一种轨道交通车辆的制作方法

本申请是以下申请的分案申请，申请日：2016年9月14日，申请号：201610822190.4，发明名称：一种轨道交通车辆。

本发明涉及一种悬挂系统，具体涉及一种悬挂的轨道交通车辆。

背景技术：

现有的小运力悬挂系统，如用于展览会、游乐场等地的大众交通工具；现有的中等运力悬挂系统，如德国的h-bahn(空轨)系统，首先于1900年建成了乌伯塔尔12公里线路，距今已有100多年历史，至今仍在运营。1988年建设的日本千叶县15.2公里的悬挂式单轨列车，至今仍在安全运营。这些实际案例已经证明了悬挂式轨道交通的安全可靠性。

由于悬挂式轨道交通的车辆，其转向架设计是基于将导向驱动轮贴靠轨道封闭钢梁的外侧，这就导致了轨道尺寸的加大和车体的笨重，进而导致支撑柱的粗重和车辆系统速度的降低。除此之外，当车辆发生故障时，缺乏快速疏散乘客的救援方法。存在的主要问题如下：

1)支架平均跨度为25米，过十字路口时难以处理支柱位置难题，更无法跨越大于50米的江河障碍。

2)当出现系统停电、车内着火即设备故障等任何事故与灾难时，除了地面救援，缺乏系统自身快速疏散乘客的有效方式。

3)驱动系统的转向架，其导向轮利用封闭钢梁的外侧做导向轨，导致轨道钢梁箱尺寸过大过重而致支架和基础过大，增加了整个系统的投资。

4)车辆编组为独立模块，车辆各节之间无贯穿通道，影响了容量的加大。

5)悬挂的车辆因缺乏更有效的弹性缓冲装置，为避免加减速和刹车导致对乘客的冲击，车辆速度只好降低。目前高速度仅为50公里/小时左右。

技术实现要素：

本发明一种轨道交通车辆，用于在悬挂于空中的专用轨道上运行，包括若干节车厢、位于所述车厢顶部并与所述车厢固定连接的车体连接横梁和位于所述车体连接横梁上部并与所述车体连接横梁固定连接的转向架，所述车体连接横梁包括主框架梁、位于所述主框架梁两端的编组连接叉板、编组连接叉头和回转支撑轴承座，一个所述车体连接横梁的编组连接叉板与另一个所述车体连接横梁的编组连接叉头以可相对转动的方式连接，所述回转支撑轴承座设置于所述编组连接叉板上部，所述转向架包括空气减震器和位于所述空气减震器上部并与所述空气减震器固定连接的驱动系统，所述空气减震器底部设有回转支撑轴承，所述回转支撑轴承座与所述回转支撑轴承相固定，所述驱动系统可滚动夹设于轨道上，在所述驱动系统动力作用下，所述转向架能够在所述轨道上通过橡胶轮滚动带动车辆行走。

进一步地，所述车厢包括厢体,所述厢体内一端设有端节前置逃生装置；所述端节前置逃生装置包括设置在驾驶舱正中间的风挡紧急门，所述风挡紧急门包括上门和下门，所述上门顶部一端固定于所述厢体上，所述上门底部一端由固定于所述厢体的液压支撑杆支撑，所述下门底部一端固定于所述厢体上，所述下门顶部一端由平台降落缆绳牵引，所述平台降落缆绳绕于弹簧轮上，所述弹簧轮固定于所述厢体上；所述端节前置逃生装置还包括设置于厢体顶部的车钩，用于两个轨道交通车辆之间相互固定，当用于救援的轨道交通车辆与发生故障的轨道交通车辆通过车钩固定后，分别打开各自的所述端节前置逃生装置的上门、下门，并在下门上面铺上车对车地面铺板和侧面栏杆，形成逃生通道。

进一步地，所述驱动系统由交流电机提供动力，所述交流电机固定于支撑架上，所述交流电机通过齿轮箱带动行走轮在所述轨道上行走；所述交流电机下部固定设有导向轮，所述导向轮紧贴着所述轨道的侧面；所述行走轮侧面设有刹车器，所述行走轮沿轨道方向周边设有一个位置高于所述轨道面的小直径的紧急聚氨酯轮，用于在轮胎过度磨损和发生爆胎等情况时，起到临时支撑的作用。

进一步地，所述空气减震器包括两侧开口的框架、固定于所述框架下部的回转支撑轴承、固定于所述框架内部的若干空气囊减震器、以及由所述框架的两侧开口穿设于所述框架内且固定于底部所述空气囊减震器上的u型架；所述u型架与支撑架相互固定。

进一步地，固定于所述框架内部每一个面的所述空气囊减震器数量为2。

进一步地，所述编组连接叉板设有第一通孔，所述编组连接叉头设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔通过连接轴连接。

进一步地，轨道交通车辆运行其上的所述轨道为悬索柔性轨与/或刚性轨，所述轨道的轨宽宽于铁路的路轨宽。

一种轨道交通车辆的端节前置逃生装置，所述端节前置逃生装置包括设置在驾驶舱正中间的风挡紧急门，所述风挡紧急门包括上门和下门，所述上门顶部一端固定于所述厢体上，所述上门底部一端由固定于所述厢体的液压支撑杆支撑，所述下门底部一端固定于所述厢体上，所述下门顶部一端由平台降落缆绳牵引，所述平台降落缆绳绕于弹簧轮上，所述弹簧轮固定于所述厢体上；所述端节前置逃生装置还包括设置于厢体顶部的车钩，用于两个轨道交通车辆之间相互固定，当用于救援的轨道交通车俩系统与发生故障的轨道交通车辆通过车钩固定后，分别打开各自的所述端节前置逃生装置的上门、下门，并在下门上面铺上车对车地面铺板和侧面栏杆，形成逃生通道。

一种轨道交通车辆的转向架，所述转向架包括空气减震器和位于所述空气减震器上部并与所述空气减震器固定连接的驱动系统，所述驱动系统由交流电机提供动力，所述交流电机固定于支撑架上，所述交流电机通过齿轮箱带动行走轮在所述轨道上行走；所述交流电机下部固定设有导向轮，所述导向轮紧贴着所述轨道的侧面；所述行走轮侧面设有刹车器，所述行走轮沿轨道方向周边设有一个位置高于所述轨道面的小直径的紧急聚氨酯轮，用于在轮胎过度磨损和发生爆胎等情况时，起到临时支撑的作用；所述空气减震器包括两侧开口的框架、固定于所述框架下部的回转支撑轴承、固定于所述框架内部的若干空气囊减震器、以及由所述框架的两侧开口穿设于所述框架内且固定于底部所述空气囊减震器上的u型架；所述u型架与所述支撑架相互固定。

一种轨道交通车辆的空气减震器，所述空气减震器包括两侧开口的框架、固定于所述框架下部的回转支撑轴承、固定于所述框架内部的若干空气囊减震器、以及由所述框架的两侧开口穿设于所述框架内且固定于底部所述空气囊减震器上的u型架；所述u型架与支撑架相互固定。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)本发明的轨道交通车辆因采用了敞开式内抱型顶部转向架，使得悬挂的缆索轨道梁和/或硬轨道钢梁均变得尺寸小，重量轻，从而在保证安全可靠的前提下，大大降低了全线路的结构重量和成本。

2)本发明空气减震器组合通过u型架连接，使车辆加减速和刹车导致的所有冲击能量被吸收，满足了乘客舒适度要求的同时，还限制了悬挂车辆的摇摆幅度和车辆编组的水平转角，结构简单，重量轻，完成功能更多。

3)本发明全方位的车体连接横梁不仅将车厢与转向架通过回转支撑轴承连接，通过横向编组连接叉头与编组连接叉板完成车模块间连接完成编组，特别地还通过下面的螺栓连接板与车厢扶手杆连接而将整个车厢重量与荷载转化成扶手杆的拉力，以及少的结构将整个车厢吊挂起来，大大减轻了车厢的结构。

4)本发明驾驶舱的端节前置逃生装置，使得悬挂在空中的车辆发生故障时，可通过车与车挂接后同时打开前门并迅速建立一条疏散通道，使这种悬挂在空中的车辆故障救援得到了保证，是其他悬挂式车辆目前没有的安全设施。

附图说明

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，下面描述中的附图只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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明轨道交通车辆整体结构主视图。图2是本发明轨道交通车辆整

体结构俯视图。图3是本发明轨道交通车辆整体结构左视图。

图4是图1的剖面结构示意图。

图5是图4的a-a剖面结构示意图。图6是图5的b-b剖面结构示意图。

图7是图5的c-c剖面结构示意图。

图8是转向架结构主视图。图9是转向架结构俯视图。

图10是转向架结构左视图。

图11是车体连接横梁结构主视图。图12是车体连接横梁结构俯视图。

图13是车体连接横梁结构左视图。

图14是车厢、车体连接横梁和转向架之间安装结构示意图。

图15是空气减震器结构主视图。图16是空气减震器结构俯视图。

图17是空气减震器结构左视图。

图18是端节前置逃生装置结构示意图。

图19是图18的d-d剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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只用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

一种悬挂于空中的专用轨道，用于本发明一种轨道交通车辆的行走轮在其上面行走。

本发明悬挂于空中的专用轨道，为悬索柔性轨，其为一种类似于悬索桥的缆索悬吊系统，其与悬索桥路轨区别是，悬索桥路轨为刚性，而悬索柔性轨的轨道为柔性缆索，其上铺设了钢制走行轨面(以下称“软轨”)。车辆线路的路轨宽于铁路的路轨宽，可使车辆的橡皮轮胎更平稳的移动。

本发明悬挂于空中的专用轨道，亦可为特殊设计的刚性轨；其为一种可用于

承载车辆重量并使车轮系统可运行其上的，以钢制或混凝土制造的刚性轨面

(以下称“硬轨”)。车辆线路的路轨宽于铁路的路轨，可使车辆的橡皮轮

胎更平稳的移动。

本发明实施例一，一种在悬挂于空中的专用轨道上运行的轨道交通车辆，如图1至图19所示，包括三节车厢和分别位于三节车厢顶部的车体连接横梁200，车体连接横梁200的主框架梁201为长方形框架；车体连接横梁200的左端是个编组连接叉板202，车体连接横梁的右端是编组连接叉头203，通过梁间连接轴205将相邻的两个车体连接横梁200对接，由此完成三节车厢的连接并编组，且相邻的两个车体连接横梁200之间可相对转动。车体连接横梁200的左端上方焊接有一个回转支撑轴承座204，位于车体连接横梁200的上方设有转向架300，转向架300下部的空气减震器301的回转支撑轴承312与回转支撑轴承座204通过一周螺丝固定连接，从而实现了转向架300与车厢两个大系统的连接。

轨道交通车辆包括车厢、车体连接横梁200、转向架300、上护罩400、下护罩500、乘客座椅600、驾驶员座椅700、空调800、电机控制器900、空气压缩机1000、空气罐1100、冷却电机装置1200和车钩1300。

车厢包括厢体、前置紧急开闭门102、驾驶舱、车体支撑结构、窗、门、车间连接通道103和踏板。

轨道交通车辆的小编组为两节车厢，车厢两端均有驾驶舱，在驾驶舱前端设有端节前置逃生装置101。当该车辆系统失电、机电设备损坏、内部着火等任何需要救援的情况下，除了通过传统的同线车钩互连拖走和消防车通过云梯开门救援外，还可以利用驾驶舱前端设置的端节前置逃生装置101进行救援。

车辆设有车钩1300，救援车与该事故车辆车钩对接后，如鱼嘴一样自动打开该事故车辆的端节前置逃生装置，并迅速建立一条安全的救援疏散通道，由此完成空中车队车的乘客疏散救援。空中对接(乘客车对乘客车、救援车对乘客车)救援是本发明的一个特殊设计，也是运行于空中的轨道交通车辆救援中不可或缺的装置。

端节前置逃生装置101包括：紧急出口栏杆1011、车对车地面铺板1012、紧急出口控制台1013、逃生降落袋1014、平台降落缆绳1015、风挡紧急门1016、驾驶员座椅700、车门1017、扶手1018、车钩1300、弹簧轮1019、重型缓冲器1020和轮椅安全带1021。

端节前置逃生装置101的打开方式：

所述端节前置逃生装置的打开方式：当救援车与该事故车辆车钩挂接后，救援车与该事故车辆驾驶员分别按下驾驶舱仪表位置的按钮，驾驶舱正前面的所述风挡紧急门1013的机械锁扣解开，所述风挡紧急门1013设置在驾驶舱的正中，所述风挡紧急门1016包括上门1022和下门1023，所述上门1022被液压支撑杆支起到接近水平位置；所述下门1023则通过放下绕在所述弹簧轮上的平台降落缆绳，使所述下门1023因自重而下降，降落过程中始终受到两侧重型带缓冲器的支撑而缓缓落下，所述平台降落缆绳则斜拉着所述下门1023的前端，使所述下门1023成为临时支撑重量的平台。

自动开启且带有护网的紧急出口栏杆1011分别立在两侧，由驾驶员完成车对车地面铺板1012的铺设，一个快速形成的车与车之间的安全通道在短时间内完成搭建。事故车内的乘客可迅速通过这个救援门与通道疏散到另一个(可以是乘客车，也可以是专门设计的由柴油自驱动的维修救援车)空车内。疏散完毕后，两辆车将车钩脱开后，收回通道铺板，放下栏杆护网，可开闭门按原路自动收回关闭并锁扣锁紧。

救援车先将乘客安全拉到近车站后，再返回(或由另一辆车)将事故车辆拖、拉到安全车站或车辆段内。

与消防救援中使用功能相似的逃生降落袋1014(可伸缩的防火弹性尼龙降落袋)平时放置在驾驶员座椅700的下面和驾驶员位置另一面的高台地面盖板下。在紧急情况下，通过操纵紧急出口控制台1013，自动打开逃生带盖板，随后该逃生降落袋1014将自动落下，乘客可直接通过该袋安全地滑落到地面。

转向架300包括交流电机302、刹车器303、行走轮304、支撑架305、齿轮箱306、线路t型支撑307、吊索308、导向轮309、u型架310、空气减震器301、连接轴311、回转支撑轴承312和紧急聚氨酯轮313。

转向架落在由线路t型支撑307的方梁轨道314上，由上、下两部分组成。

转向架上部安装着完全对称分布的两套驱动系统，通过连接轴311与下部的u型架310、空气减震器301和回转支撑轴承312连接在一起。两套驱动系统相对于线路t型支撑中心对称分布，四个行走轮304落在由线路t型支撑307支撑的两根方梁或其他方式的轨道314上(该方梁为线路系统的行车轨道)。四个导向轮309紧贴着方梁轨道314的侧面，导向车辆沿轨道的方向行走。四个行走轮304与方梁轨道314外侧的四个导向轮将轨道紧紧“抱住”，构成了整个转向架与轨道之间安全稳定的关联。

所述驱动系统可滚动夹设于轨道上，在所述驱动系统动力作用下，所述转向架能够在所述轨道上滚动带动车辆行走。

每套驱动系统由四套驱动运行系统组成：每套驱动系统都有一个交流电机302通过传动齿轮箱306带动行走轮304转动；电机两侧各有一个刹车器303，通过抱住与行走轮304连接的外盘完成刹车动作；每个交流电机302下面位置设一个导向轮309紧贴着轨道314的侧面；行走轮304旁边有一个稍高于轨道面的小直径的紧急聚氨酯轮313，该聚氨酯轮313的作用是当旁边的行走轮304发生过渡磨损、偏斜、爆胎、脱胎的任何紧急情况时，对该点起到临时支撑保护作用。

空气减震器301由一个两侧开口的“箱体”形成框架3011，u型架3012穿设于框架3011中间，在u型架3012与框架3011之间对称布置了数组空气囊减震器3013：上下各两对，左右各两对，总共八个空气囊减震器3013。

空气囊减震器使用的高强度橡胶空气垫是半密封的，除了两侧各有两个盲孔用于螺丝固定，另留有一个通孔用于“呼吸”。

车辆的主要重量与荷载都作用在车厢上，悬挂式的驱动系统架在轨道12上方，在驱动系统与车厢之间并非刚性连接，而是设有空气减震器。当车辆加减速、急刹车和任何原因导致的冲击能量都首先由空气减震器吸收掉一部分并缓慢释放，这种通过吸收能量达到阻尼而使车厢内的乘客舒适度标准得到满足。

转向架下部的u型架底部是通过回转支撑轴承固定，容许转向架相对车厢围绕纵向轴水平转动；当轨道转弯时，导向轮使得转向架相对车厢围绕回转支撑轴承转动；但是这个转动力矩首先传到空气减震器上，压迫左上和右下侧(或左下和右上侧)的空气囊减震器的空气囊，当空气挤出后(其过程起到缓冲和阻尼作用)，左上和右下的空气囊被压扁，产生反向力矩从而将水平转角限制在一定的角度内。在风里以及任何其他外力施加在车厢上时，将可能产生车厢正对线路的左右摇摆。空气减震器的功能首先在于吸收摇摆力的能量，同时由于围绕浮动中心摇摆造成的倾斜将对左上向空气囊和右下空气囊产生压力，空气囊被压扁(空气尽被挤出)，摇摆动作获得空气弹簧的阻尼作用而缓和且终受到限制。左上与右下的高强度空气囊橡胶体被压扁后形成机械抗力(反向力矩)，从而限制了车厢继续摆动的大角度。

车辆在爬坡的时候，每个车箱之间应容许转动，以配合纵向角度的变化。转向架上部驱动行走系能够相对下部u型架和与其连接的车厢之间自由转动；这个转动的极限是通过线路大容许爬坡角度和对应的轨道线路纵向曲率半径的限制实现的。车厢上部的车体连接横梁之间为轴承铰接，车厢之间的通道设计都与之配合，容许转动对应角度且有冗余。

转向架与车厢之间的关系：编组节为n，则转向架数量为n+1。即，2节车编组，上设2+1＝3个转向架；3节车编组，上设3+1＝4个转向架，依此类推。每个车体连接横梁下面连接着一个车厢，个数与编组节n相同。

通过车体连接横梁底部的连接板与车厢内的不锈钢扶手杆上部的连接板用螺丝连接，这样就完成了转向架与车体的终结合，从而使得车厢能够通过扶手杆吊起来。车厢重力与车箱荷载为向下的力，而扶手杆不仅担当了乘客扶手的作用，更成为一个受拉的杆件结构组(每个车箱节四根拉杆均布)。

车体连接横梁上部空间还设有用于容放车厢空调、电机vvvf控制器和通风冷却单元的空间。

本发明属于中小运力(每小时单方向断面运力在1,000人-20,000人之间)的悬挂式轨道交通。而轻轨系统在30,000人左右，地铁系统则在50,000-60,000人左右。本系统适用于人口在200万左右的中小城市作为主干线、旅游区线路和大城市的支线系统。

以上所述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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。