单轨系统的制作方法

专利名称：单轨系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的单轨的载客-轻型货运系统，该系统包括一种车辆以及为此系统设计的改进型轨道。
背景技术：
轨道车辆系统—例如单轨铁路具有很多优点，尤其是在拥挤的城区环境，在这样的环境中，地面街道上的交通被拥塞起来，传统的大规模交通形式—例如公交汽车必须要与现有的交通工具争夺有限的空间。例如，在城市街道上方的专用高架导轨车辆系统就不受交通堵塞的影响。对于在城市中活动的人群而言，其是快速而便捷的交通方式，且该系统也有助于减轻交通的拥堵。
但是，现有高架轨道车辆系统的某些特性阻碍了其在全球范围内获得广泛的应用。首先，用于抬高导轨的现有支撑结构是很笨重的，且非常庞大，从而使它们的造价和安装成本都很高。很难作到在某个中央制造工厂预制出这样的结构、然后再将其容易地运输到最终进行建装的地点处。因而，支撑结构必须要在其所应用的施工地点直接地单独制出。制造此类结构所用的时间和费用在高架轨道系统的巨额造价中占了主要的比重。另外，两方面变化的结合将使对所制得支撑结构的质量和一致性的控制变得困难，其中，一方面的变化是指气候、温度的变化以及各个支撑结构制造地点处的环境变化，另一方面的变化是指与必须在各个地点之间不断地移动和建立制造设备所相关的变化。
另外，现有的导轨和行车轨道易于冻积冰雪，而冻积的冰雪对车辆的行驶是不利的。类似地，现有的转向架、车架、导轨、以及转辙装置是很复杂的，它们的造价很高。
因而，需要能有这样一种轨道车辆系统其可在非现场的地点处稳定而经济地预制出，并易于被移动到要进行安装的地点，该系统提供了改进后的稳定导轨设计和转向架设计，且提供了改进的转辙装置，其还为轨道、车辆、以及车辆构件的形状、设计和材质提供了改进后的结构形状、设计及材质。

发明内容
本发明的主要目的是实现上述的需求。
本发明还包括一种单轨系统，其具有如下的一个或多个特征1.一种单轨运输系统，用于执行载客和轻型货运，其结构轻巧、造价经济，并实现了以很低的造价按照自由的形式进行建造；2.一种单轨系统，其带有低型面的稳定导轨，该单轨系统与带有独立转向架的车辆相配套，其中的转向架上带有用于驱动车辆的机电型推进—悬挂系统、磁悬浮系统、或直线电机系统；3.一种带有至少一个纵向导体和至少一条电缆的单轨系统，其中的导体被安装在稳定导轨上，并与其平行地进行延伸，电缆被装在稳定导轨内，并沿稳定导轨的全长延伸，且延伸向纵向导体；4.一种单轨系统，在该单轨系统的车辆内，设置了一种装置，其用于通过导体来接收电信号；5.一种单轨系统，其具有被加热的导轨和/或稳定导轨；6.一种单轨系统，其具有改善的行车线路设计、导轨设计、以及转向架设计，这些设计有利于这些系统的工作和建造；7.一种单轨系统，其具有交流驱动的车辆构造；8.一种单轨系统，其具有改进的硬件设施和材料；9.一种单轨系统，其具有改善的安全性；以及10.一种单轨系统，其带有改进后的转辙装置，用于在两条或多条导轨之间进行转换。
相应地，本发明提供了一种改进后的单轨系统，其具有一个基本上为平面的顶面，该系统包括(a)用于进行支撑的装置，其具有基本为平面的顶面；(b)一纵向稳定导轨，其具有一垂直腹板，该腹板支撑着一个头部，该头部形成了两条稳定导槽，稳定导轨被安装在所述的顶平面上，并与之平行，且将顶平面划分为两条平行的车辆运行路径；(c)至少一辆被推进的车辆，其具有一车体和至少两个独立的转向架，两转向架与行车线路和稳定导轨相配合，且两转向架可绕位于车体与转向架之间的一个枢转点独立地转动；以及(d)至少一个纵向的导体，其被安装到稳定导轨上，并平行于稳定导轨进行延伸，在稳定导轨内设置一电缆，该电缆在稳定导轨的全长范围内延伸，并而伸向纵向导体。
本发明还公开了改进的车辆、转向架、轨道、以及支撑结构和规划。


在所附的权利要求书具体地列出了本发明那些新的特征。但对本发明自身、以及其目的和特征最好的领会则可参照下文结合附图所作的描述，在附图中图1是一侧视剖面图，表示了根据本发明建造的典型单轨系统，图中，一车辆在该单轨系统上行驶；图2是一示意性的局部端视剖面图，表示了顶平面和稳定导轨，图中，一轮式车辆在该轨道上运行；图3中的示意性俯视剖面图表示了顶平面和稳定导轨，图中，一交流轮式车辆在该轨道上运行；图4是一放大的示意性局部端视剖面图，表示了顶平面和稳定导轨，图中详细地表示出了控制管线和绝缘的接触轨；图5是本发明优选实施例中双头集电器的俯视图；图6中的局部示意图表示了根据本发明优选实施例的导轨感应式互通集电器；图7是顶平面和稳定导轨的示意性局部端视剖面图，在该轨道上有一磁悬浮和磁推进的车辆运行；图8是顶平面和稳定导轨的示意性局部端视剖面图，图中，一由线性电机驱动的车辆在该轨道上运行；图9中的俯视图表示了根据本发明所制的转辙机的一个实施例，图中表示出了柔性的稳定导轨，其处于被转换的状态；图10是沿图9中的10-10线所作的端视剖面图，其表示了转辙机的一个实施例，该转辙机具有一曲柄电机和杠杆臂组件；
图11是沿图9中的11-11线所作的侧视剖面图，表示了转辙机的一种实施例，该转辙机具有一曲柄电机和杠杆臂组件；图12是一放大的示意性局部端视剖面图，表示了根据本发明一优选实施例的顶平面、稳定导轨、以及导向轮机构；图13是一放大的示意性局部端视剖面图，表示了根据本发明另一优选实施例的顶平面、稳定导轨、以及导向轮机构；图14是一示意性的局部端视剖面图，表示了顶平面和稳定导轨，该轨道带有一根据本发明优选实施例的轮式车辆，其具有一导向轮悬挂系统；图15是对图14所示悬挂系统所作的示意性局部俯视剖面图；图16中的示意性局部俯视剖面图表示了根据本发明一备选的优选实施例所设计的圆形转轮式转向架；图17是对图16中圆形转轮式转向架所作的、放大的示意性局部端视剖面图，图中表示了在稳定导轨上的一种可能的定向；图18是一示意性的局部俯视剖面图该转向架是根据本发明的一优选实施例所制的，且不带有横拉杆；图19是一示意性局部俯视剖面图，表示了根据本发明一优选实施例的、带有横拉杆的圆形转轮式转向架，并表示了驱动齿轮和电动机可能的定向形式；图20是一示意性局部俯视剖面图，表示了一种根据本发明一优选实施例的、备选的驱动系统，图中表示出了驱动齿轮和电动机可能的定向形式；图21中的局部俯视图表示了部件本发明一优选实施例的缓冲悬挂装置及车辆的自动调高装置；图22是沿图21中的22-22线对缓冲悬挂装置及车辆自动调高装置所作的局部剖视图；图23是对根据本发明优选实施例的紧凑型电机一齿轮组件所作的示意性局部放大俯视图，该组件被安装到驱动轮的轮毂内；图24是对转向架组件所作的示意型局部俯视图，该转向架组件用于接纳图23所示的电机-齿轮组件；图25是顶平面和稳定导轨的示意性局部放大端视图，图中表示出了控制回路以及绝缘接触轨一种可能的备选布置形式；图26是顶平面和稳定导轨的示意性局部放大端视图，图中表示出了控制回路以及绝缘接触轨另一种可能的备选布置形式；图27A是根据本发明优选实施例的车辆的侧视图，该车辆的整体车架是由航空铝材制成的，且该车辆为低地板结构；图27B是图27所示车辆的俯视图；图28A是根据本发明优选实施例的车辆的侧视图，图中表示出了编为列车的三节车厢，每节车厢都是由航空铝材制成的，并为低地板构造；图28B是图28A所示车辆的俯视图；图29A中的侧视图表示了根据本发明一优选实施例的车辆，图中表示出了编为列车的三节车厢，每节车厢都是由合成材料制成的，并为高地板构造；图29B为图29A所示车辆的俯视图；图30是沿图29B中的30-30线所作的放大的横剖面图，表示出了可能的人员布置形式以及单轨构件；图31A是根据本发明一优选实施例的车辆的侧视图，该车辆为低型廓结构，并适于载运6位乘客和一个轮椅；图31B是图31A所示车辆的俯视图；图32中放大的示意性局部端视剖面图表示了一种根据本发明一优选实施例的紧急引导轮组件，图中表示出了该组件在导轨上可能的定向方式；图33A是一种根据本发明优选实施例的漏气保险轮胎的轴测图，该轮胎用在单轨系统上；图33B中的分解轴测图表示了图33A所示漏气保险轮胎中的各个构件；图33C是图33A所示的、根据本发明一优选实施例的漏气保险轮胎的剖面图；图33D是图33A所示的、根据本发明一备选推荐实施例的漏气保险轮胎的剖面图；图34中的局部侧视图表示了根据本发明一优选实施例的车载转辙机组件；图35是对图34所示的转辙机组件所作的示意性剖面图；图36是图34所示转辙机组件的局部俯视图；图37中的示意性俯视图表示了根据本发明一优选实施例的车辆转辙分岔区；图38中的示意性俯视图表示了一种可能的岔线车站，其带有根据本发明一优选实施例的车载转辙机；图39表示了根据本发明一优选实施例的车辆转辙装置的一种备选推荐形式；图40A是根据本发明一优选实施例的导轨支撑结构的正视图；图40B是图40A所示导轨支撑结构的分解视图；图41是顶平面和稳定导轨的示意性局部端视剖面图，表示出了根据本发明半磁悬浮系统的半悬浮车辆；图42是一示意性局部端视剖面图，表示了一种半磁悬浮系统的第一实施例，在该系统中，是利用机电系统来实现悬浮的；图43是一示意性局部端视剖面图，表示了一种半磁悬浮系统的第二实施例，在该系统中，利用机电系统来实现悬浮的效果；图44中示意性的局部端视剖面图表示了一种半磁悬浮系统的一第一实施例，在该系统中，利用电动力学系统来实现悬浮；图45是一示意性局部端视剖面图，表示了一种半磁悬浮系统的第二实施例，在该系统中，利用电动力学系统来实现悬浮的效果；图46是一种零磁通线圈的示意图，该线圈被电动力学系统所采用；图47是一零磁通线圈的示意性剖视图，该线圈被嵌入到稳定导轨中；图48是一稳定导轨的侧视图，该稳定导轨中嵌有零磁通线圈；图49是一示意性局部端视剖面图，表示了半磁悬浮系统的一种替代实施例，在该系统中，利用机电系统来实现悬浮的效果，且使稳定导轨指向水平方向；图50是一示意性局部端视剖面图，表示了半磁悬浮系统的一种替代实施例，在该系统中，利用弯曲的排斥性磁悬浮线性感应行车电机来实现悬浮的效果；以及图51中的图线表示了单轨系统优选实施例的势速度和加速度。
具休实施方式图1到图40B中表示了根据本发明几种实施例的单轨系统，其包括支撑结构、行车线路、导轨、有轨车辆、以及用于在至少两条行车线路之间对有轨车辆执行转辙的装置。
A.总体的制造和组装为使本文公开的内容作到清楚、全面，且不会过分加长本说明书的描述，说明书结合了如下文献中公开的内容作为参考资料在1973年1月16日授予Svensson的第3710727号美国专利；在1996年5月7日由Svensson提交的第08/646198号美国专利申请；以及在1998年4月8日由Svensson提交的第60/081337号美国临时专利申请。这些参考文献对导轨、有轨车辆、转辙装置等各个部分的结构、安装以及应用作了更为详细的描述。下文将列出本发明对这些特定构件的具体改进方案。在下文中，除非另有指明，数字标号将同样指代上述结合到本文中的参考文献中的已被编号元件。
下面参见图1，本发明的单轨系统包括一顶平面12以及在该顶平面上行驶的一节或多节车辆30。顶平面12可以是一混凝土板的顶面，或者更为优选地是一纵向梁14的顶面，混凝土板或纵向梁14可以是一整体板或梁的形式，或可以是用多块板件或纵向梁段(图中未示出)组成的，可利用常规的措施将这些板件或梁段端对端地互连接起来。纵向梁14的截面形状可以是倒置的 形状，或者是中空的矩形或梯形形状，还可以是可提供一顶平面12的其它中空构造。本发明可被设计成用在隧道或地铁设施中、用在地面上、或周在高架的支承导路上，其中，可利用常规的技术通过支撑立柱来支撑起支承导路，使其高于地面，或者可如第3710727号美国专利中所公开的那样对导路进行支撑。
在顶平面12的顶部上安装了一稳定导轨18，其与顶平面12平行。如图2和图3所示，稳定导轨18将所述顸平面12划分为两条平行的行车线路20。如下文所述那样，除了在那些必须要用柔性材料来制造稳定导轨18、以使得稳定导轨18可从一个顶平面移动到另一顶平面的区域之外，稳定导轨18都可用刚性或柔性的材料制成。因而，可用混凝土、钢材、铝材、增强的玻璃纤维、硬质塑料或其它合适的材料来制造稳定导轨18。如下文将要描述的那样，如果稳定导轨18是用混凝土制成的，则可在其头部固定一个金属或硬质非金属材质的顶帽(图中未示出)，以减少由于车辆在该稳定导轨上运行而造成的磨损或开裂。
如图2所示，稳定导轨18包括一垂直腹板22，其支撑着一个向外上方延伸的头部24，该头部形成两条稳定导路26。如图2所示，垂直腹板22和头部24可以是中空的，或者可以如图4所示那样为异型梁。
对于一个全尺寸的系统，顶平面12的宽度约为四英尺，且该尺寸不超过车辆30全宽的一半。如果包括车辆30的单轨系统10被设计成小型系统，则顶平面12的宽度则可小一些。
如图2、3所示，车辆30是由一车体32和至少一转向架40构成的。每个转向架40都包括一垂直及水平转轴42和转向架构架44。车辆30可以具有三种推进系统(即机电驱动、磁悬浮、或直线电机)中的其中一种，下文将对各种驱动形式分别进行描述。在每种情况下，车体32都通过悬挂系统46座压在转向架构架44上，使得转向架40可绕转轴42相互独立地转动、以及独立于车体32地转动。优选地，车体32包括一车辆底架34，其带有用于接纳各个转向架40的狭槽(图中未示出)。所述转轴是一剪切销。
如图2所示，底架34还落座在一环形的转台36上，该转台36通过一些滚子38与转向架构架44相连接，由此而提高了水平稳定性。车辆底架34和转向架构架44可用钢材、铝材或玻璃纤维材料制成。
车辆30的一系悬挂系统与下文将要描述的推进系统结合到一起。可为二系垂直悬挂系统设置一对或两对带有横向限位作用的弹簧46，以使得车辆地板对于不同的载客量或装货量能保持在相同的高度上。垂直弹簧46被设置在滚子38与转向架构架44之间。优选地是，垂直弹簧46是自调高、自充气的空气弹簧。
B.机电型推进及悬挂系统本发明的一个实施例包括一个或多个带有车轮的电动转向架40。如图2所示，每一转向架都可包括一车轴48，其被连接到转向架构架44上，且被布置成基本上垂直于行车线路20。在车轴48上连接了一个驱动轮组件50，其具有一对或多对驱动轮52。作为备选方案，如图3所示，每一转向架40可包括两根连接到转向架构架44上的车轴48，且两车轴被设置成基本上垂直于两条平行的行车线路20。在各根车轴48上连接了一个或多个驱动轮52。在图2和图3中，驱动轮52被设置在转向架构架44的内部，并适于在行车线路20上行驶。这些驱动轮52可以是实心的、充有气体的、充有空气的、或更为优选地为充有泡沫的橡胶或合成橡胶。
在长度大于12英尺的车辆30上，所有的机电驱动转向架40应当包括至少第一对和第二对导向轮54，这些导向轮被驱动轮52间隔开。在一长度短于12英尺的车辆30上，与各个驱动轮组52相关地、只需要设置一对导向轮54就可以了每对导向轮54都跨在稳定导轨18的两侧。每个单独的导向轮54都通过一连杆机构56连接到转向架构架44上，且是倾斜的，以便于能沿其中一条稳定导轨导路26行驶。优选地是所示连杆机构56是一横向悬挂连杆机构，其包括图2中所示的各个构件一固定的支架，其是由两块相互分开的板件58和59构成的，并被焊接到转向架构架44上，并具有一管状延伸部，其以约30°±5°的角度沿内下方突伸向稳定导轨18；一调节杆62，其一端通过螺栓连接到固定支架板58和59上，而另一端则通过螺栓连接到一导向轮54上；一控制弹簧60，其位于固定支架板58与调节杆62之间；一手动弹簧调节器64，其对弹簧60和调节杆62进行控制；一自动调节杆66；以及一减震器68。
弹簧60优选地是一个受控的气压弹簧。利用手动弹簧调节器64，工作人员可上紧或放松弹簧60，以调节对调节杆62的压力量，使得导向轮54能紧压着稳定导轨导路26。通过释放弹簧60以及调节杆62与稳定导轨导向轮54之间的螺栓，可使稳定导轨导向轮54从稳定导轨18处转离，从而进行维修。当稳定导轨导向轮54进入曲线、或从曲线中驶出时，自动调节杆66可调整导向轮54的水平移动，并使连杆机构56保持稳定。
尽管在车辆的运行过程中，在车厢上作用有离心力和向上的风力，但由弹簧施加的、导向轮54紧压到倾斜稳定导轨导路26上的压力将车辆30发生倾翻的危险降到了最低。紧压着倾斜的稳定导轨导路26的导向轮54会产生一个垂直运动分量，该运动分量会将驱动轮52偏置向下，从而可提高驱动轮52与行车线路20之间的牵引力。导向轮54通过使转向架40产生小的转动来对车辆30进行转向，转向架40的转动独立于车体32。
减震器68是一个缓冲垫或垫块，其环绕着连接固定支架58、59与调节杆62的螺栓。优选地减震器68是一方块状的橡胶垫，其被固定到支架板58、59之间，用于对振动进行衰减。
在本发明的该实施例中，车辆是由一台或多台牵引电机70推动的，这些电机优选为交流电机。在某些实例中，牵引电机70只被安装到其中一个转向架40上—通常为后转向架40。对于大型车辆，在各个转向架40上都安装有牵引电机70。如果与转向架40上驱动轮52配套的是单根车轴48，则可在所述转向架构架44上只安装一台牵引电机70，该电机通过一套齿轮机构72与所述车轴48相联接。如果如图3所示那样，每个转向架40包括两根连接到转向架构架44上的车轴48，则可在转向架构架44上安装两台牵引电机70，并使每台电机70通过一齿轮机构72与一根车轴48相联接。作为备选方案，也可在各个所述齿轮机构72与各个所述牵引电机70之间连接一可伸长的驱动轴74，以便于可将牵引电机70连接到车辆的底架上、而并非连接到转向架构架44上。但牵引电机也可被安装到转向架构架的外侧，从而被转向架支撑着。
牵引电机70的动力是利用装在稳定导轨18中、并沿稳定导轨18的全长延伸的电缆而获得的。这些电缆与稳定导轨18上一绝缘的接触轨76相连接。接触轨76的导电部分可用铜、铝或其它任何合适的导电材料制成。如果需要两种相位形式的电力，则可在稳定导轨18上安装两条绝缘的接触轨76，如果希望获得三相电，则可设置三条绝缘的接触轨76。采用绝缘的接触轨76-而非裸露的接触轨，将允许把各接触轨76设置得更靠近一些，从而导致稳定导轨18较为短小(头部24和腹板22的组合高度约为360mm)，并提高了单轨系统10的运行安全性。
利用安装在转向架构架44或车辆底架34上的集电器78来引取电流。优选地是，集电器78是图5所示的双头集电器。更具体来讲，图5是双头集电器78的俯视图，其带有第一、第二集电头80；第一、第二集电摆杆82；集电器安装支架84；以及第一、第二集电电缆。
一车辆控制及通讯系统(VCCS)是由印刷电路组件构成的，该系统可对导轨感应式通讯作出响应而调节车辆的位置、以及为车辆30而产生的各种控制功能。例如，这将实施制动、执行电机驱动指令、调节功率损失、速度、温度以及车门的闭合。该TCCS通过安装在稳定导轨18上的控制回路90而建立通讯。优选地是，控制回路90是绝缘的，并被安装到稳定导轨18上与绝缘接触轨76相反的一侧。如图6所示，利用导轨感应式通讯集电器92和集电电缆93而从控制回路90上引入导轨感应式通讯信号。通讯集电器92通过一集电器臂96连接到一通讯引流集线器94上。通讯引流集线器94通过安装臂98和支架99安装在转向架构架44或车辆底架34上。
作为备选方案，可用天线和无线电接收器来取代导轨感应式通讯集电器92、引流集线器94、集电器臂96、安装臂98和支架99。
带有机电转向架40的车辆的制动件(图中未示出)是机械制动器或动力制动器。机械制动器为电气动的摩擦鼓制动器或双活塞夹钳制动器。机械制动器与动力制动器相配合，可将车辆从约5英里/小时的速度减速到完全停止。利用一气动弹簧阀来控制紧急制动，该气动弹簧阀可将摩擦制动器保持在缓解状态。
C.磁悬浮系统本发明的第二实施例涉及了这样的方案采用了磁悬浮及磁推进的转向架140。下面参见图7，本发明单轨系统110还适于与磁悬浮—推进技术(即“磁悬浮技术”)组合使用。对物体进行悬浮和推进的基本概念是已知的，但尚未被用到单轨上。例如可参见第3841227号美国专利。
本发明的磁悬浮技术涉及了这样的方案以一定的方式在车辆130、行车线路120、以及稳定导轨118上设置多个磁体，使得在车辆130在运行过程中，车辆130与行车线路120和稳定导轨118之间没有任何物理接触。
在该单轨系统的第二实施例中存在两种基本类型的磁体1.静止磁体152和156，它们凹陷地安装到两平行的行车线路120的顶平面112中、以及沿稳定导轨118的两稳定导轨导路126设置；以及2.移动磁体154、158，这些磁体安装在车辆130的转向架构架144上。
静止磁体152、158以及移动磁体154、158是相互对正的，因而在车辆130的运行过程中，这些磁体相互排斥。无论是静止磁体、还是移动磁体都是由铝、钛、铜或钛-铝组合物等导电材料制成的线圈。
可对上述的机电型转向架的实施例进行改动来应用磁悬浮技术。图1到图4中的部件标号10到44对应于图7中的附图标号110到144。
通过在每一转向架110上设置至少第一、第二移动导向磁体154、并将它们设置在稳定导轨18的两相对垂直侧上、且被转向架构架跨夹着，就可以完成对车辆130的稳定化、转向以及控制。移动磁体154与装在稳定导轨118的稳定导轨导路126上、且沿其延伸的排斥性静止磁体相配合。这些移动导向磁体154和静止磁体158共同完成的功能与机电型实施例中导向轮的功能相同，但在巡航过程中，车辆130上的任何构件都不与稳定导轨118直接接触。
优选地是，每一移动导向磁体154都通过一连杆机构、按照与机电型实施例相同的方式连接到转向架构架144上；但是，每一移动导向磁体154都可被直接安装到转向架构架144上，只要移动导向磁体154与其相邻的静止导向磁体156对正即可。另外，通过为每一转向架构架144设置一第一移动导向磁体和一第二移动导向磁体154，就能获得优异的性能和经济性；但是，在每一转向架构架144中另外再设置移动导向磁体154也能使车辆130有效地工作。
在各个移动导向磁体154与其对应的静止导向磁体156之间形成的气隙将在各个设施之间具有很大的变化，但不会对车辆130的行驶造成不良影响。当移动导向磁体154与静止导向磁体156之间的距离为5厘米时，单轨系统可获得最佳的性能。
以类似的方式获得车辆130的悬浮效果。为了获得最佳的性能，在由两平行的行车线路120占据的区域上方，每个转向架构架144中至少安装了两块移动驱动磁体158。并沿行车线路120安装了多块静止驱动磁体152，它们与对应的移动驱动磁体158相对正，从而产生排斥力。这些移动驱动磁体152与静止驱动磁体158共同完成的功能与机电型实施例中驱动轮的功能相同，但在车辆130的巡航工作过程中，车辆130上的任何构件都不与稳定导轨118直接接触。通过利用常规的技术对静止驱动磁体152与移动驱动磁体156之间的排斥力进行调节，可实现对车辆130的推进和制动。
对静止磁体152、156的形式和尺寸进行设计和加工以获得最大的能量效率。例如，这些磁体的形式可被设计成“8”字形，并被称为“零磁通”线圈，其是用钛、铝、铜、或其它导电材料制成的，并被安装在稳定导轨两侧的行车线路120中，且被交叉地连接起来。在这样的结构中，各个转向架构架中的矩形移动驱动磁体158将包括四个超导磁体，以与“零磁通”线圈相互作用而产生推力、悬浮力以及导向力。
在磁悬浮系统的初始启动过程、或在紧急制动工作中，对应的静止驱动磁体152与移动驱动磁体158之间的排斥力、以及移动导向磁体154和静止驱动磁体156之间的排斥力将不足以对车辆130进行悬浮或导向。由于存在这样的情况，希望能设置紧急驱动轮160和紧急导向轮162，以防止损坏车辆130、稳定导轨118、转向架构架、或其它的构件。优选地是，这些紧急驱动轮160和紧急导向轮162是用钢材、或其它刚性金属或合金制成的，并被安装到可伸缩的车轴(图中未示出)上，其直径足够大，以便于可在稳定导轨的头部124与车体132之间形成一个间隙。作为备选方案，紧急导向轮160和紧急驱动轮162的安装方式和工作方式与机电实施例相类似。
各个移动驱动磁体158与其对应的静止驱动磁体152之间的气隙将在各个设施之间具有很大的变化，但不会对车辆130的行驶造成不良影响。在正常的巡航工作过程中，当驱动磁体以及公差之间的尺寸被设计成可使得这些磁体之间的距离为6厘米时，单轨系统可获得最佳的性能。
静止导向磁体154、移动导向磁体156与静止驱动磁体152、移动驱动磁体158的尺寸取决于车辆的尺寸、重量以及预计的载荷要求。一般来讲，驱动磁体152、158应当能产生这样大的排斥力其为预计最大载荷与车辆130自重的总和的两倍。导向磁体154、156应当能产生这样大的排斥力其为作用在车辆130上的最大预计横向力、离心力以及风力总和的两倍。
为了对所获得的电磁排斥力进行优化，顶平面112和稳定导轨118应当用合适的非磁性材料建造。顶平面112的优选材料为混凝土，但是，应当用合适的非磁性材料来取代通常用在混凝土结构中的钢材和钢质预应力丝线。可用多种非磁性材料制造稳定导轨118，这些材料包括(但不限于此)混凝土和强化塑料。
可通过多种方法向移动磁体154、158以及车辆130供电。例如，类似于上述讨论的机电型实施例，可在纵向的稳定导轨118上安装绝缘的导体。但是，由于在移动磁体154、158以及静止磁体152、156之间误差限很小，所以可将导体安装到稳定导轨118的顶部上。另外，为了减小移动磁体154、158以及静止磁体152、156之间的电磁干扰，导体最好是电磁性的。还可利用安装在车辆130中的电池来向车辆130供电。
类似地，可通过多种方法将控制指令传松给车辆130。例如，类似于电磁导体向车辆130的供电，可利用安装在稳定导轨118预部上的一组单独的电磁导体来将控制指令传输给车辆。作为备选方案，类似于采用在机电型实施例中所描述的、利用天线的车辆控制-通讯系统(VCCS)，可设置一感应控制系统192。
车辆行车线路120和稳定导轨118中静止磁体所需要的所有电缆和控制系统192都可从垂直行车线路120的下方、经稳定导轨118的腹板传送给磁体。
C.线性感应电机系统本发明的第三实施例涉及这样的内容使用线性感应电机系统。下面参见图8，本发明的另一种实施例采用了线性电动机270，该电机27被容纳在转向架构架144中的，以便于对车辆230进行推动。在该实施例中，对于图1-图4所示实施例中的电动牵引电机，可用一线性电动机270进行更换维护。
可对上述机电型转向架进行改动来容纳线性电动机。图1到图4中的数字标号10到66对应于图8中的标号210到266。
最好是通过设想将一普通电动机的定子切开、并沿长度方向伸展开来理解线性电动机270。一种合适的导电材料被布置在展卷开定子的附近，这种导电材料例如为铜、铝或其它材料。利用常规技术通入到展开定子中的交流电会与导电材料发生磁互感而形成移动的磁力场，该磁力场既作用在定子上，也作用在导电材料上。通过将移动磁场的极性颠反就可减慢车辆的速度或将其停止。
通过将一线性电动机270定位在车辆230上，并靠近沿纵长稳定导轨218的腹板222设置的导电材料，就将车辆推动着沿行车线路220移动。在该实施例中，线性电动机270可位于纵长稳定导轨218的任一侧，或者可以在纵长稳定导轨218的两侧各设置一个线性电动机270。
作为备选方案，可沿腹板222安装一组线性电动机，并在靠近腹板222的转向架240或转向架构架244上安装导电材料。在线性电动机270被安装到腹板222上的情况下，纵长稳定导轨218和顶平面210可用强化塑料、玻璃纤维、或其它合适的非导电材料制成。
为了获得最佳的性能，线性电动机270与安装在转向架240或转向架构架244上导电材料之间的距离应当不超过半英寸。
在希望将线性电动机270安装到转向架内的情况下，线性电动机270的尺寸被设计成可安装到横向悬挂连杆机构256的下方，并位于连杆机构256与相邻的腹板222之间。还可通过安装支架(图中未示出)将线性电动机270安装到转向架构架244上。
可利用多种技术向线性电动机270供电。在这样的情况下只有一台线性电动机270与纵长稳定导轨218相邻，则可在腹板222上与设置有导电材料的那一侧相反的侧面上设置绝缘的供电导体和控制导体。作为备选方案，如果在纵长稳定导轨218的两侧都安装了线性电动机270，则可沿纵长稳定导轨头部224的顶面设置绝缘的供电导体和控制导体。另外，也可采用带有开孔腹板的纵长稳定导轨218。在此情况下，可沿行车线路220来设置绝缘的供电导体和控制导体。另外，也可利用设置在车辆230中的可充电电池(图中未示出)来向线性电动机270和其它的辅助电器供电。
本领域普通技术人员很容易理解可将上述的两方面技术结合到一起，从而车辆可由沿稳定导轨安装的线性电动机进行驱动，并由安装在行车线路中以及沿稳定导轨导路设置的磁体提供磁悬浮。
E.车辆导轨的转辙机本发明的另一项改进涉及易于将车辆330在两条或多条行车线路328之间进行转辙的能力。参见图9、10以及图11，本发明通过简单地将一预定长度的柔性稳定导轨30在两顶平面306、310之间摆转，而允许车辆从某一顶部行车面306转辙到另一顶平面上。可用第3710727号美国专利中公开的传统方法、材料或技术来制造和支撑转辙机自身。
下面参见图9，图中公开了一种改进的导轨转辙机302。系统包括一基本为Y型的车辆导轨304，其具有一基本上为平面的顶面306。Y型车辆导轨304的根部合并到单个顶平面306上，其两支臂被连接到一第二顶平面308和一第三顶平面310上。柔性稳定导轨300的一端例如通过销杆固定地安装到Y型车辆导轨304的根部或基部附近，而其另一端则可在Y型车辆导轨304的两支臂之间移动。图10表示了这样的状态柔性稳定导轨300分别处于其第一位置318和第二位置320。
柔性稳定导轨300可用钢材、铝材、玻璃纤维增强的塑料、或其它合适的材料制成，只要该材料在横向上是柔性的、且其强度足以抵抗由运行车辆所施加的作用力。柔性稳定导轨300的长度可随车辆的设计速度而变化。因而，速度较高，就需要柔性稳定导轨300具有较长的长度。例如，当车辆处于维修站场、并以较低速度运行时，转辙机的长度只需要25英尺就足够了。
柔性稳定导轨300具有至少一条电缆，其设置在该稳定导轨内，以便于向至少一条安装在柔性稳定导轨上的连续纵长绝缘导体供电。在Y型车辆导轨304的根部处，柔性稳定导轨300与安装在柔性稳定导轨300上的连续纵长绝缘导体保持电路连接。
Y型车辆导轨304的每一支臂都包括一段稳定导轨324，其具有一垂直腹板(图中未示出)，该腹板支撑着一个向外上方延伸的头部(图中未示出)，该头部形成了两条稳定导轨导路326。每一稳定导轨324都被安装到Y型车辆导轨304的顶面上，并与之平行，从而将顶平面划分为两条平行的行车线路328。位于Y型车辆导轨304支臂中的两稳定导轨324都具有至少一个绝缘的电触点，其位于稳定导轨的端部上或接近于端部，这些端部最靠近Y型车辆导轨304的根部。每一稳定导轨324都具有至少一条电缆，其安装在稳定导轨内，用于向安装在稳定导轨324上的至少一条连续纵长绝缘导体供电。
对于柔性稳定导轨300各个最终由指令确定的位置，位于柔性稳定导轨300活动端上的至少一个电触点会与Y型导轨304一支臂中稳定导轨324上的对应触点对正，从而将电路闭合。通过导轨转辙机，这样的对正关系沿车辆行驶路线的形成了一条连续的绝缘导体。
可以想象这种利用转辙机为车辆330形成连续电路连接的技术也可用来传送上文针对其它实施例所讨论的工作信号和控制信号。另外，也可根据需要用合适的非导电或非磁性材料来制造转辙机构件，以便于能允许上述讨论的各种实施例在该转辙机上有效地工作。
图9、10和图11公开了转辙机的一种实施例，其用于将柔性稳定导轨300的一端在Y型车辆导轨304的两支臂之间移动。柔性稳定导轨300的一个引导根部适于可动地插入到Y型车辆导轨304中的至少一个导槽332中。导槽332延伸在Y型车辆导轨304的两分叉支臂之间，并被支柱支撑着，或简单地被切入到Y型车辆导轨304中。优选地，导槽332和引导根部或者是上了油脂的金属、或者是塑料，以利用引导根部沿导槽332的移动。
在Y型车辆导轨304的两分叉支臂之间，贯通Y型车辆导轨304地设置了一驱动槽334，以利于移动柔性稳定导轨300的端部。柔性稳定导轨300的活动端具有以驱动根部，该根部可动地容纳在驱动槽334中。优选地，驱动槽334和驱动根部或者是上油的金属、或者是塑料，从而有利于驱动根部沿驱动槽334轻松地移动。驱动槽具有一狭窄的开孔，其穿通Y型车辆导轨304的底部。一杠杆臂338经Y型车辆导轨304底部上的狭窄开孔可转动地连接到驱动根部上。
利用一支撑架342在Y型车辆导轨304的下方安装了一曲柄电机340。在曲柄电机340上可转动地连接了一可伸缩的杠杆臂346，该杠杆臂与杠杆臂346相连接，使得曲柄电机340的转动既能驱动可伸缩的杠杆臂346，也能驱动杠杆臂338，从而使柔性稳定导轨300在其位于Y型车辆导轨304一支臂上的第一位置与位于另一支臂上的第二位置之间移动。
还可在柔性稳定导轨300上直接连接诸如驱动滚轮等其它装置，还可用液压缸和活塞机构、或带轮和皮带轮驱动电机来使柔性稳定导轨300偏转。
可将本发明的单轨系统建造成不同的尺寸规模。“全尺寸系统”适于干线运输和通勤车辆(列车)，其中的通勤列车具有在单位时间内输送大量乘客的能力。这样的系统还可用来进行轻型货物运输。“全尺寸系统”的车辆例如为30英尺长、10英尺宽，且从行车线路的顶面到车辆顶棚的顶面之间进行测量时，高度约为10英尺。顶平面的宽度可以约为4英尺。
一种“半尺寸”系统涉及轻型车辆、轻的负载、以及较小的建筑规模。车辆可小到只能坐下6位乘客。例如，一种“半尺寸”车辆可以为12英尺长、5.5英尺宽、6英尺高。可将几种车辆连接成列车。单轨结构的尺寸也能缩小，从而使顶平面的宽度约为30英寸。这样的尺寸将很好地适用于工业场合、购物中心、娱乐休闲、机场、市集以及动物园。
对于具有所述尺寸的“全尺寸”系统和“半尺寸”系统的转辙工作，柔性稳定导轨的可动端只能在其第一位置与第二位置之间移动很小的量—对于“全尺寸”系统为180厘米、对于较小的“半尺寸”系统则为115厘米。柔性稳定导轨的长度取决于车辆通过这些转辙机时的速度有多快。对于优化高速转辙状况，柔性稳定导轨的长度应当大于75英尺。
还可建造具有中间尺寸的系统。另外，一种“半尺寸”车辆可设计成与“全尺寸”车辆在相同的单轨结构上运行，只要“半尺寸”车辆的转向架可跨骑在通常为“全尺寸”车辆所设计的稳定导轨上、并能在该稳定导轨上运行即可。
F.被加热的行车路线和引导轨具体参见图2、4和图8，图中公开了被加热的行车路线和/或引导轨。如果单轨系统工作在冰点以下气候的环境中，则希望对行车路线和/或引导轨进行加热，以防止在这些结构上冻结冰雪。
用于经济地对这些线路和导轨进行加热的装置包括这样的措施在行车路线20和头部24中嵌入加热回路，该回路例如为流体管线21b(见图2)、加温电缆21a(见图4)、或热空气导管21c(见图8)。加温介质—例如为电力、热流体或热空气，其利用公知的方法和装置输送到回路中，并优选地通过一自动控制系统在需要时将这些回路触发。
作为备选方案，可对现有的接触轨76和控制回路进行改造以将热量从这些轨道和回路传递到相邻的区域，由此对行车路线和导轨周围的区域进行加温。另外，可对纵向梁进行绝热处理，以保留任何储存热量或储积的热量，由此降低发生冰雪冻结的可能性。
G.备选的转向架设计、导轨设计、以及驱动系统结构参见图12，图中公开了一种备选推荐的稳定导轨400以及转向架结构。该构造包括顶平面12、纵长梁14、顶部稳定导轨18、行车路线20、头部401、垂直腹板22、抬高的行车路线402、稳定轮导路404、稳定轮408、抬高的车轮410、驱动轮胎52、集电器28、控制回路412、单轨的中线414、导路和导轨、转向架构架416、设置在齿轮箱和盘制动器之间的锚固螺栓418、电机410、行星齿轮箱422、盘制动器424、盘制动器夹钳426，驱动轮轮毂428、轮毂车轴螺栓430、车辆中的低地板432、轮胎上方的乘座高度434、以及驱动轮轮缘436。
具体来讲，导轨400包括一标准的宽轮缘或I型梁，且没有任何其它具有特殊形状的头部构造。水平稳定导轮408被设置在转向架上，使得它们能紧压着腹板22的上端部401行驶，稳定轮408位于牵引驱动轮的前方或后方。另外，如图所示，在两对稳定导轮408之间还设置了一对垂直的抬高滚轮410。
这两对滚轮408、410具有各自的功能。也就是说，水平导轮408对车辆进行转向，但还能抵抗车辆在沿导轨行驶时发生倾翻。垂直轮410是被预先加载的，以便于使驱动轮具有更大的牵引力—尤其是在通过曲线时，垂直轮还起到安全保险轮的作用，以防止车辆翻倒。垂直轮410将能抵抗上抬力的作用，在车辆上作用有过大的离心力和横向风时—尤其当车辆行驶到曲线上、超高导轨(即倾斜线路)上时就会产生上抬力，由此在这些不利条件下能将车辆保持在线路上。
作为备选方案，如图13所示，I型梁的头部可略微带有斜角。因而，如图所示，垂直抬高轮将被安装成略微成斜角，从而能沿该斜角头部行驶。优选地是，每个转向架上可安装六个引导轮，与第08/646198号美国申请中所公开的四引导轮机构相反。添加另外两个引导轮将会降低车辆发生脱轨的可能性。
下面参见图14和图15，图中公开了一种备选推荐形式的稳定引导轮和悬挂系统511。该引导轮和悬挂系统511包括顶平面512；纵长梁514；稳定导轨518；行车路线520；垂直腹板522；头部524；稳定导轨导路526；车辆530中的地板表面528；车体532；车辆地板构架534；设置在地板构架下方的环形转台536；位于转台536与轴承之间的滑动支承面538；转向架540；转向架构架544；车体垂直悬挂容座546；位于轮毂中的电动机548；夹钳制动器549；位于轮毂内的齿轮箱550；或者与车轴成直角的电动机551；驱动轮552；与车轴成直角的齿轮553；稳定导轨导轮554；为引导轮支撑组件所设置的可调整的杠杆臂连杆机构556；连接到转向架构架上的固定引导轮组件滑动容座构架558；为焊接到转向架构架上的杠杆组件所设置的固定支撑架559、以防止车轮脱轨；可调节的气压弹簧垫560，其被设置在连杆机构556和支架559之间；螺栓组件561；带有容座构架的滑动活塞562；引导轮与杠杆臂的可调节连接机构563；内置的悬挂阻尼装置564，其被设置在杠杆臂和引导轮轮毂之间；真空或低气压隔室565，其设置在容座构架的端部处；转向架构架枢转环566；转向架构架支撑横杆567，用于对枢转环加载；地板构架环支撑件568；滑动枢转球的轴承环569，其被设置载转向架构架枢转点和车辆地板构架之间；垂直滑动区域570，其被设置在地板构架和转向架构架之间；以及转向架构架和横杆的圆形端部段572。
具体来讲，如图14和图15所清楚表示的那样，悬挂系统511包括一管状组件558，其被固定到车轮转向架544的前端构架和后端构架上，且位于两个被焊接到转向架构架544上的端部支架559之间。两个带有滑动活塞容座构架562的稳定导轨导轮554被各自的杠杆臂556紧压到稳定导轨导路526上，杠杆臂556具有远程压力控制气垫560，该气垫作用在杠杆臂556和固定支架559之间。
稳定导轨导轮554包括内置的悬挂阻尼装置564，其位于杠杆臂556和车轴连接件563之间。如图23和24所示，带有内置无轴电机548、齿轮箱以及制动器550的车轮转向架单元540被局部地设置在驱动轮552的轮毂内，并绕一球轴承环566水平独立地转动，球轴承环被连接到转向架构架544的纵长横杆567上。车轮转向架540的转动是在固定于车辆530地板534上的小圆转台556内发生的。
对于上述的构造，作用在车辆上的所有横向力经地板534传递到转台569上，然后再传递给转向架构架枢转环566，其中的横向力例如是在有风条件下、车辆加速和制动情况下、以及有离心力作用时产生的。由此，这些作用力被带有引导轮554的引导轮组件511所抵挡，其中的引导轮554紧压着稳定导轨518。类似地，如结合图22-25所描述和表示的那样，作用在车辆530上的垂直力经转向架圆周转台环536、然后经滑动支承面538传递给设置在转向架544中的悬挂容座546。
下面参见图16-18，图中表示了一种备选形式的圆形车轮转向架，其带有一圆周球轴承转台。这些实施例包括一稳定导轨引导轮组件6200；为引导轮组件所设置的杠杆臂6201；为引导轮组件所设置的活塞6202；活塞6202中的受控气压容座6204；位于活塞6202与杠杆臂6201之间的连杆机构6206；内部的引导轮减震装置6208；为橡胶减震器所设置的管状隔室6210；为球轴承转台所设置的刚硬支架6212；为引导轮所设的车轴螺栓连接件6214；形状不规则的螺栓6217，其被连接到振动材料的内部；车轮转向架构架6218；以及为轴螺栓和引导轮调节机构所设的狭槽6220。
具体来讲，图16和图1 7中公开了一种不带有中央横杆的、开口的圆形车轮转向架构架6218。具体参见图16，稳定导轨引导轮组件6200包括一活塞6202，其内侧具有受控的气压6204。如图所示，气压6204是在由圆形转向架构架部分6203的前端和后端之间局部围成的腔室中形成的。一杠杆臂6201从位于活塞6202端部上的铰链6206、经一管状隔室6210延伸到引导轮连接件6214处。管状隔室6210具有一弹性减震器6208，其被内建在一管状隔室6208中，该隔室被固定到转向架构架下方，其中的减震器6208例如为橡胶或类似材料。随着活塞6200内受控气压6204的膨胀，杠杆臂6210将发生转动，并绕枢轴螺栓6217对橡胶组件6216进行扭转，迫使引导轮654对稳定导轨618上稳定导轨导路626的压力增大。
下面参见图17，转向架构架6218包括一圆形转向架构架部分6203；活塞6202，其带有位于活塞组件6200内的受控气压6204；以及橡胶减震隔室6210。利用为车轴螺栓连接件6214所设置的开口槽6220(见图16)，可容易地拆下引导轮。
引导轮组件6200由于其被局部地内置到圆形车轮转向架部分6203中，所以是非常简单的，且只需要很小的空间和适配工作。另外，由于独特的杠杆臂机构和悬挂被锁止到转向架构架6203中，所以可极大地降低稳定导轨引导轮654在无意中脱轨的可能性。
下面参见图18，图中表示了一种圆形的车轮转向架，其包括一转向架构架6218，其具有前后两个圆形的端部段6203，但不带有内部的横杆。具体来讲，如图16和图17所示，在车辆进行加速和制动的过程中，作用在驱动轮652和车轮转向架6218上的作用力经一圆形的圆周球轴承构架6212(见图17)进行传递，构架6212被连接到车辆630的地板构架634上。车辆转向架6218在球轴承的圆周环6212(见图17)内转动，该圆周环将水平的风力和横向离心力传递到车辆630的地板634中。车辆630的垂直力经转向架构架6218中的四个矩形支承件和悬挂容座装置6210进行传递。如图23和24所示，电机—齿轮—制动器组件648、650、649均是不带转轴的，它们被局部地内建到驱动轮轮毂652中。
下面参见图19，图中表示了一种圆形的车轮转向架，其包括一转向架构架745，构架具有一横杆767，该横杆位于两个圆形的端部段772之间，并在其中间部分处具有一枢转环766。枢转环766工作状况与第08/646198号美国专利申请中所公开的枢转螺栓非常相似。但作用力被分散到更大的环形区域上。因而，车轮转向架具有更大的稳定性。
枢转环766将水平力经一圆形的环周球轴承构架769进行传递，其中的水平力例如是在有风条件下、或车辆存在横向加速度的过程中产生的，构架769位于枢转环的外侧，而枢转环是车辆730上地板构架734的一部分。车辆730的垂直力通过四个支承件和悬挂容座7120进行传递。电机751被车轮转向架745利用一直角的大小齿轮机构支撑着。
下面参见图20，图中表示了一种驱动系统802，其用于将两驱动轮804机械地连接到一台电动机806上。具体来讲，驱动系统包括一直列的伞齿轮单元808和一正齿轮单元810，这些齿轮单元形成了一个差速器。齿轮单元808、810被一低置的高速横向联轴812互连起来。
这样的设计能实现整个乘客室长度范围内都具有很低的地板高度。另外，低置的横向联轴实现了两车轮之间扭矩的刚性连接，以便于在急速启动工作中能保持正弦运动。采用差速器所带来的效果为当拐弯时变速系统的应力变小；轮胎的磨损减小；以及降低了噪音。
下面参见图21和图22，图中表示了单轨车辆的一种空气衬垫悬挂以及车辆的自动调高装置9120。悬挂及调高装置9120包括一车辆支承件9121、支承件的垂直侧边9122、压力控制阀9124、空气悬挂衬垫9125、转向架构架中凹陷容座的垂直侧边9126、位于气垫之间的缓冲层9127、连接到车辆地板构架下方的转台环9130、车辆转向架的外表面9131、以及车辆转向架构架的内表面9132。
具体来讲，驱动轮胎952是单轨车辆的一系垂直悬挂。二系垂直系统是由四个矩形的空气悬挂装置9120构成的，这些装置陷入到转向架构架940上的容座946中。每一空气悬挂装置都是由一个或数个空气衬垫9125组成的，其具有一个支承件9121，该支承件的顶部部分地陷入到转向架构架9131中。支承件的形状被设计成能略微地偏垂到转向架构架940中，但基本上是水平的。
支承件9121的顶部上具有一个滑动面，其将车辆的重量经连接到车辆地板构架934上的转台环936传递到空气衬垫9125的下方。空气衬垫9125与一自动气压控制阀9124相连接，该控制阀可将支承件9121保持在相同的高度上。
支承件的滑动表面938是由硬质表面的材料制成的，该材料具有低的滑动摩擦系数，其例如为特氟隆(Teflon)或石墨。当车辆行驶过导路的曲线段时，车轮转向架940相对于车体930发生转动。该转动是在滑动支承和车辆的地板构架之间、地板构架与转向架构架之间的垂直滑动区域570、以及转向架构架的圆形端部段572和横向杆之间发生的。
在空气弹簧衬垫的三个水平层9127中设置了特殊的缓冲材料，用于对作用在车辆上的垂直冲击进行缓冲。衬垫的数目、这些水平层的硬度和阻尼特性随车辆尺寸以及预计垂直载荷而变化。
车辆的二系减振具有两项功能。首先，其作为二系减振阻尼悬挂装置，可抵抗在加速过程中和各个速度下出现的冲击和其它类型的载荷。其次，其还作为自动调高装置，从而使车辆内地板的高度能在任何时候都保持在相同的高度上，而不受车辆中乘客数目的影响。例如，如果车辆中装载了许多乘客，则自动控制的气压阀9124就会增大空气悬挂衬垫9125中的压力。类似地，当车辆中仅有很少几个乘客时，自动气压阀将会降低悬挂衬垫中的气压。这样，在乘客上下站台处，由于车辆的地板与上车斜坡在任何时候都处于同一高度，所以车辆地板面便于乘客更为有效地经车门出入，并能使乘坐轮椅的残疾乘客能将轮椅滚上、或滚下车辆，而不存在任何的地板高度差。
下面参见图23和图24，图中表示了一种预先制出的、紧凑的、无车轴的电机—齿轮—制动器组件(即“MGB”)，该组件被内置到单轨系统牵引驱动轮的轮毂中。这种结构包括顶平面1002、纵长梁1004、顶部稳定导轨1006、行车路线1008、垂直腹板1010、抬高的行车路线1012、稳定轮导路1014、稳定轮1016、抬高轮1018、驱动轮胎1020、集电器1022、控制回路1024、单轨的中线1026、导路和导轨、转向架构架1028、设置在齿轮箱和盘制动器之间的锚固螺栓1030、电动机1032、行星齿轮箱1034、盘制动器1036、盘制动器夹钳1038、驱动轮轮毂1040、轮毂柱螺栓1042、车辆中的低地板1044、轮胎上方的乘座高度1046、以及驱动轮轮缘1048。
具体来讲，参见图23，电动机、行星齿轮箱以及夹钳盘制动器都属于一个紧凑单元，该单元沿车轮轮毂的中线设置，并部分地位于轮毂内。MGB单元被转向架构架和轮缘支撑着，且无须为驱动轮设置任何的轮轴。
在一种可能的优选实施例中，采用了钢制或铝制的19.5英寸的标准轮缘。该MGB可作为一个整体单元进行制造和运输，并被直接安装到图24所示的尚未安装的转向架构架中。结果就是，相比于其它现有的可选形式，转向架的重量将很轻，成本也很低，结构也更为简单。
图23表示了相对于转向架构架、轮缘以及齿轮箱处于两种可能位置的夹钳转动盘。对于左侧的驱动轮，盘制动器被设置在转向架构架和轮缘之间。对于右侧的驱动轮，制动器被安装到行星齿轮箱的端部上。还可在紧凑的齿轮箱单元中设置输入制动器或动态制动器。关于动态制动器的一个公知制造商为美国印地安那州LaFayette地方的Fairfield。
MGB组件使得车轮转向架在车辆经过小弯曲线时能绕枢转点产生很大的转动。
H.集电器的位置下面参见图25和图26，图中表示了可能对绝缘电力回路76和控制回路90进行定位的备选位置。具体来讲，在图26中，供电回路76被设置在头部24的顶部，控制回路90则被安装到稳定导轨的下凸缘77中。作为备选方案，如图27所示，供电回路76也可被布置到下凸缘77上，而控制回路90则被布置到头部的顶部上。当然，也可根据需要采用这些回路位置设置与第5845581号美国专利中所提到的回路位置的组合形式。
I.车辆结构和设计下面参见图27A-31B，图中表示了备选的车辆形状、设计以及建造方法。具体来讲，每节车厢都可包括一前鼻段1102、一中间车厢段1104、一车门通道1106、背对背的座椅1108、以及低地板1110或高地板1112。如果希望的话，可将多节车厢连接到一起而形成一列列车，其具有一前车厢1114和一后车厢1116。
下面参见图27A和图27B，每节车厢都可用预制的构件制成，其中的预制构件包括两个鼻段1102，鼻段被固定到中间车厢段1104上。这种车辆的特征在于其为低地板结构1110，其中，驱动轮在选定的位置处延伸到车辆地板的上方，而其余的地板则位于驱动轮顶部的下方。如图所示，在轮胎突出于地板之外的区域上设置了座椅。但是，由于在轮胎的两侧设置了通道，所以这些地板空间是畅通的，因而乘客可自由地从车辆的一端行走到另一端。车辆优选为是用航空铝材制成的。
下面参见图28A、28B和29B，图中表示了形成了列车的多节车厢。具体来讲，前车厢1114包括一个鼻段1102，其被固定到一中间车厢段1104上。后车厢1116也包括一个被固定到中间车厢段1104上的鼻段1102。其余所有中间车厢都只包括一中间车厢段1104，相邻车厢之间的区域是开通的，使得乘客能自由地在各节车厢之间行走。
如图28A、28B、29A、29B以及图30所清楚表示的那样，每节车厢都为高地板构造，其中，整个地板都位于驱动轮的上方，从而从车辆的端部到端部、或者由几节车辆联接到一起而形成的列车中，地板空间都是畅通无阻的。各节车厢最好都是用航空铝材制成的。
可根据需要设置多节中间车厢，以便于能满足乘客的需求。类似地，也可对列车的尺寸(即中间段的长度)进行调节来应对所需的乘客量。
下面参见图29A和图29B，图中表示出了基本的车辆构造，它们分别与图28A和图28B相对应。但是，此情况中的车体优选地是用复合材料制成的。
在图31A和图31B中公开了一种低型廓的快速客运车辆(PRT)。该车辆的尺寸和形状被设计成可容纳少量的乘客—例如六名乘客和一个轮椅。车辆的总高度小于普通乘客的身高。在车辆的两侧设置有中间滑动门或顶开门，门道的延伸范围达到车辆横截面积的一半，以便于乘客能在进入到车辆中或从车辆中退出时能站立起来。
考虑到车辆的形状和结构设计有多种形式，且所有这些形式都可用在本发明的导轨系统种，所以可按照乘客的需求，根据单天或季节来改变在这些系统上运行的车辆的尺寸和形状。另外，每节车厢都被设计成可无需驾驶员地自动运行。例如，可通过沿稳定导轨、行车路线的顶部或导梁内部分安装的感应回路向各节车辆发送电子自动控制信号。
J.获得提高的安全特性下面参见图32，图中表示了一种紧急导向轮机构。具体来讲，一保险导向轮构架1202包围着头部1224。紧急导向轮1255(此处为图中的导向轮1255a-1255b)被可转动地安装到构架1202上，从而在车辆上的任何充气轮胎出现故障的情况下，这些导向轮可与头部1224上的导路1226相接合。还可在构架1202上可转动地安装其它一些紧急导向轮1255(此处为图中的导向轮1255c-1255d)，并使得这些导向轮可与头部1224的上侧进行接合。紧急导向轮1225可用实心的橡胶、尿烷或其它合适的非充气材料制成。
在单轨系统中任何橡胶充气轮胎—例如驱动轮或稳定导轨导向轮出现故障的情况下，紧急导向轮机构利用其包围着导轨的保险轮构架1202使得紧急导向轮1255与导轨相接合，由此减小了车辆发生脱轨的可能性。构架1202可被连接到转向架或车辆的地板构架上。
参见图33A-33D，可将那些用作驱动轮和导向轮的气压轮胎设计成包括内部中间支撑结构，在胎压出现不利亏压的情况下，这些结构可保持轮胎的完整性。这种轮胎的一个公知制造商为新泽西州特伦顿市的HutchinsonIndustries Inc.，其所生产的这种轮胎的商标为“RUN-FLAT”。
K.改进的转辙性能图34-图39公开了改进的转辙装置。具体参见图34-38，图中表示了一种车辆转辙机组件，其包括一行车路线13300、一稳定导轨13301、一杠杆臂组件13302、一主线导路13303、一岔线导路13304、一侧梁导路13305、一侧梁或侧块13306、一侧梁接触轮13308、一侧轨轮13309、一车轮转向架构架13310、一各为杠杆臂组件13302所设置的保护罩13311、一车辆地板构架13312、一车辆13313、一固定的枢转点13314、一可伸缩的活塞13315、以及位于侧梁导轨13305上的一加宽的入口部分13316。
尤其是具体参见图34-36可见改进的车辆转辙机组件13302，该组件是自动控制的，并可由车载设备进行控制、或由一中央车辆控制中心进行控制。车载的转辙操作包括在车辆从一主线导路13303分岔到另一岔线导路13304上的位置处，将位于线路13300顶部的一短段纵向稳定导轨13301去掉。这一段导路具有平滑的无阻碍表面区13300，在该表面区上，带有两导向轮的车轮转向架可被引导到另一导路上，且不与任何表面发生干涉。通过增加一侧梁导轨13305来使车辆实现转向，该导轨13305被安装到侧梁导路13306的外侧或行车路面的表面上。
当一杠杆臂组件13302未工作时，其位于一保护罩13311中，保护罩被局限在车辆13313地板构架13312的内部或下方。当组件被启动以将车辆从一条导路13303转辙向另一导路13304时，利用活塞13315使杠杆臂组件13302绕一固定点13314转动，其中的活塞13315可伸长而迫使杠杆臂13302绕枢转点13314转动约90度。在该位置上，车轮13306与侧梁导路或路面的外侧相接触，并将轨道车轮13309引导到导轨13305的开阔入口13316中。由于稳定导轨13301已被去掉，所以车辆就会被车辆转辙组件13302沿着表面从导路13303引导到导路13304。
当车轮转向架经过了两导路—即主线导路13303和岔线导路13304之间的交汇点处之后，就出现了正常的稳定导轨，其将承担对车辆的引导操作。在此位置点处，沿侧梁导路13305的导轨就终结了，杠杆臂13302被停用，且自动地转动90度而返回到位于车辆地板下方的保护罩13311中。
在本发明的单轨系统中，车载的转辙装置具有几种应用。例如，在维护站场，利用车载转辙机，可将车辆从一条导路引导到一定数目的检修、停靠库区种。如果应用了如图38所示的岔线车站，则车辆的列车可被引导到一岔线导路上，同时另外的列车可仍然从主线导路通过。另一种应用允许车辆在相同的高度上进行横向转辙—从一条主导路转辙到另一导路或反之。
车载转辙装置的分岔区是一段相当短的距离，该距离约为车辆的长度。为了使车辆具有超强的稳固性一例如抵御作用在车辆上超强风力的作用，可将分岔区保护或封闭起来，该保护或封闭例如是通过一透明的、气泡形状的封罩进行的。
下面参见图39，图中表示了一种备选形式的车辆导轨转辙机。具体来讲，如第08/646198号美国专利申请中所披露的那样，该转辙机包括曲柄电机14340、为第一车辆所设的线路表面14400、为第一车辆所设的稳定导轨14401、转动着的非柔性转辙机14402、转辙机的长度14404、交叉处14410、第一车辆14413、第一车辆的导路14414、相交点14415、第一车辆转辙机的锁止位置14416、转辙机的中央枢转点14418、转辙机的转角14420、第二车辆的线路表面14500、第二车辆的稳定导轨145001、第二车辆14513、第二车辆14514、第二车辆的导路14514、以及第二车辆转辙机的锁止位置14516。
具体来讲，图39中所示的备选转辙机设置了一段短的转动非柔性转辙机14402，其长度14404使得第一车辆14413和第二车辆14513可从独立的单轨导路14414和14514进行转辙，其中的两导路在相同的高度上、在交叉处相互横交。该转辙是通过将稳定导轨14401和14501之一的一短段绕位于调高区域14410顶面上的一中央枢转点14410转动来实现的。
如图39所示，当转辙机14402处于位置14416时，第一车辆14413被沿稳定导轨14401引导着而通过交叉点14410，在位置14416上，转辙机与稳定导轨14401对齐。当第二车辆14513接近交叉点时，转辙机14402绕枢转点14418逆时针转动一个角度14420，从而转辙机14402与处于第二锁止位置14516的稳定导轨14501对齐。
利用曲柄电机14340、杠杆臂14338、引导槽14332或与第08/646198号美国专利申请中所公开装置类似的装置来使转辙机以角度14420在两个位置14416、14516之间往复地转动。
可从一单轨中央控制站对转辙机执行自动控制。另外，可容易对转辙机进行改造来在三条或更多条交叉的行车路线之间进行转辙。
L.预制的双层导路除了在待结的第60/081337号美国专利申请的图9A-图10B中所公开的预制导路支撑结构之外，图40A-图40B表示出了另外一种支撑结构，图中相同的元件将用相同的数字标号指代。该支撑结构的特征在于一管柱作为垂直立柱61、以及一T形悬臂支撑件被用作导路支撑件71。与上述讨论的所有支撑结构那样，该支撑结构可在施工现场之外用可携带的轻质构件预制而成。此处，支撑结构包括六个构件。这些构件可被容易地运输到组装位置、并能快速地进行安装。
上文已参照优选实施例对本发明的基本原理进行了描述和表示，很显然，在不偏离本发明原理的前提下，可对这些实施例的结构设置和细节特征进行改动。考虑到本发明的原理可适用于多种形式的实施例，所以很显然详细的实施例仅是例示性的，不应当被看作是对本发明范围的限定。反而是只要这些变型形式落入到后续权利要求及其等效形式的范围内，则所要求保护的发明就包括所有这些变型。
因而，本发明单轨系统在应用时具有很大的柔性。其可被用在城市环境中，在此环境中，由于在众多车站之间距离很短，所以速度被降低了，并能被用在乡村环境中，在这样的环境中，停车并不频繁，并可利用磁悬浮技术的实施例而使速度高达300英里/小时。另外，本发明单轨系统的小尺寸使得单轨可被设置在城市、乡村等多种地点位置处，由此可减小对环境的物理影响和美学破坏。
本领域技术人员可意识到本发明的单轨系统的造价将只是普通高架运输系统的一半到三分之一。成本降低的原因是由于构件的尺寸很小、建造材料的用量减少、且构件可在工厂中批量制造、以及构件可在现场用很少的工时组装起来。
M.半磁悬浮单轨系统在支撑、导向以及推进方面，本发明的单轨系统实现了很大的柔性。如上文提到的那样，可通过车轮组件或者全悬浮系统来实现支撑和导向。类似地，针对推进系统的柔性允许采用机电型驱动、磁悬浮、或线性感应电机系统，这样的系统例如是由Power Superconductors ApplicationCorporation制造的。尽管这些系统各自单独地就可以使单轨系统经济、且相对有效。但如将这些系统组合起来—既包括车轮组件又包括磁悬浮型系统，则可获得更大的益处。
参见图41，图中表示了有关半磁悬浮单轨系统的基本概念，其中，如下面将要详细介绍的那样，车辆30被车轮52和半磁悬浮系统部分地支撑着。类似于前面实施例中的单轨系统，半磁悬浮单轨系统采用了连接到顶平面12上的稳定导轨18。稳定导轨18包括被垂直腹板22支撑着的头部24，头部24包括两条向外上方延伸的稳定导轨导路52。车辆30包括车体32和转向架40。在转向架40上连接了车轮52以及半磁悬浮系统的几个部分。本实施例的车轮52可对车辆30提供支撑。半磁悬浮系统也能提供支撑，并能进行导向和推进。
取决于所采用的构件以及它们的相对构造，半磁悬浮系统可在半磁悬浮系统中由气隙1 59隔开的各个部分之间产生吸引力或排斥力。如果产生的是吸引力，则相对于转向架40，吸引力的方向是向上的，从而减小了车辆30所施加的载荷。实质上，吸引力可将车轮52上的一部分载荷转移到稳定导轨18上。尽管排斥力自身是会增大作用在车轮52上的载荷的，但通过按照现有技术中的方式对半磁悬浮系统中由气隙159隔开的部分之间的偏移进行设计，可使排斥力作用在向上方向，从而减小作用在车轮52上的载荷。
传统的机电型单轨推进系统具有能效高的优点。与车辆30被完全悬浮起来的全悬浮系统不同，机电型推进系统不需要任何能量来抬高车辆。但是，采用全悬浮系统的好处在于能提高速度。对轮胎磨损有影响的因素包括速度、负载重量、以及使用时间。因而，高速度、大载荷将趋于使轮胎快速磨损，因而为单轨系统的最高速度和最大载荷限定了实际上限。全悬浮系统不会受到轮胎磨损或轮胎最大速度的限制，因而以效率的降低为代价而提高了速度，效率的降低是由于要抬高车辆。因而，传统的机电型单轨推进系统具有能效高的优点，但该优点的代价是速度受限，全悬浮系统则以效率为代价获得了速度高的优点。
半磁悬浮单轨系统包括两种系统的元件，其既解决了机电单轨推进系统的速度受限问题，同时还达到了比全磁悬浮系统约高三倍的效率。通过减小作用在车轮上的载荷而获得了更高的能效，由此而减小了磨损，并以这样的方式实现了悬浮并不需要将车辆完全抬升起来。在优选实施例中，当车辆30停止时，其全部重量将由车轮52进行支撑，由此可降低对悬浮能量的要求。例如，当速度在零到25英里/小时之间时，车轮52继续支撑着车辆30的全部重量。随着速度的进一步增加到25到140英里/小时之间，磁悬浮系统将减轻车轮52上承受的载荷，磁悬浮系统将支撑车辆重量的80％。在更高的速度上—优选为超过200英里/小时，磁悬浮系统将完全支撑着车辆30。总地来讲，半悬浮系统能获得超过150英里/小时的速度。在图51中列出了采用本发明系统所能达到的速度和加速度。
除了能提高运行过程中的效率之外，半悬浮系统还具有其它的优点。全悬浮系统的总造价约为半悬浮系统造价的五倍。另外，全悬浮系统导路的宽度约为本发明中所用导路的两倍，因而，本发明可减小单轨系统对环境的影响。通过采用车轮，还可获得超出全悬浮系统的其它优点。如果在高速时发生了断电故障，车轮52将能支撑车辆30的重量，并能实现安全减速。还可用车轮52执行复杂的控制，例如制动、加速、减速、以及在站台处精确地停车。还可通过在车轮30中设置电磁电动机来实现应急推进。
采用充气轮胎就存在这样的可能胎压的降低将会妨碍车辆30的运行。为应对这种情况的发生，可采用一控制系统，其可调节间隙159之间的距离，从而在发生这样的情况时降低轮胎的负载。另外，上述的漏气行驶技术将使车辆30能继续行驶，直到能进行维修时为止。
图42表示了一种半悬浮系统，其采用了一套用于进行支撑和导向的电磁系统，并采用了用于进行支撑和推进的两磁悬浮线性感应电机。在该实施例中，电磁系统包括一对电磁铁155，它们被连接到转向架40上，从而位于稳定导轨18的两侧，电磁铁155与稳定导轨导路26相互作用，导路26优选地是用具有铝涂层的铁芯组成的，从而可对车辆30进行支撑和导向。磁悬浮线性感应电机271与稳定导轨导路26发生相互作用，从而对车辆30提供推进。
图43中的半悬浮系统采用了用于支撑和导向的电磁系统、以及用于推进的单个磁悬浮线性感应电机271。电磁系统包括一对电磁铁155，它们被连接到转向架40上，从而位于稳定导轨18的两侧，电磁铁155与稳定导轨导路26相互作用，且也是用具有铝涂层的铁芯组成的，从而可对车辆30进行支撑和导向。磁悬浮线性感应电机271被连接到车辆30上，并与垂直腹板22靠近。线性感应电机271与垂直腹板22之间的互感作用是水平方向的，从而该实施例中磁悬浮线性感应电机271是推进力的，而非用于支撑。
图42和图43中所表示的电磁系统形成了一个作用着吸引力的间隙159。通过一电子控制系统将气隙159保持在约10毫米的尺度上，由此对吸引力进行调节。尽管通常是用空气来填充间隙159，但也可采用其它能提供低摩擦接触面的物质，这些的物质包括Kamantec、Teflon、或其它合适的润滑剂。
作为电磁系统(其需要磁悬浮线性感应电机来进行驱动)的替代措施，可采用一种电动力学系统，其采用与零磁通线圈相配套的电磁铁。参见图44，在稳定导轨导路26的附近设置了一对电磁铁155。在稳定导轨导路26中嵌入了多个零磁通线圈157，其与电磁铁155相互作用，从而对车辆30提供支撑、引导和推进。间隙159将电磁铁155与零磁通线圈157分隔开，对于电动力学系统，其宽度通常为二到三英寸。图45表示了电动力学的一种备选实施例，其中电磁铁155的形状与稳定导轨18的结构相一致而带有拐角。除了设置在稳定导轨导路26中的零磁通线圈之外，还在垂直腹板22中另外嵌置了零磁通线圈157。
图46和图47表示了单个零磁通线圈157的结构—包括优选的尺寸，其中零磁通线圈157的形状总体上为“8”字形。如图48所示，必须在稳定导轨18中、沿单轨系统的总长嵌入多个零磁通线圈157。为了形成支撑、引导、以及推进所必需的磁场和电场，要在各个零磁通线圈中通入电流。为了能利用电动力学系统，必须要用混凝土或聚合物等非导电材料来制造稳定导轨18。
与电磁系统的吸引力不同，电动力学系统产生的是排斥力。如本领域公知的那样，通过将电磁铁155与零磁通线圈157正确地对正，就可将排斥力指向上方，由此降低了作用在车轮52上的负载。
如图49所示，稳定导轨26也可以是沿水平延伸，而并非向外上方延伸。在半悬浮系统的这种实施例中，在垂直腹板22的相对两侧、以及水平延伸的稳定导轨导路26下方设置了两电磁铁。由电磁系统所产生的吸引力的支撑分量和导向分量作用在稳定导轨18的不同部分上。在垂直方向上、作用在稳定导轨导路26上的吸引力支撑着车辆30。类似地，作用向垂直腹板22的水平吸引力则用于沿稳定导轨18对车辆30进行导向。如同上述采用电磁铁系统的实施例，该实施例也需要由磁悬浮线性感应电机27来提供推进。
图50表示了曲线形状的排斥式磁悬浮行车线性感应电机159，其被安装到车辆30中，该电机与头部24中的静止线圈157相互作用，提供组合到一起的导向、推进、以及部分或全部的悬浮作用。作为一备选实施例，曲线的排斥式磁悬浮行车线性感应电机159也可被超导磁线圈所代替，从而利用线圈之间的排斥性相互作用来提供导向、推进以及部分或完全的悬浮作用。
在不悖离本发明设计思想和核心特征的前提下，还可用其它的特定形式来实施本发明。因而，本文中的实施例应当被看作是例示性的，而非限制性的，本发明的范围应当由所附的权利要求书限定，而不是由上述的描述界定，因而，落入到权利要求书或等效形式的范围与含义内的所有变型都应当被涵盖在本发明内。
权利要求
1.一种单轨系统，其包括至少一辆被推进的车辆，其具有一车体和至少一个车轮组件；一支撑件，其具有一个基本上为平面的顶表面，所述平面的顶表面的宽度不超过所述车辆宽度的一半；一纵向的稳定导轨，其被安装到所述平面的顶表面上，且与之平行，并具有一腹板，腹板支撑着一个头部；以及一控制系统，其通过一机构向所述车辆提供导向、推进以及部分的支撑，所述机构可保持所述车辆与所述稳定导轨之间的间隙，所述车轮组件提供剩余部分的支撑。
2.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于所述控制系统是一电磁系统，所述电磁系统形成一个跨所述间隙的吸引力。
3.根据权利要求2所述的单轨系统，其特征在于所述电磁系统是由安装在所述车辆上的至少一个电磁铁、以及设置在所述稳定导轨中的磁性材料构成的，所述电磁铁被设置成靠近所述稳定导轨。
4.根据权利要求3所述的单轨系统，其特征在于所述稳定导轨是由铁芯和铝表面构成的。
5.根据权利要求3所述的单轨系统，其特征在于在所述车辆上、靠近所述稳定导轨设置了至少一台线性感应电机，所述线性感应电机对所述车辆提供推进作用。
6.根据权利要求5所述的单轨系统，其特征在于所述电磁系统和所述磁悬浮线性感应电机对所述车辆提供部分的支撑，所述车轮组件提供了剩余的支撑。
7.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于所述控制系统是一电动力学系统，所述电动力学系统形成跨所述间隙的排斥力。
8.根据权利要求7所述的单轨系统，其特征在于所述电动力学系统是由安装在所述车辆上的至少一个电磁铁、以及安装在所述稳定导轨上的多个零磁通线圈构成的。
9.根据权利要求8所述的单轨系统，其特征在于所述零磁通线圈为“8”字形。
10.根据权利要求8所述的单轨系统，其特征在于所述零磁通线圈被嵌入到所述稳定导轨中，所述稳定导轨是用非磁性材料构成的。
11.根据权利要求8所述的单轨系统，其特征在于所述电动力学系统对所述车辆提供推进作用。
12.根据权利要求11所述的单轨系统，其特征在于所述电动力学系统对所述车辆提供部分的支撑，所述车轮组件提供剩余的支撑。
13.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于所述车轮组件包括一个或多个车轮，所述车轮是由金属、金属合金、橡胶或合成橡胶构成的。
14.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于一个或多个所述的车轮是充气轮胎。
15.根据权利要求14所述的单轨系统，其特征在于所述轮胎具有漏气行驶安全插入件。
16.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于用于保持间隙的所述机构包括一传感器，所述传感器可对所述单轨系统进行调节，使得跨所述间隙的距离基本上保持恒定。
17.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于所述间隙包括一低摩擦介质，所述低摩擦介质是固体、液体或气态材料。
18.根据权利要求1所述的单轨系统，其特征在于所述车辆的速度在零到500公里/小时之间变动。
19.一种单轨系统，其包括至少一辆被推进的车辆，其是由一车体和至少一个车轮组件构成的；一支撑件，其具有一个基本上为平面的顶表面，所述平面的顶表面的宽度不超过所述车辆宽度的一半；一纵向的稳定导轨，其被安装到所述平面的顶表面上，且与之平行，并具有一腹板，腹板支撑着一个头部；以及一组合的导向—推进系统，所述导向—推进系统包括至少两电磁铁、以及安装在所述车辆上的至少一磁悬浮线性感应电机，所述电磁铁和所述磁悬浮线性感应电机与所述稳定导轨中的磁性材料相互作用，从而对所述车辆提供导向、推进以及部分的支撑，所述车轮组件提供剩余的支撑。
20.一种单轨系统，其包括至少一辆被推进的车辆，其是由一车体和至少一个车轮组件构成的；一支撑件，其具有一个基本上为平面的顶表面，所述平面的顶表面的宽度不超过所述车辆宽度的一半；一纵向的稳定导轨，其被安装到所述平面的顶表面上，且与之平行，并具有一腹板，腹板支撑着一个头部；以及一组合的导向—推进系统，所述导向—推进系统是由安装到所述车辆上的至少一个电磁铁构成的，所述电磁铁与嵌入到所述稳定导轨中的多个零磁通线圈相互作用，从而对所述车辆提供导向、推进以及部分的支撑，所述车轮组件提供剩余的支撑。
21.根据权利要求20所述的单轨系统，其特征在于所述电磁铁被设置成靠近带有所述零磁通线圈的所述稳定导轨。
22.根据权利要求21所述的单轨系统，其特征在于所述稳定导轨是用非磁性材料制成的。
23.根据权利要求20所述的单轨系统，其特征在于所述零磁通线圈为“8”字形。
全文摘要
本发明公开了一种用于客运和轻型货物运输的单轨系统，其提供了一种支撑结构，该结构带有基本为平面的顶表面(12)，系统还提供了一种稳定导轨(18)，其具有一垂直腹板部分(22)，该部分支撑着一个头部(24)。头部(24)对车辆(30)进行引导，使其沿顶平面(12)运行，同时，固定到腹板部分(22)上的导体(76)通过固定到车辆(30)上的集电器向车辆(30)输送电流。稳定导轨(18)的一个部分(300)是柔性的，从而提供了用于将车辆(30)在多条线路之间进行转辙的简单而经济的装置。本发明系统与多种车辆推进—悬挂系统均能良好地配合，这些推进—悬挂系统包括机电系统、磁悬浮或线性电动机。另外，系统可与半磁悬浮系统配套工作，在这样的系统中，车辆部分地被车轮支撑着、部分地被磁悬浮支撑着。
文档编号B61B13/06GK1501868SQ02807879
公开日2004年6月2日 申请日期2002年2月1日 优先权日2001年2月2日
发明者埃纳·斯文森, 埃纳 斯文森 申请人:埃纳·斯文森, 埃纳 斯文森