一种地空一体公共电车的制作方法

本发明涉及一种地空一体公共电车，属于新型公共交通技术领域。

背景技术：

目前，有限的地面道路资源面对日益增多的私家车产生了一个严重的社会问题——交通拥堵。越来越多的城市被列为“堵城”，严重的交通拥堵给人们的出行甚至整天的生活都带来了极大的不便，给如今快节奏的生活带来了巨大阻力，严重影响了生活质量，而且随着交通拥堵的加剧与持续，使城市的空气受到严重的污染。抛开科学的交通管制，目前最大的问题就是现有的道路空间资源无法满足日益增长的私家车交通需求，所以有效的利用现有的道路资源能够缓解这一供需不平衡的矛盾，该发明解决了公交专用道资源闲置的问题，以牵引头车牵引私家车在专用道内行驶，既保证了“公交”的正常快速运行，也使私家车形成了集群效应，最大限度的利用道路资源。

随着科技的发展与新能源汽车的推广，在未来，电动私家车将会取代传统汽车，另外，迫于地面交通的压力，可飞行私家车进入人们的生活也必将成为现实。而私家车的充电和续航是必须面对的问题，该种公共电车在牵引集群车辆的同时还能为地面及可飞行私家车的临时充电，能够缓解充电桩等交通基础设施的建设压力，有效解决部分私家车的临时充电和续航问题。对于进入空中的可飞行私家车同样需要进行交通管制，由于空中交通的特殊交通环境，其管理难度远远大于地面交通，该发明中可用于可飞行私家车停靠和充电续航的飞艇可以使可飞行私家车和小型飞机形成集群，同时对可飞行私家车形成牵制，一定程度可以规范空中交通秩序，有效缓解空中交通管制压力。

该种公共电车综合了普通公交和铁路的运行优势，在路网建设和修改方面相对于地铁有投资小和方便的优势，在未来极具可行性。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是由牵引头车、接触电缆、受电弓、飞艇、连接杆组成一种集载客、牵引、充电于一体的地空公共电车。牵引头车有专属的车道，车道沿线右侧铺设接触电缆；受电弓与接触电缆接触后向整个公共电车供电；刚性连接杆将空中的飞艇与牵引头车连为一个整体，同时负责飞艇的支撑和供电。牵引头车尾部设置有连接盘，适合该种公共电车使用的地面行驶的私家车和可飞行汽车两端也设置有连接盘，牵引头车、飞艇通过连接盘分别对地面行驶的私家车和可飞行汽车实现牵引和充电。飞艇顶面的甲板可供小型私人飞机和遥控飞机停靠和充电。牵引头车和飞艇自身均具有载客功能。

该发明采用的技术方案是：一种地空一体公共电车，包括牵引头车、接触电缆、飞艇、受电弓、连接杆；连接杆将牵引头车和飞艇连接为一个整体；牵引头车通过受电弓和接触电缆连接；牵引头车行驶在地面道路中的专属车道上，有固定的行驶路线，其尾部安装有连接盘，私家车通过连接盘的连接形成集群效应；飞艇飞行在牵引头车的上空，通过连接杆与牵引头车保持相同的运动轨迹，飞艇的两侧安装有4组螺旋桨负责飞艇的起降和前进；受电弓和接触电缆为牵引头车和飞艇供电；可飞行私家车、地面行驶的私家车的头部和尾部均设置有连接盘；可飞行私家车、地面行驶的私家车、飞艇、牵引头车自身均设置有控制系统、gprs、无线通信装置，可飞行私家车、地面行驶的私家车、飞艇、牵引头车均能够通过无线通信装置进行互通信及远程服务器通信，并均通过远程服务器共享运行路线、运行状态、电能情况、充放电情况；可飞行私家车能自动匹配飞艇的速度，并与飞艇保持相同的速度通过连接盘串联在一起与飞艇同速度巡航飞行；地面行驶的私家车能自动匹配牵引头车的速度，并与牵引头车保持相同的速度通过连接盘串联在一起与牵引头车同速度巡航飞行；飞艇、可飞行私家车之间、可飞行私家车与其它可飞行私家车之间均能通过接盘进行互相充电；牵引头车与地面行驶的私家车、地面行驶的私家车与其它地面行驶的私家车之间均能通过接盘进行互相充电。

进一步的，牵引头车和飞艇自身均具有载客功能；牵引头车内部设置有座椅可供乘客乘坐；飞艇内部设置有两层座椅供乘客乘坐。

进一步的，飞艇甲板的前端、牵引头车后端和适用于该种地空一体公共电车的私家车的头部和尾部均安装有连接盘；可飞行私家车停靠在甲板上后由连接盘连接后有序的排在列在甲板中间；地面行驶的私家车通过连接盘连接在牵引头车后面；通过连接盘连接在牵引头车尾部和甲板上的私家车可进行临时充电。

进一步的，连接盘为钢质圆形盘，盘上设置一个电磁铁、一个自动挂扣、一个电源触点，电磁铁由单片机控制其磁性的有无，电磁铁和自动挂扣负责对私家车的牵引连接；牵引头车和甲板上的电源触点与充电电路连接，私家车前端的电源触点一方面和车内的蓄电池连接，一方面和车后端的电源触点连接；安装在私家车前端的自动挂扣和车的驱动电路连接。

进一步的，当地面行驶的私家车前端和前车后端的连接盘上的自动挂扣相互接触连接后与引头车以相同的速度行驶或者完全由牵引头车牵引前进，车主在车内的控制面板上选择是否进行充电；后续的私家车以相同的方式进行连接，牵引头车行驶期间车队中有车辆驶离的情况下，该需要脱离的车辆向其它车辆发送离开信息，连接的所有私家车自动控制速度让该需要脱离的私家车脱离后又重新与牵引头车匹配速度进行连接。

进一步的，当可飞行私家车前端和前车后端的连接盘上的自动挂扣相互接触连接后与飞艇以相同的速度飞行，车主在可飞行私家车内的控制面板上选择是否进行充电；后续的可飞行私家车以相同的方式进行连接，飞艇行驶期间车队中有车辆驶离的情况下，该需要脱离的车辆向其它车辆发送离开信息，连接的所有车辆自动控制速度让该需要脱离的可飞行私家车脱离后又重新与飞艇匹配速度进行连接。

进一步的，接触电缆为现有装置，布设在牵引头车行驶道路的右侧，通过受电弓向整套公共电车供电。

进一步的，受电弓为现有装置，采用单臂式受电弓，安装在牵引头车的车顶，其滑板的方向向右，受电弓解决接触电缆向整套公共电车的供电问题。

进一步的，连接杆为刚性连接杆，其作用是调节飞艇的飞行高度、固定飞艇的航向和为飞艇供电；一套完整的连接杆有2-3根子连接杆由节点连接而成，连接杆通过节点的活动实现整套连接杆的伸展和折叠，从而根据实际情况辅助调节飞艇的飞行高度；连接杆将牵引头车和飞艇连接成一个整体，使飞艇的运动轨迹和牵引头车在垂直方向上一致；连接杆内装有供电线，解决飞艇的供电问题。

进一步的，飞艇甲板两侧设置有停机坪可供私人小型飞机或者遥控飞机停靠，停机坪上安装的感应线圈可对私人小型飞机或者遥控飞机进行充电。

进一步的，牵引头车和传统的公共汽车一样有独立的站台，对于飞艇，其站台设置在牵引头车站台之上；牵引头车和飞艇同时停靠和启动。

进一步的，牵引头车能对地面行驶的私家车进行充电，同时相互通过连接盘连接的私家车之间也可以互相充电；飞艇能对可飞行私家车充电，同时相互通过连接盘连接的可飞行私家车之间也可以互相充电；牵引头车、地面行驶的私家车、飞艇、可飞行私家车之间与远程服务器通信进行通信或者互通信，远程服务器能够计算每个牵引头车、地面行驶的私家车、飞艇、可飞行私家车之间彼此交换的电量，并在远程服务器设立彼此信任的支付系统，通过彼此实际获得或者付出的电量进行付费结算。

进一步的，适用于该种公共电车的地面行驶的私家车、可飞行私家车和小型私人飞机内安装有面对用户的控制面板，用户在控制面板上选择所需要的服务类型，并完成所选择服务项目的费用结算和支付，控制面板由单片机控制其显示内容。

进一步的，连接杆也可以是柔性连接杆，可直接采用一根完整的柔性连接杆代替由2-3根刚性连接杆组成的连接杆；柔性连接杆和刚性连接杆的作用和操作方法一致。

进一步的，接触电缆的布设不局限于道路的右侧，也可以是道路的左侧和牵引头车的正上方，具体的布设位置根据实际情况而定；需要注意的是当接触电缆布设位置反生变化时相应的受电弓的方向也要改变。

在该种公共电车的系统电路图中，所用单片机型号为at89c51，用于牵引吸附电车的为受单片机控制的电磁铁，电源系统为无线充电技术维持的蓄电池。电路中三端稳压器型号为w7805，桥式整流型号为df04m，感应线圈用耦合变压器代替，正弦波起振电路为石英并联起振电路，显示电路用来显示充电进程，无线发射电路控制无线充电的开始和结束。为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：（1）上电复位可以对内部存储器进行复位。（2）同步内外的时钟信号。（3）电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定。（4）当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。受单片机控制的电磁铁用来牵引和吸附电车。确认到达车站后，电磁铁带电磁化，牵引电车，吸附固定电车。该电磁铁固定在充电站，受充电站的单片机控制，为简化电路，电路中将其连接在了电车的控制单元上。电车上的单片机通过无线发射电路发射信号到充电站的控制单元，使充电站的充电系统开始工作。充电站通过石英并联正弦波起振电路产生稳定的高频正弦波交流电。电路的振荡频率约为石英晶体的并联谐振频率。通过充电站与电车上的耦合线圈作用，电车上的线圈感应出交流电。通过电车上的整流滤波稳压电路，到达蓄电池两端的电流为直流稳压电流。lcd显示屏受单片机控制，可以显示实时的电量，并提示充电是否完成。

一种地空一体公共电车，其控制方法如以下步骤：

步骤一：牵引头车、飞艇、可飞行私家车、地面行驶的私家车，均以不同的速度行驶，彼此通过无线通信装置与远程服务器共享路线、行驶状态、电量等数据；

步骤二：可飞行私家车、地面行驶的私家车在需要充电的情况下，通过远程服务器自动匹配与自己路线相同的引头车、飞艇、可飞行私家车、地面行驶的私家车，并向它们发出连接请求；

步骤三：服务器根据需要充电的可飞行私家车、地面行驶的私家车路线、行驶状态、电量选择最佳方案让其自动行驶或飞行靠近接受其连接请求的牵引头车、飞艇、可飞行私家车、地面行驶的私家车尾部，并为其充电；

步骤四：所有连接在一起的牵引头车、飞艇、可飞行私家车、地面行驶的私家车以相同的速度行驶；

步骤五：当有可飞行私家车或地面行驶的私家车需要离开连接序列时，其向服务器发送请求，服务器给该可飞行私家车或地面行驶的私家车连接序列的牵引头车、飞艇、可飞行私家车、地面行驶的私家车发送指令，让该可飞行私家车或地面行驶的私家车离开；

步骤六：该可飞行私家车或地面行驶的私家车离开后，服务器又重新给刚刚连接在一起的可飞行私家车或地面行驶的私家车发送指令，并控制他们以最佳的速度和连接序列连接在一起；

步骤七：连接序列连接过程中，牵引头车能对地面行驶的私家车进行充电，同时相互通过连接盘连接的私家车之间也可以互相充电；飞艇能对可飞行私家车充电，同时相互通过连接盘连接的可飞行私家车之间也可以互相充电；牵引头车、地面行驶的私家车、飞艇、可飞行私家车之间与远程服务器通信进行通信或者互通信，远程服务器能够计算每个牵引头车、地面行驶的私家车、飞艇、可飞行私家车之间彼此交换的电量，并在远程服务器设立彼此信任的支付系统，通过彼此实际获得或者付出的电量进行付费结算。

步骤八：飞行在空中的私人小型飞机或者遥控飞机可停靠在飞艇甲板上，可飞行私家车停靠在飞艇中间的甲板上后由甲板前端的连接盘固定，私人小型飞机或者遥控飞机可通过感应线圈充电，用户同样是通过控制面板进行服务项目的选择和费用的结算与支付。

步骤九：当公共电车靠近下一个站台时，随着牵引头车速度的降低，连接杆进行适当的伸展或者折叠，使飞艇能够安全平稳的停在站台上，牵引头车和飞艇均停在站台上后开始乘客的上下，之后又开始向下一个站台前进。

本发明的工作原理是：由牵引头车、接触电缆、受电弓、飞艇、连接杆组成一种集载客、牵引、充电于一体的地空公共电车。牵引头车有专属的车道，车道沿线右侧铺设接触电缆；受电弓与接触电缆接触后向整个公共电车供电；刚性连接杆将空中的飞艇与牵引头车连为一个整体，同时负责飞艇的支撑和供电。牵引头车尾部设置有连接盘，适合该种公共电车使用的地面行驶的私家车和可飞行汽车两端也设置有连接盘，牵引头车、飞艇通过连接盘分别对地面行驶的私家车和可飞行汽车实现牵引和充电。飞艇顶面的甲板可供小型私人飞机和遥控飞机停靠和充电。牵引头车和飞艇自身均具有载客功能。

与传统技术相比，本发明的有益效果是：1.飞艇的使用做到了充分开发和利用空中空间，利用上空空间缓解地面空间的压力；2.私家车也能乘坐“公交车”，缓解了城市交通的压力；3.地面和空中的私家车通过公共电车的牵引形成集群效应，极大减少资源不必要的浪费；4.私家车在被牵引前进的同时就可以完成充电，方便私家车出行的同时还能减少充电桩的减少，能降低交通建设的投资；5.让私家车也参与公共交通，减少交通压力的同时还能带来一定的社会经济效益；6.牵引头车和飞艇共同运送乘客，加大了公共交通的运送容量；7.该种公共电车的运行可使用地面现有道路，结合了铁路供电方式，建设投资小，线路修改成本小。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中牵引头车及供电结构示意图；

图3为本发明中飞艇及连接杆结构示意图；

图4为该发明的系统电路图；

图5为该发明的工作流程图；

图中各个标号为：1-牵引头车；101-连接盘；102-电磁铁；103-单片机；104-控制面板；2-接触电缆；3-飞艇；301-甲板；302-停机坪；303-螺旋桨；4-受电弓；5-连接杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1、图2、图3，一种地空一体公共电车，包括牵引头车1、接触电缆2、飞艇3、受电弓4、连接杆5；连接杆5将牵引头车1和飞艇3连接为一个整体；牵引头车1通过受电弓4和接触电缆2连接；牵引头车1行驶在地面道路中的专属车道上，有固定的行驶路线，其尾部安装有连接盘101，私家车通过连接盘101的连接形成集群效应；飞艇3飞行在牵引头车1的上空，通过连接杆5与牵引头车1保持相同的运动轨迹，飞艇3的两侧安装有4组螺旋桨303负责飞艇的起降和前进；受电弓4和接触电缆2为牵引头车1和飞艇3供电；可飞行私家车、地面行驶的私家车的头部和尾部均设置有连接盘101；可飞行私家车、地面行驶的私家车、飞艇3、牵引头车1自身均设置有控制系统、gprs、无线通信装置，可飞行私家车、地面行驶的私家车、飞艇3、牵引头车1均能够通过无线通信装置进行互通信及远程服务器通信，并均通过远程服务器共享运行路线、运行状态、电能情况、充放电情况；可飞行私家车能自动匹配飞艇3的速度，并与飞艇3保持相同的速度通过连接盘101串联在一起与飞艇3同速度巡航飞行；地面行驶的私家车能自动匹配牵引头车1的速度，并与牵引头车1保持相同的速度通过连接盘101串联在一起与牵引头车1同速度巡航飞行；飞艇3、可飞行私家车之间、可飞行私家车与其它可飞行私家车之间均能通过接盘101进行互相充电；牵引头车1与地面行驶的私家车、地面行驶的私家车与其它地面行驶的私家车之间均能通过接盘101进行互相充电。

所述的，牵引头车1和飞艇3自身均具有载客功能；牵引头车1内部设置有座椅可供乘客乘坐；飞艇3内部设置有两层座椅供乘客乘坐；牵引头车1和传统的公共汽车一样有独立的站台，对于飞艇3，其站台设置在牵引头车站台之上；牵引头车1和飞艇3同时停靠和启动。

所述的，飞艇甲板301的前端、牵引头车后端和适用于该种地空一体公共电车的私家车头部和尾部均安装有连接盘101；可飞行私家车停靠在甲板301上后由连接盘101连接后有序的排在列在甲板中间；地面行驶的私家车通过连接盘连接在牵引头车1后面；通过连接盘101连接在牵引头车尾部和甲板上的私家车可进行临时充电。

所述的，连接盘101为钢质圆形盘，盘上设置一个电磁铁102、一个自动挂扣、一个电源触点，电磁铁102由单片机103控制其磁性的有无，电磁铁102和自动挂扣负责对私家车的牵引连接；牵引头车1和甲板301上的电源触点与充电电路连接，私家车前端的电源触点一方面和车内的蓄电池连接，一方面和车后端的电源触点连接；安装在私家车前端的自动挂扣和车的驱动电路连接；当可飞行私家车前端和前车后端的连接盘上的自动挂扣相互接触连接后与飞艇3以相同的速度飞行，车主在可飞行私家车内的控制面板104上选择是否进行充电；后续的可飞行私家车以相同的方式进行连接，飞艇3行驶期间车队中有车辆驶离的情况下，该需要脱离的车辆向其它车辆发送离开信息，连接的所有车辆自动控制速度让该需要脱离的可飞行私家车脱离后又重新与飞艇3匹配速度进行连接。

所述的，当地面行驶的私家车前端和前车后端的连接盘上的自动挂扣相互接触连接后与引头车1以相同的速度行驶或者完全由牵引头车1牵引前进，车主在车内的控制面板104上选择是否进行充电；后续的私家车以相同的方式进行连接，牵引头车1行驶期间车队中有车辆驶离的情况下，该需要脱离的车辆向其它车辆发送离开信息，连接的所有私家车自动控制速度让该需要脱离的私家车脱离后又重新与牵引头车1匹配速度进行连接。

所述的，接触电缆2为现有装置，布设在牵引头车1行驶道路的右侧；受电弓4为现有装置，采用单臂式受电弓，安装在牵引头车的车顶，其滑板的方向向右，受电弓3解决接触电网向整套公共电车的供电问题。

所述的，连接杆5为刚性连接杆，其作用是调节飞艇3的飞行高度、固定飞艇3的航向和为飞艇3供电；一套完整的连接杆有2-3根子连接杆由节点连接而成，连接杆通过节点的活动实现整套连接杆的伸展和折叠，从而根据实际情况辅助调节飞艇3的飞行高度；连接杆5将牵引头车1和飞艇3连接成一个整体，使飞艇3的运动轨迹和牵引头车1在垂直方向上一致；连接杆5内装有供电线，解决飞艇3的供电问题。

所述的，飞艇甲板301两侧设置有停机坪302可供私人小型飞机或者遥控飞机停靠，停机坪302上安装的感应线圈可对私人小型飞机或者遥控飞机进行充电。

所述的，牵引头车1能对地面行驶的私家车进行充电，同时相互通过连接盘101连接的私家车之间也可以互相充电；飞艇3能对可飞行私家车充电，同时相互通过连接盘101连接的可飞行私家车之间也可以互相充电；牵引头车1、地面行驶的私家车、飞艇3、可飞行私家车之间与远程服务器通信进行通信或者互通信，远程服务器能够计算每个牵引头车1、地面行驶的私家车、飞艇3、可飞行私家车之间彼此交换的电量，并在远程服务器设立彼此信任的支付系统，通过彼此实际获得或者付出的电量进行付费结算。

所述的，适用于该种公共电车的地面行驶的私家车、可飞行私家车和小型私人飞机内安装有面对用户的控制面板104，用户在控制面板104上选择所需要的服务类型，并完成所选择服务项目的费用结算和支付，控制面板104由单片机103控制其显示内容。

请参阅图4，在该种公共电车的系统电路图中，所用单片机104型号为at89c51，用于牵引吸附电车的为受单片机104控制的电磁铁103，电源系统为无线充电技术维持的蓄电池。电路中三端稳压器型号为w7805，桥式整流型号为df04m，感应线圈用耦合变压器代替，正弦波起振电路为石英并联起振电路，显示电路用来显示充电进程，无线发射电路控制无线充电的开始和结束。为了保障单片机104运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：（1）上电复位可以对内部存储器进行复位。（2）同步内外的时钟信号。（3）电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定。（4）当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。确认到达车站后，电磁铁带电磁化，牵引电车，吸附固定电车。该电磁铁固定在连接盘（101）上，受充电站的单片机控制，为简化电路，电路中将其连接在了电车的控制单元上。电车上的单片机通过无线发射电路发射信号到充电站的控制单元，使充电站的充电系统开始工作。充电站通过石英并联正弦波起振电路产生稳定的高频正弦波交流电。电路的振荡频率约为石英晶体的并联谐振频率。通过充电站与电车上的耦合线圈作用，电车上的线圈感应出交流电。通过电车上的整流滤波稳压电路，到达蓄电池两端的电流为直流稳压电流。控制面板受单片机控制，可以显示实时的电量，并提示充电是否完成。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。