弹簧固定在沟底下的固定器。

其中，1——半封闭车道，2——开放车道，3——中间隔离带，4——入口，5——出口，6——车道之间的分界线，7——半封闭车道上空的架空接触网，注意：架空接触网应该画在车道的上空，因为笔者不会画，错误的把它画在半封闭车道上了，请谅解，8——在高速公路上，向开放车道方向的分岔路，9——架空接触网断开的路段，10——架空接触网上的正负接触线，11——受电弓，12——受电弓顶部的滑板，13——受电弓顶部滑板中间的绝缘点，14——和受电弓相连接的锁和电表和通过手机、互联网、手机app等进行记程、计费、收费、扫码等的装置，15——矮的电动车，16——可升降的架子，17——加在受电弓顶部的易拆装的可导电的外缘滑板，18——在半封闭车道上铺的铁轨，19——公路路面，20——钢轨内测的沟，21——能把沟填平的长板，22——弹簧，23——固定弹簧的装置，24——沟的底部，25——排水孔，26——自带的受电弓的顶部。

具体实施方式：

高速公路的半封闭车道的上方最适合架设本发明所述的架空接触网，某些干线公路上的半封闭车道的上方也适合架设这种接触网，例如在堆放铁矿石的港口与炼铁厂之间的干线公路的半封闭车道上，产煤地区与用煤城市之间的干线公路的半封闭的车道上，都可以架设接触网。另外，在架设了接触网的高速公路的出入口附近，还可以设立租赁共享受电弓和受电弓架子的站点，电动车在进入高速公路的入口之前，先到共享受电弓的站点上租赁了受电弓和受电弓的架子，连同电表和可通过手机app等进行扫码、记程、计费、缴费等装置。电动车驶出高速公路的出口后，要到出口附近设立的租赁共享受电弓的站点交还受电弓等装置。也就是说在用受电弓的时候就租赁，在不用的时候就甩掉受电弓等沉重的包袱。上述的是第一种租赁受电弓的模式，就是每次用完受电弓后就把受电弓退还回去；第二种租赁受电弓的模式是：在一天里第一次使用完受电弓后先不把受电弓还回去，等到在这一天里最后一次使用完受电弓之后再把受电弓还回去；第三种租赁模式是：对于自带受电弓的用户，只需在每天第一次需要使用受电弓时，去租赁受电弓的外缘滑板就可以了，到当天晚上最后一次使用完受电弓之后再去送还，对于守信用的用户，可以一周还一次，或者每月还一次。对于上述三种租赁受电弓的模式，权衡一下哪一种最有利就采用那一种模式。

汽油涨价的幅度要比电力涨价的幅度大得多，本发明就是要尽量少用汽油，多用电力；动力蓄电池的成本太高，本发明就是尽量多使用市电，少使用动力蓄电池。要想推广在高速路的半封闭车道上架设架空接触网，可以先选择车流量大的、短途的、现有电动车多的高速路进行试点，例如可以选择在京津高速路的半封闭车道上试点，或选择上海与杭州之间的，广州与深圳之间的高速路的半封闭车道上进行试点。仿照共享单车的受电弓的租赁业务也要同步跟进。还要为电动车安装能安装受电弓或其架子的底座。蓄电池太贵，充电的时间又太长，所以最好的混合动力电动车是既有内燃机用汽油，又有受电弓用半封闭车道上架空接触网提供的电能。制约这种混合动力电动车推广的因素是在半封闭车道上架设架空接触网的进度。为了大幅度的提高上述的用市电的混合动力电动车的比例。

在半封闭车道上架设架空接触网，它的投资要比建地铁建轻轨少许多，但其效益并不比地铁和轻轨差。另外，具有内燃机和受电弓的用汽油和市电的混合动力车，要比纯电动车有优势，因为电池太贵，充电时间又长。本发明重点有两处：一个是发掘了半封闭车道的潜力，要对这个潜力加以利用；另一个是把共享单车的模式移植到租赁受电弓上来。提倡发展电动车的大方向是对的，不过要甄别到底是发展哪一类型的电动车，笔者认为，应该首先提倡发展在半封闭车道上的混合动力电动车；至于以蓄电池为动力的电动车，必须在大幅度的降低电池的成本，降低其充电时间之后，才可以大力提倡与推广。