本发明涉及空中交通工具的供电设备技术领域，尤其涉及一种应用于空中交通工具的电力轨道、电力连接系统及电力轨道交通系统。
背景技术：
随着汽车工业的发展，汽车的拥有者越来越多，地面交通日益拥堵，因此需要开发其他形式的交通工具，以缓解地面交通压力。其中一种方式即是将交通压力向空中疏散。空中交通工具，例如飞行汽车，能够在空中飞行或在陆地上行驶，能够从一辆公路汽车变身为一架飞机，利用飞行汽车出行能够有效缓解地面交通压力。
为了减少能源的浪费和避免环境污染，电力驱动空中交通工具成为研究热点。目前纯电力驱动空中交通工具的研发受限于没有持续强劲的电力来源，所以无法实现长时间远距离飞行，从而造成空中交通工具的使用受限。
因此，亟需一种电力轨道、电力连接系统以及电力轨道交通系统，以解决现有空中交通工具电力来源不足而造成的无法长时间飞行的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种电力轨道、电力连接系统以及电力轨道交通系统，以解决现有空中交通工具电力来源不足而造成的无法长时间飞行的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电力轨道，包括支架，以及由所述支架支撑的轨道本体，所述轨道本体呈管状，在所述轨道本体的管状表面上轴向设置有多对供电轨道，每对所述供电轨道包括连接电源正极的正极轨道槽和连接电源负极的负极轨道槽。
作为上述电力轨道的一种优选方案，所述轨道本体的管状表面设置有绝缘层，所述供电轨道设置在所述绝缘层上。
作为上述电力轨道的一种优选方案，多对所述供电轨道沿所述绝缘层的周向均匀间隔分布。
作为上述电力轨道的一种优选方案，所述绝缘层上还设置有防雨结构，所述防雨结构设置于所述正极轨道槽和所述负极轨道槽之间的区域内。
作为上述电力轨道的一种优选方案，所述轨道本体还包括承重钢索，所述承重钢索上套设有支撑结构，所述支撑结构包括套环和设置在所述套环上的周向均匀分布的支撑架，所述套环套设于所述承重钢索外，所述支撑架末端连接有调节螺栓，所述调节螺栓支撑所述绝缘层的内壁。
一种电力连接系统，包括所述的电力轨道以及待供电装置上的电力连接装置，所述电力连接装置可选择地与所述电力轨道连接或断开。
作为上述电力连接系统的一种优选方案，所述电力连接装置包括电力传输车、多旋翼飞行器和电缆，所述电缆连接所述电力传输车和所述待供电装置，所述电力传输车能够与所述电力轨道的一对供电轨道磁力连接，所述多旋翼飞行器能够和所述电力传输车磁力连接，并能够在所述电力轨道以及所述待供电装置之间飞行。
作为上述电力连接系统的一种优选方案，所述电力传输车包括车身，所述车身上至少设置有两排滚轮组，其中一排所述滚轮组能够与所述正极轨道槽连接，另一排所述滚轮组能够与所述负极轨道槽连接。
作为上述电力连接系统的一种优选方案，每排滚轮组包括两组滚轮组，每组所述滚轮组均包括一个电磁吸附轮和一个电力连接轮。
作为上述电力连接系统的一种优选方案，所述车身上设置有四排滚轮组，四排滚轮组沿所述车身的周向均匀分布，所述电力传输车还包括伺服电机，所述伺服电机的输出轴与所述滚轮组连接。
作为上述电力连接系统的一种优选方案，所述车身内设置有四个均与所述电缆连接的电力输出滑环，四排所述电力连接轮与四个所述电力输出滑环一一对应连接。
作为上述电力连接系统的一种优选方案，所述电力传输车还包括传输车控制模块，所述传输车控制模块分别与所述伺服电机、电磁吸附轮、电力连接轮连接。
一种电力轨道交通系统，包括所述电力轨道。
作为上述电力轨道交通系统的一种优选方案，多条所述电力轨道呈放射状分布。
作为上述电力轨道交通系统的一种优选方案，所述电力轨道由所述支架架设于地面双向行驶道路的中间隔离带区域上方。
本发明的有益效果：
本发明的电力轨道，通过支架将轨道本体架设起来，因此供电轨道能够设置在地面以上的低空区域，能够适用于空中交通工具低空飞行；同时多对供电轨道能够满足空中交通工具飞行过程中的躲避障碍物所需要的变轨需求，能够为空中交通工具的低空飞行提供持续电力，保证空中交通工具的正常飞行。
本发明的电力连接系统，包括电力轨道和可选择地与电力轨道连接或断开的电力连接装置，在需要为空中交通工具供电时，直接将电力轨道和电力连接装置连接即可，能够保证空中交通工具的正常飞行。
本发明的电力轨道交通系统，包括多条电力轨道，能够为空中交通工具的飞行进行合理规划。
附图说明
图1是本发明提供的电力轨道的结构示意图；
图2是图1中i处的局部放大图；
图3是本发明提供的空中交通工具的电力连接系统的结构示意图；
图4是本发明提供的沿车身轴向的电力传输车的结构示意图；
图5是本发明提供的沿车身周向展开的电力传输车的结构示意图；
图6是图5中ii处的局部放大图；
图7是图6中iii处的局部放大图；
图8是本发明提供的电力传输车以及多旋翼飞行器处于随动转接头上时的结构示意图；
图9是图8中iv处的局部放大图。
图中：
1、轨道本体；
11、绝缘层；111、防雨结构；12、承重钢索；13、正极轨道槽；14、负极轨道槽；15、支撑结构；151、套环；152、支撑架；153、调节螺栓；
2、支架；
21、立柱；22、支撑板；
3、电力连接装置；
31、电力传输车；311、车身；3111、磁力连接装置；3112、内套管；312、第一排滚轮组；3121、电磁吸附轮；3122、电力连接轮；313、第二排滚轮组；314、第三排滚轮组；315、第四排滚轮组；316、电力输出滑环；317、连接件；3171、第一连接部；3172、第二连接部；3173、第三连接部；318、伺服电机；319、支撑盘；
32、多旋翼飞行器；321、支撑管；
33、电缆；
34、随动旋转头；341、绕线辊子。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种电力轨道交通系统，能够为空中交通工具提供电力，并能够为空中交通工具的飞行路线进行规划，从而为空中交通工具使用提供了可能，进而能够为越来越拥堵的地面交通缓解压力。
该电力轨道交通系统包括多条电力轨道。电力轨道交通系统可以与现有的地面交通系统结合，也可以独立设计规划。在与现有的地面交通系统联合建立三维交通体系中，电力轨道的轨道本体1由支架2架设于地面双向行驶道路的中间隔离带区域上方，或者轨道本体1由支架2架设于地面交通道路的两侧。若电力轨道交通系统单独设计规划还可以以市中心为中心向四周发散，呈放射状分布。
如图1所示，本实施例提供的电力轨道，包括支架2以及由支架2支撑的轨道本体1。轨道本体1与电源之间的电源连接线穿设在支架2内。支架2包括设置于地面的立柱21和设置在立柱21上的支撑板22，支撑板22直接与轨道本体1连接。支架2沿轨道本体1的长度方向间隔设置有多个。
轨道本体1呈圆管状，以过圆管轴线的水平面和竖直面将轨道本体1分为四个部分，分别为位于右上侧的第一部分、位于左上侧的第二部分、位于左下侧的第三部分和位于右下侧的第四部分。第一部分与第二部分的轨道用于空中交通工具空中飞行，在作为双向行驶时，第一部分与第二部分分别作为正向和逆向的飞行轨道，第三部分与第四部分的轨道用于空中交通工具的起飞、降落及地面行驶充电，同时可作为纯电动汽车提供行驶充电。
具体的，本实施例中轨道本体1的的管状表面上轴向设置有多对供电轨道，通过供电轨道为空中交通工具供电。
轨道本体1包括横截面呈圆环形的绝缘层11，以及绝缘层11内部设置的承重钢索12，承重钢索12大致沿绝缘层11轴线设置。
多对供电轨道沿绝缘层11的周向均匀间隔分布。轨道本体1的四个部分上均至少有一对供电轨道。供电轨道包括连接电源正极的正极轨道槽13和连接电源负极的负极轨道槽14。通过正极轨道槽13和负极轨道槽14与空中交通工具连接实现对空中交通工具的供电。
由于轨道本体1通过间隔的支架2架设，两个支架2之间的承重钢索12由于具有一定的柔性，会产生一定的挠度，为了保证空中交通工具与供电轨道的稳定连接，需要将供电轨道保持与水平面平行。基于以上需求，承重钢索12上套设有支撑结构15，多个支撑结构15沿承重钢索12的长度方向间隔设置。支撑结构15包括套环151和设置在套环151上的三个周向均匀分布的支撑架152，套环151套设于承重钢索12外，支撑架152末端连接有调节螺栓153，调节螺栓153支撑绝缘层11的内壁，能够调节调节螺栓153所对应的绝缘层11内壁到承重钢索12的轴线的距离。通过支撑结构15的调节螺栓153可以对绝缘层11的内壁的位置做调整，从而消除承重钢索12产生的挠度对绝缘层11的影响，保证绝缘层11的轴线与水平面平行，从而实现供电轨道与水平面的平行。
如图2所示，绝缘层11上还设置有防雨结构111，防雨结构111设置于正极轨道槽13和负极轨道槽14之间的区域内。防雨结构111能够防止雨水落在防雨结构111下方的绝缘层11区域内，从而避免正极轨道槽13和负极轨道槽14之间通过雨水短路。其中防雨结构111为伸出绝缘层11表面的片状结构，片状结构的边缘具有向绝缘层11弯折的弯折部。该弯折部能够起到防雨的功能，还能避免划伤其他线缆。
该片状结构至少能够为正极轨道槽13和负极轨道槽14之间的部分区域进行挡雨。
实施例2
如图3所示，本实施例还提出一种电力连接系统，该系统包括实施例1中的电力轨道以及待供电装置上的电力连接装置3，该电力连接装置3可选择地与电力轨道连接或断开。本实施例中的待供电装置为空中交通工具。
具体地，电力连接装置3包括电力传输车31、多旋翼飞行器32和电缆33。其中，电力传输车31能够与电力轨道的一组供电轨道磁力连接，电缆33连接电力传输车31和空中交通工具，从而实现电力轨道为空中交通工具的供电。多旋翼飞行器32能够和电力传输车31磁力连接，并能够在电力轨道以及空中交通工具之间飞行。由于空中交通工具在飞行前处于地面，而电力轨道处于较高的低空飞行位置，在空中交通工具需要飞行时，需要通过多旋翼飞行器32将电力传输车31输送到电力轨道附近，电力传输车31再与电力轨道连接。
如图4和5所示，本实施例中的电力传输车31包括车身311，车身311上转动连接有四排滚轮组，四排滚轮组沿车身311的周向均匀分布。每排滚轮组包括两组滚轮组，且该两组滚轮组的排列方向与车身311的轴线平行。每组滚轮组均包括一个电磁吸附轮3121和一个电力连接轮3122。每一排的电磁吸附轮3121和电力连接轮3122均位于同一平面内且车身311的轴线处于该平面内。其中电磁吸附轮3121用于与正极轨道槽13或负极轨道槽14电磁吸附连接，保证电力传输车31与电力轨道的稳定接触；电力连接轮3122用于与正极轨道槽13或负极轨道槽14电连接，从而实现电力的传输。
本申请中设置四排滚轮组的目的是为了实现电力传输车31变轨。如果在同一供电轨道上运行有多辆空中交通工具，需要超过前方的空中交通工具时，通过四排滚轮组可实现电力传输车31变轨到其他供电轨道上，从而能够避开其他空中交通工具的电力传输车31。根据具体的需求，可以增加或减少滚轮组的排数。
如图6所示，车身311内设置有四个电力输出滑环316，四个电力输出滑环316与四排滚轮组一一对应。电力输出滑环316使每排滚轮组的电力连接轮3122均与电缆33连接。
具体的，如图4-图7所示，每排滚轮组与其对应的电力输出滑环316之间均连接有连接件317。连接件317包括第一连接部3171、第二连接部3172和第三连接部3173。第一连接部3171呈u型，其两个端部分别连接电磁吸附轮3121和电力连接轮3122。第二连接部3172包括第一连接部、第二连接部和中间部，其中，中间部与车身的轴线平行且伸入电力输出滑环316内，第一连接部和第二连接部均与中间部垂直，且均与第一连接部的中部铰接。第一连接部和第二连接部之间连接有弹簧，弹簧的一端连接在第二连接部3172的连接部与中间部的连接处，另一端连接在第一连接部3171的靠近电磁吸附轮3121的一端。第二连接部3172的中间部通过第三连接部3173与电力输出滑环316连接。如图7所示，第三连接部3173包括滑块和弹簧，其中弹簧一端连接在第二连接部3172上，另一端连接滑块，该滑块的远离弹簧的一端与电力输出滑环316的内壁接触。
上述四个电力输出滑环316均通过导线与接线箱连接，接线箱通过电缆33与空中交通工具连接。由于四个电力输出滑环316与四排电力连接轮3122保持连接状态，如此，不论电力输出车如何变轨，该电缆33均能通过电力输出滑环316将电力轨道的电力输送到空中交通工具上。
如图6所示，电力传输车31还包括伺服电机318，伺服电机318的输出轴与四排滚轮组同时连接。伺服电机318的转动能够控制四排滚轮组相对车身311转动，从而实现变轨。具体地，车身311的两端上均设置有支撑盘319，支撑盘319设置在伺服电机318的输出轴上，并能够随伺服电机318的转动而转动。四排滚轮组的第二连接部3172穿设于支撑盘319中，当伺服电机318的输出轴转动时，支撑盘319则带动四排滚轮组同时转动，当与电力传输车31连接的供电轨道不同时，实现了电力传输车31的变轨。
如图3和图4所示，四排滚轮组包括沿车身311周向依次排列的第一排滚轮组312、第二排滚轮组313、第三排滚轮组314和第四排滚轮组315。当第一排滚轮组312和第二排滚轮组313与其中一对供电轨道连接时，如果需要变轨，则根据需要可以先使第二排滚轮组313的电磁吸附轮3121断开磁力与相应的轨道槽分离，然后控制第四排滚轮组315的电磁吸附轮3121开启磁力，并通过伺服电机318旋转使第四排滚轮组315的电磁吸附轮3121靠近电力轨道的表面，并吸附在与第一排滚轮组312所在的轨道槽相邻的轨道槽内。然后再控制第一排滚轮组312的电磁吸附轮3121断开磁力与相应的轨道槽分离，然后控制第三排滚轮组314的电磁吸附轮3121开启磁力，并吸附在与第四排滚轮组315所在的轨道槽相邻的轨道槽内。经过伺服电机318的两次转动，能够实现电力传输车31完全避开原来所在的供电轨道，确保空中交通工具的正确变轨，避免空中交通工具碰撞及电缆33的绕挂。
根据变轨需要，还可以控制伺服电机318反向旋转两次，实现电力传输车31向另一个方向的变轨。
电力传输车31还包括传输车控制模块，传输车控制模块分别与伺服电机318、电磁吸附轮3111、电力连接轮3122连接。通过传输车控制模块控制伺服电机318的转动从而实现控制电力传输车31变轨，传输车控制模块还能控制电磁吸附轮3111上的磁力开断，从而控制电力传输车31与轨道本体1的连接，传输车控制模块可以控制电力连接轮3122的转动速度。
如图8和图9所示，本实施例中的多旋翼飞行器32为四轴飞行器，四轴飞行器能够与电力传输车31磁力连接。其中，电力传输车31的车身311上连接磁力连接装置3111，磁力连接装置3111的中部连接有内套管3112，电缆33穿设在该内套管3112中，四轴飞行器上连接有支撑管321，支撑管321位于四轴飞行器的几何中心处，当四轴飞行器与电力传输车31连接时，支撑管321套设在内套管3112上，并与磁力连接装置3111磁力连接。
电力连接装置3还包括设置在空中交通工具上的随动旋转头34，随动旋转头34在控制电机的控制下实现随意调整相对空中交通工具的角度。在随动旋转头34上还设置有绕线辊子341，电缆33连接在绕线辊子341上，当空中交通工具不需要连接电力轨道时，电缆33缠绕在绕线辊子341上。
当空中交通工具处于地面行驶状态时，四轴飞行器在随动旋转头34中充电。当空中交通工具驾驶到电力轨道的下方准备开启飞行模式时，四轴飞行器运载电力传输车31并牵拉电缆33起飞，使电力传输车31与电力轨道接轨，在电力传输车31的两排滚轮组成功吸附一对供电轨道的正极轨道槽13和负极轨道槽14后，四轴飞行器与电力传输车31的磁力连接装置3111断开，四轴飞行器通过支撑管321沿电缆33滑落回空中交通工具的随动旋转头34锁定并充电，空中交通工具的外接电力连接完毕，空中交通工具起飞升高后，随动旋转头34随动旋转始终保持电缆33与其法线平行，从而避免电缆33和随动旋转头34的边缘碰触。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。