专利名称：单轨车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单轨车辆，其包括用于容纳驾驶员、乘客和/或负载的车厢和一个或多个驱动组件，所述驱动组件适合于在地面上的引导管道中运行，所述车厢通过伸长的升降结构被连接到至少一个驱动组件。
背景技术：
作为一种对于批量运输的解决方案，一种由于其相对简单而已广为人知的可选方案即为使用单轨系统，其中，类似于火车的车辆在单轨上运动。
基本上有三种单轨车辆是已知的轨道下悬置、轨道侧悬置、或在轨道上移动。在此使用的术语“轨道”是指为车辆移位(displacement)提供引导元件的任何固定的伸长结构。
轨道下悬置的单轨类型，在例如美国专利US5,074,220、US5,027,712和US6,688,235中得到描述。在这种系统中，车辆在轨道结构之下运动，而车厢(wagon)通过连接结构被连接到轨道，其中这些连接结构的下端连接到车辆车厢，而在其上端处，存在转动和驱动装置用于使车辆沿着轨道移位。在该系统中，有必要在至少超过车辆本身高度的高度处建立用于支撑轨道的升降(elevated)结构。
轨道侧悬置的单轨类型，在例如美国专利US4,690,064中得到描述。在这种情况中，车辆包括用于连接轨道的侧结构，该结构包括连接到驱动组件的支撑臂。驱动组件的车轮在侧向轨道结构内部运动。所述轨道结构由T形圬工(masonry)结构组成，该结构相对于地面而被升降。
轨道上移动的单轨类型，在例如美国专利US4,996,928、US5,845,581和US6,182,576以及俄国专利RU2,146,627中得到描述。在这些模式中，轨道在车辆中心之下延伸，车辆通过车轮在轨道上运动。
在英国专利GB1,529,060中，并且特别在美国专利US3,838,648中，公开了对上述中最后一种类型的变例，其中，单轨车辆的主动轮完全嵌入在轨道内部。在第一种情况中，车轮容纳于向上开口的U形管道内部，而在第二种情况中，类似的管道在上部关闭，而只留下窄缝，连接元件穿过所述窄缝以在车辆主体和嵌于管道内部的驱动组件之间进行连接。
单轨车辆的另一种具体变例在美国专利US5,456,183和US6,012,396中进行了说明。根据这种变例，使用在公共道路上的空间，其高度足以允许至少客车在单轨车辆下方或至少接近处直接通过，从而将道路上的空间损失最小化，并提供了最低限度的升降结构。
在多个所提到的模式中，除了用于移位和驱动车辆的竖向轮之外，侧向和倾斜的辅助轮也得到预见，从而为提供车辆的更好的平衡，并防止车辆与轨道脱离。
而在专利GB1,367,119中公开了一种系统，特别适合于几乎没有空间可用于额外传输车辆的都市密集场所。所述专利公开了一种运输系统，其中单轨车辆的车厢持久地被竖直支柱所升降。这种已知的系统允许普通车辆在单轨车厢下面行进而且在地平面仅占据较小的空间，同时还避免了需要较高建造成本并影响周边视觉环境的固定升降圬工结构。
大量的其它运输系统也提供各种装置用于改变车厢的升降位置。例如，英国专利申请UK2,305,645提供了一种单轨系统，其在上文已描述的固定升降类型的结构下方行进，不过，该系统能够下降到地平面用于乘客上车和下车。这种系统还提供如下功能，即，在即将完全停下之前，车厢能够开始下降，从而减小或消除作用于乘客的非竖向加速度。
其它多种非单轨系统也提供了改变车厢升降位置的方案，例如，在WO02/53454和德国实用新型DE20209077U1以及DE20208510U1中所述。
在每种这样的具有可变升降位置的系统中，车厢在正常运输过程中处于特定高度，并且仅在乘客上车和下车时才进行升降。
现有技术的缺点尽管在此描述了每种单轨类型所具有的优点，不过对于采用升降结构的高架路的情况，其中车辆可在轨道下悬置或在轨道上悬置而运行，尤其是在大城市中，所提供的解决交通问题的方案仍然需要进行比较复杂的工作。
在采用具有处于地平面的轨道的传统模式时，车辆占据交通车道，其可导致其它车辆流状况的恶化，从而加剧大城市中交通饱和的问题。
设置有支柱的单轨车辆系统具有的缺点是，有可能并非所有的交通路线都允许升降的车辆无障碍地通过。另外，升降的车辆引起了对其高速稳定性的关注。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于单轨概念的尤其是针对大城市的运输系统，但是避免为建立悬置道路而进行复杂土木工程作业的需要，并且同时，避免单轨车辆的交通占据交通车道。
根据本发明，通过在地面上的尤其是以管道形式的轨道之上运行的单轨车辆，实现了上述目的。本发明的特征在于，伸长的升降结构能够被致动而在车辆正常行进期间改变车厢相对于地面的升降高度。
因此，不同于GB1,367,119所述的系统，车厢能够在不同的升降位置行进，并且不同于采用可变升降能力的已知的车辆，该车厢并非意在升降，而仅仅用于乘客上车和下车，该方案导致的具体优点将基于附图所示的优选实施例而进行更为详细的说明。
本发明现在将参照附图中所示实施例进行更具体的描述。所述附图具体如下图1和2是本发明的单轨车辆在其最大升降高度时参照传统客车的比例来看的侧向示意图和前向示意图；
图3和4是单轨车辆处于中等升降位置时的示意图；图5和6是单轨车辆处于最低升降位置时的侧向示意图；图7是示出了剪架中摇摆铰接固定的细节的局部截面俯视示意图；图8是使用水平稳定轮的实施例的前向截面视图；图9是包括主动悬置的实施例的前向截面示意图；图10是示出了具有倾斜的管道的实施例的前向截面示意图；图11是管道完全构建在地平面之上的实施例的前向截面示意图；图12是管道设置在诸如桥或高架桥的升降结构上的实施例的前向截面示意图；具体实施方式
具体如图1所示，本发明的车辆1基本包括车厢2，和在引导管道8内部运行的多个驱动组件6，7。所述车厢可分为两个、三个或更多个铰接区段，并具有连结车厢的两个相邻区段的手风琴状的伸缩配合部分3。每个驱动组件包括至少一对车轮7，优选地为两对或更多对，并且至少一个所述组件装备有用于驱动车轮7的马达6，优选地为为电动机。
如图1-6中所示，本发明的车辆1的特征点在于，车辆车厢2能够在不同的升降位置(elevation)处正常行进。优选地，在最大升降位置处(如图1和图2所示)，车厢位于距地平面大约3.5米处。在中等升降位置处(如图3和4所示)，车厢优选地位于距地平面大约2.8米处。
在最低升降位置处，基本上有两种可替代方案如图5所示，如果引导管道8建造在地下的较深处时，车厢位于接近地平面处。否则，如图6所示，车厢位于地平面上方约1米处，并需要设置大约同样高度的搭载平台。
最低升降位置既可用于上车/下车(embarking/disembarking)，也适于车厢不需要行进在普通交通之上的地区，因而车厢能够接近于地面而行进，从而提高了其稳定性，并允许车辆以较高速度行进。也如图中所示，降低的位置还适用于隧道或高架桥的情况。
车厢的可变升降位置，通过剪架4或任何类似的铰接结构而实现，其中，剪架4的两个部件在其中间处、在车厢的底部、并且在驱动组件处枢转连接。剪架4可以通过液压或气动活塞9以常规方式致动而改变车厢的升降位置。为了为单轨车辆提供必要的稳定性而使其在任何可能的升降位置行进，剪架4优选地具有双联结构，例如如图8-10所示。而且，对于本领域技术人员显而易见的是，活塞9或用于改变升降位置的任何其它装置必须适合地设计以确保在正常行进状态期间升降位置保持稳定。
图7显示，剪架的摇摆也通过驱动组件在水平面中铰接而实现，以便在车辆沿曲线行进时适应驱动组件和车厢之间的相对运动。
在图8所示的实施例中，除了常规的竖向轮7以外，还设置了水平稳定轮7′。在这种情况中，管道相应地配置以次级侧管道来容纳水平辅助轮。所述辅助轮还可以被倾斜并倚靠所述管道中的内部结构，例如，如美国专利US5,845,581中所述。
图9以示意方式示出，剪架的上端与车厢底部之间的连接部，可以装备以主动(active)悬置件，根据在某些类型的火车中的已知应用，这种主动悬置件在转弯时使车厢倾斜以至少部分地补偿侧向加速度。另外，在未描述的实施例中，为了抵消由于车厢中乘客和/或负载的不均匀分布可能导致的的不平衡，所述车辆可装备以自动指令的动态补偿装置，例如，可移向一侧的配重，或者，置于两侧的压载箱，在所述置于两侧的压载箱之间可以抽吸流体从而使车辆重新平衡。另外，可使用惯性盘类型的转动装置来帮助保持稳定性。
所述主动悬置件的一种可替代方案为，提供在转弯处具有固定倾斜度的管道，如图10所示。
另一种用于倾斜整个结构的未示出的可替代方案包括驱动组件配置有成行布置的竖向轮并配置有辅助侧向轮，导管的底部设置有槽，所述竖向轮在该槽内部运动。在这种情况中，通过将槽移位偏离导管中心，可实现倾斜，如文献GB1,529,060中的图3中所示。
图11示出了完全内置导管的一种可替代方案，其中，导管完全建造在地平面之上。本实施例适于无需维持单轨车辆下方的交通区域的某些路段，在所述路段中，车辆运行在绿化带(flower-bed)上方、在隔开道路或桥梁的护栏(guard-rail)之间、或者在单轨车辆的交通离开公共路面的任何其它区域中。当然，也可以采用折衷的方案，即，导管仅部分地埋入地面，并且部分地显露于地面之上。
在图12所示的实施例中，单轨车辆在行进时，其剪架完全缩于设置在诸如桥或高架桥的升降结构中的导管上。
图13描述了对于单轨车辆的通道的另一种可能的实施例，其中，车辆行进于其中的隧道可以是现有隧道或者专门为单轨车辆通过而建造的隧道。在这种情况下，车辆以最低升降位置而行进，因而允许隧道的内部高度相对较低。虽然未示出，但是显而易见的是，只要满足适合的条件，单轨车辆也能够在具有诸如轿车和公共汽车的普通交通的隧道中行进。
管道8由圬工或部分金属结构制成，并且优选地全部嵌入地面中。不过，如本文中提到的，管道的上部可仅略微突出于街道水平面之上，并且/或者包括明显的起伏表面以提醒车辆的驾驶员，他正在经过非常靠近单轨车辆的区域。管道8也可根据可能的不同情况而由预制金属管构成，该预制金属管的尺寸、形状和性能适合于容纳驱动组件和相应的电导体。
驱动组件6、7由马达和车轮形成，并完全包含于管道8内部。优选地，所述管道的上部关闭，只留下缝，用于剪架下部或剪架与相应驱动组件之间的连结元件通过。如将要描述的，当车辆不沿着管道的相应路段而运行时，所述缝可保持关闭。
具体如图8-13所示，为了使所述组件具有稳定性，特别是考虑到由于车辆相对于地面的位置升降而形成的杆臂，管道8的内部具有用于容纳驱动组件6、7宽度尺寸，其宽度大于升降剪架4自身的宽度。以这样的方式，虽然车辆通过街道时所处高度情况下剪架4所占据的宽度小，但是驱动组件6、7的宽度足够大到确保车辆必要的侧向稳定性。
驱动组件包括马达6，优选地为感应式电动机。在这种情况下，管道8内部设置有相应的电缆和电连接件。在电动机和电缆之间的连接件可以按照传统方式制造，采用电刷或其它类型的连接器，或者通过无实体接触的感应进行。虽然电动机为优选方式，但也可使用任何其它类型的马达。最后，还可设置处于驱动系统的外部并与其通过合适传动方式进行连接的推进器。
所述车辆的一个区段的第二驱动组件，可以装备以一组电池(未示出)来取代马达，以便在动力供给失效的情况下向电动机提供动力。
也可以使用向电动机进给的相同的电流进给系统，通过将驱动组件经由升降剪架连结到车厢的电缆，来进给车辆中的多个装置，例如列车员的控制面板，内部照明和空调装置。不过，也可以在车厢内安装独立的发电单元。
升降剪架4或所述连接元件穿过其中以实现剪架下部与相应驱动组件之间的连接的管道缝，可通过仅当车辆通过时才打开的封盖(flap)而保持至少部分关闭。这种系统例如在文献US3,838,648(图12，第7栏第22-29行)中得到图示和描述。这种类型的关闭系统减少了水渗透和碎片进入管道的风险，或者甚至防止人员在通过路面时跌倒而坠入所述缝中。
不过，可以预见，在管道底部的开口使水流出到相连的雨水网路。
另外，前驱动组件6、7可以设置有市场上可购得的障碍探测器，用于探测任何类型的障碍，并设置有“排障器”类型的装置来移除或清除可能在管道内部的碎片，而不会导致车辆即刻停止。
除了用于当单轨车辆未经过时关闭管道缝的装置以外，出于维护或拆卸驱动组件的目的，至少在确定的路段中，可以设置铰接盖用来完全打开管道的“顶部”。这些盖可由以例如网格状的金属材料制成，这些盖在关闭时并不阻碍其上的车辆交通。
车辆的前升降剪架4可装备有宽度稍大于剪架自身宽度的遮盖物。这种遮盖物(未示出)可以通过减震器连结到杆件，所述减震器用于万一与行人、车辆或其它障碍物发生碰撞时减缓冲击。所述遮盖物还可包括警示灯和诸如警报器(hom)的声音警报装置。
本发明的运输系统能够结合升降平台来工作，用来乘客上车和下车，和/或装货/卸货。不过，如上文所述，对于这种情况，车厢可以下降到地平面或接近于地平面。
如图1所示，车辆在其上部和其下部可具有正面挡风玻璃，使得车辆的驾驶员能够对街道的正前方和正下方具有良好的视野。
已经描述了优选实施例的示例，应理解的是，本发明的范围涵盖了其它可能的变例，本发明仅由所附权利要求书的内容所限制，本发明的范围包括可能的等效方式。
举例而言，虽然总是提及“单轨”系统，但是，应理解的是，这种定义涵盖了彼此非常靠近的两管道的情况，如文献US3,838,648的图11c所示。
同一概念下的另一种可能变例，包括使用侧向轨道结构，如美国专利US4,690,064所述，其中，轨道保持在地平面，而支撑臂尺寸被设置为维持车辆相对地面的升降位置。
同一概念下的又一种变例，包括至少在与轨道是否完全地嵌入路面中不相关的路段中，车轮可运行于地平面上方，而轨道可被限定为Y形金属结构并位于主车轮之间，并且倾斜的辅助车轮倚靠所述轨道结构而设置，如美国专利US5,845,581所述。
权力要求书(按照条约第19条的修改)1、一种单轨车辆，包括用于容纳驾驶员、乘客和/或负载的车厢，和一个或多个驱动组件，所述驱动组件适于在地面上的引导管道中运行，所述车厢通过伸长的升降结构(4)连接到至少一个驱动组件(6、7)，其特征在于所述伸长的升降结构(4)能够被致动，从而在所述车辆的正常行进期间改变所述车厢(2)相对于地面的升降位置。
2、根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，所述的伸长的结构为剪架类型(4)，其中两个伸长部件在接近其中间的部分彼此枢转连接，而所述部件还枢转连接到所述车厢(2)和所述驱动组件(6、7)，其中至少一个所述部件能够在车厢(2)之下滑动。
3、根据权利要求2所述的单轨车辆，其中，至少一个液压活塞(9)被设置用于致动所述剪架(4)，从而改变所述车厢的升降位置。
4、根据权利要求2所述的单轨车辆，其中，至少一个气动活塞(9)被设置用于致动所述剪架(4)，从而改变所述车厢的升降位置。
5、根据权利要求2所述的单轨车辆，其中，所述车辆车厢的每个区段与前驱动组件和后驱动组件相关联，其中，所述剪架的所述两个部件之一与所述车厢区段的前部相连并与所述后驱动组件相连，而所述剪架的另一部件与所述车厢区段的后部相连并与所述前驱动组件相连。
6、根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，每个所述伸长的升降结构(4)具有并列的双联结构。
7、根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，所述驱动组件或每个所述驱动组件包括连接到一组车轮(7)的马达(6)。
8、根据权利要求7所述的单轨车辆，其中，所述马达(6)为电动机。
9、根据权利要求7所述的单轨车辆，其中，所述一组车轮具有竖向轮，和水平的或倾斜的辅助轮。
10、根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，所述车厢通过能够使所述车厢(2)倾斜的主动悬置装置而被支撑在所述伸长的升降结构(4)上。
权利要求
1.一种单轨车辆，包括用于容纳驾驶员、乘客和/或负载的车厢，和一个或多个驱动组件，所述驱动组件适于在地面上的引导管道中运行，所述车厢通过伸长的升降结构(4)连接到至少一个驱动组件(6、7)，其特征在于所述伸长的升降结构(4)能够被致动，从而在所述车辆的正常行进期间改变所述车厢(2)相对于地面的升降位置。
2.根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，所述的伸长的结构为剪架类型(4)，其中两个伸长部件在接近其中间的部分彼此枢转连接，而所述部件还枢转连接到所述车厢(2)和所述驱动组件(6、7)。
3.根据权利要求2所述的单轨车辆，其中，至少一个液压活塞(9)被设置用于致动所述剪架(4)，从而改变所述车厢的升降位置。
4.根据权利要求2所述的单轨车辆，其中，至少一个气动活塞(9)被设置用于致动所述剪架(4)，从而改变所述车厢的升降位置。
5.根据权利要求2所述的单轨车辆，其中，所述车辆车厢的每个区段与前驱动组件和后驱动组件相关联，其中，所述剪架的所述两个部件之一与所述车厢区段的前部相连并与所述后驱动组件相连，而所述剪架的另一部件与所述车厢区段的后部相连并与所述前驱动组件相连。
6.根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，每个所述伸长的升降结构(4)具有并列的双联结构。
7.根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，所述驱动组件或每个所述驱动组件包括连接到一组车轮(7)的马达(6)。
8.根据权利要求7所述的单轨车辆，其中，所述马达(6)为电动机。
9.根据权利要求7所述的单轨车辆，其中，所述一组车轮具有竖向轮，和水平的或倾斜的辅助轮。
10.根据权利要求1所述的单轨车辆，其中，所述车厢通过能够使所述车厢(2)倾斜的主动悬置装置而被支撑在所述伸长的升降结构(4)上。
全文摘要
本发明涉及一种单轨车辆，包括用于容纳驾驶员、乘客和/或负载的车厢，和一个或多个驱动组件，所述驱动组件适合于在地面上的引导管道中运行，所述车厢通过伸长的升降结构连接到至少一个驱动组件。优选地，所述伸长的升降结构(4)被致动，从而在所述车辆的正常行进期间改变所述车厢(2)相对于地面的升降位置。
文档编号B61B5/02GK101018699SQ200580024012
公开日2007年8月15日 申请日期2005年7月18日 优先权日2004年7月16日
发明者路易兹·奥古斯都·德·西凯拉·因迪奥·达·科斯塔 申请人:路易兹·奥古斯都·德·西凯拉·因迪奥·达·科斯塔