专利名称：跨座式独轨交通车非粘着驱动结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种城市轨道交通装置，尤其涉及一种跨座式独轨交通车非粘着驱动结构。
背景技术：
跨座式独轨交通(Straddle Type Railway)，其特点是通过单根轨道完成对车体的支承、稳定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行；与常规铁路相类似，跨座式单轨交通系统也是由线路、车辆系统、机电设备、车辆段及综合维修基地等部分组成。同时，作为一种技术先进的城市轨道交通，跨座式独轨交通系统某些部分的构造又有其独特之处，其构造的特殊性主要在于线路和车辆系统。线路特点跨座式单轨铁路通常采用全封闭的高架系统，它的线路部分包括独轨式轨道梁、支柱、高架车站及单轨道岔。其中独轨式轨道梁具有不同于其它交通系统的结构型式，难于将其它交通系统上的结构直接应用在其上。车辆系统特点跨座式单轨列车采用专用的跨座式单轨电动车组，一般由四节、六节或八节车辆编为一个电动车组，电动车组两端的车辆带有司机室；每节车辆由车体和两台转向架组成；转向架是城市轨道交通车辆的重要组成部分之一，转向架是支撑车体并负担车辆沿轨道走行的支撑走行装置。由于现有的跨座式单轨车辆采用轮轨粘着驱动方式，连接转向架和走行轮的车轴必须与动力系统的动力输出轴固定连接，而动力系统一旦安装好后，除非对车体进行破坏性拆卸，否则不可能对车轴进行拆卸，而车辆运行中，走行轮持续磨损，需要定期对走行轮进行更换，为了能对走行轮进行更换，车轴只能采用悬臂式连接方式，在车轴的悬空端留出空隙，为走行轮的拆装操作留出空间；由于前述的结构特点，使得转向架的日常维护中，只能对走行轮进行更换，若要更换车轴，则成本巨大，耗时耗力；悬臂式结构相对于简支梁结构，其结构稳定性差，对车轴强度要求高，导致转向架的自重较大，车辆稳定性差。同时，现有的动力系统还存在体积庞大、结构复杂的缺陷。现有的采用传动轴驱动的跨座式单轨车辆除了前述的缺陷外，还存在如下缺点 1、对气候的适应能力差，如雨、雪、凝冻天气对车辆的驱动性能和制动性影响较大，降低了跨座式单轨列车运行的准点性和安全性；2、运营成本高，跨座式单轨列车采用橡胶轮胎系统，走行轮橡胶轮胎不仅承担支撑作用还要起作驱动和制动的作用，磨损巨大，而城市轨道交通系统的安全性要求非常高，故只能采用技术含量和成本较高的专用橡胶轮胎，因此运营成本高；3、受走行轮橡胶轮胎与水泥轨道粘着条件的限制，跨座式单轨列车的动力性、制动性能不高，导致车辆的爬坡能力、最高车速、加速时间、制动距离等主要整车技术参数表现不佳；4、运行经济性差，轨道交通车辆为获得较高的平均车速需要频繁地进行加速和制动，这一方面增加了走行轮的负担，使走行轮寿命缩短，另一方面，制动的本质是将动能转化为热能，使大量的能量被浪费，而且频繁制动、加速对车体的结构稳定性也有一定影响。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种跨座式独轨交通车非粘着驱动结构， 包括相互匹配的独轨式轨道梁和转向架，其改进在于所述独轨式轨道梁两侧各设置有一感应板；所述转向架两侧设置各有一直线电机，直线电机与感应板一一对应且位置相对。所述转向架由转向架构架、横梁、走行轮、导向轮、稳定轮、稳定轮支架和电机座组成；
所述转向架构架为矩形框结构，横梁设置在转向架构架中部，横梁将转向架构架分隔为两个框体，两个框体内各设置有一组走行轮，走行轮的轮缘与独轨式轨道梁上端面接触；
转向架构架的四个顶点处，各设置有一导向轮，导向轮的轮缘与独轨式轨道梁的侧壁接触，导向轮位于感应板上方；
横梁两端各连接有一稳定轮支架；稳定轮支架下端与稳定轮连接，稳定轮的轮缘与独轨式轨道梁的侧壁接触，稳定轮位于感应板下方；
两个电机座分别设置在两个稳定轮支架的内侧，电机座与感应板位置相对，电机座上连接有直线电机。走行轮的转动轴两端分别与一走行轮固定座连接，两个走行轮固定座设置在框体的两侧。本发明的有益技术效果是改现有的跨座式独轨交通车的粘着驱动为非粘着驱动，车辆制动、加速由直线电机和感应板之间的相互作用力完成，降低走行轮的负担，提高结构稳定性，降低车辆的运营成本。
图1、本发明的独轨式轨道梁和转向架匹配关系侧视图； 图2、本发明的独轨式轨道梁和转向架匹配关系正视图3、本发明的独轨式轨道梁和转向架匹配关系俯视图； 图4、转向架结构侧视图； 图5、转向架结构俯视图； 图6、转向架结构正视图。
具体实施例方式现有的跨座式独轨交通系统，其结构上最能区别于其他交通系统的是独轨式轨道梁，正是由于其独特的独轨式轨道梁结构，使得很多轨道车辆驱动方式难于直接应用在其上；为了适应这种独轨式轨道梁，以及对跨座式独轨交通系统的性能进行改进，本发明提出了一种跨座式独轨交通车非粘着驱动结构，包括相互匹配的独轨式轨道梁和转向架，其创新之处在于所述独轨式轨道梁两侧各设置有一感应板4 ；所述转向架两侧设置各有一直线电机3，直线电机3与感应板4 一一对应且位置相对。本发明的这种驱动方式，采用直线电机3与感应板4之间的作用力来对车辆进行驱动，省去了现有驱动方式中的机械磨损件，转向架上的走行机构(主要是走行轮1-3及走行轮1-3的转动轴)不需要与动力系统连接，走行机构可整体拆卸，简化了维护、检修操作，而且使原来难于拆卸的转动轴也可以定期得到更换。同时，由于转向架上的走行机构不再承担加速、制动的任务，使走行机构可以采用更为轻巧的结构，大大降低了转向架的自重。与现有的采用直线电机3的交通系统相比，本发明的感应板4和直线电机3均为侧向设置，既适应了独轨式轨道梁的独特结构(独轨式轨道梁的上端面宽度有限，在保证结构稳定性的前提下，不可能将感应板4设置于独轨式轨道梁的上端面)，又使得感应板4和直线电机3不需要承受垂向力(感应板4和直线电机3仅需要承受自身轴向方向的驱动力)， 结构稳定性更好。所述转向架由转向架构架1-1、横梁1-2、走行轮1-3、导向轮1-4、稳定轮1-5、稳定轮支架1-6和电机座1-7组成；所述转向架构架1-1为矩形框结构，横梁1-2设置在转向架构架1-1中部，横梁1-2将转向架构架1-1分隔为两个框体1-1-1，两个框体1-1-1内各设置有一组走行轮1-3，走行轮1-3的轮缘与独轨式轨道梁上端面接触；转向架构架1-1的四个顶点处，各设置有一导向轮1-4，导向轮1-4的轮缘与独轨式轨道梁的侧壁接触，导向轮 1-4位于感应板4上方；横梁1-2两端各连接有一稳定轮支架1-6 ；稳定轮支架1-6下端与稳定轮1-5连接，稳定轮1-5的轮缘与独轨式轨道梁的侧壁接触，稳定轮1-5位于感应板4 下方；两个电机座1-7分别设置在两个稳定轮支架1-6的内侧，电机座1-7与感应板4位置相对，电机座1-7上连接有直线电机3。有赖于前述结构的改进，本发明还将走行轮1-3的转动轴的支撑方式由现有的悬臂式改进为简支梁式，其具体方案为单组走行轮1-3的转动轴两端分别与一走行轮固定座1-3-1连接，两个走行轮固定座1-3-1设置在框体1-1-1的两侧。转动轴的支撑方式由悬臂式改进为简支梁式后，走行轮1-3与转向架构架1-1的连接更为稳定，在承受相同荷载的条件下，简支梁式的转动轴比悬臂式的转动轴可以制作得更为轻巧，有利于降低转向架自重。与现有技术相比，本发明具有如下特点
1)车辆的运动依靠直线电机3所产生的电磁力来推进，而走行轮1-3仅起支撑承载作用，不传递纵向力，不再受到轮轨黏着因素的制约，因此，车辆可以获得很强的起动、加速和减速动力性能，尤其具有突出的爬坡能力，线路最大坡度可以允许在6% 8%，并能在恶劣的环境和轨面条件下保持良好的性能；
2)采用直线电机3取代旋转电机后，由于中间传动装置的取消，可以采用小的轮对，便于车辆的小型化；
3)鉴于以上两点，使线路更加容易避开已建和规划好待建建筑物，方便城市选线。缩短地下一高架过渡距离，减少线路占地和拆迁量。并可对跨座式独轨交通系统纵断面进行合理选择，降低土建工程造价，尤其在隧道区段特别明显；
4)由于直线电机3驱动的跨座式独轨交通车辆，没有齿轮传动机构的啮合振动和噪声，走行轮1-3也不是驱动轮，避免了因动力轮与轨道蠕滑滚动产生的振动和噪声。所以该型跨座式独轨交通系统具有振动小，噪声低的优点，有利于环境保护，车轮擦伤的可能性减小，延长了车轮的使用寿命；
5)由于直线电机3驱动跨座式独轨交通车辆是典型的非粘着驱动方式，牵引、制动性能发挥不依赖于环境，是一种全天候的运载工具。直线电机3驱动的电磁力的分力使导向轮和稳定轮与轨道之间产生一定的附加压力，有利于提高跨座式独轨车辆运动的稳定性，因此其安全性指标较高。再加上取消了旋转电机驱动所必须的滚动轴承、传动齿轮，磨耗小，大大提高了车辆运行的可靠性和可维护性，维修工作量较小，维护成本较低。
由于直线感应电机驱动的跨座式独轨交通车辆具有比传统车辆更强的加减速性能，有更高的停车位置控制精度，因此更容易实现小编组，高密度，自动驾驶的运行模式。由于直线电机3驱动跨座式独轨交通车辆仍采用橡胶轮胎和混凝土轨道来支撑和引导车辆运行，所以仍可采用长期运用成熟的、安全可靠的轨道电路信号系统来实行对列车的信号传输，运行监控和集中调度，运营适应性较好。
权利要求
1.一种跨座式独轨交通车非粘着驱动结构，包括相互匹配的独轨式轨道梁和转向架， 其特征在于所述独轨式轨道梁两侧各设置有一感应板(4);所述转向架两侧设置各有一直线电机(3)，直线电机(3)与感应板(4) 一一对应且位置相对。
2.根据权利要求1所述的跨座式独轨交通车非粘着驱动结构，其特征在于所述转向架由转向架构架(1-1)、横梁(1-2)、走行轮(1-3)、导向轮(1-4)、稳定轮(1-5)、稳定轮支架 (1-6)和电机座(1-7)组成；所述转向架构架(1-1)为矩形框结构，横梁(1-2)设置在转向架构架(1-1)中部，横梁 (1-2)将转向架构架(1-1)分隔为两个框体(1-1-1 )，两个框体(1-1-1)内各设置有一组走行轮(1-3)，走行轮(1-3)的轮缘与独轨式轨道梁上端面接触；转向架构架(1-1)的四个顶点处，各设置有一导向轮(1-4)，导向轮(1-4)的轮缘与独轨式轨道梁的侧壁接触，导向轮(1-4)位于感应板(4)上方；横梁(1-2)两端各连接有一稳定轮支架(1-6)；稳定轮支架(1-6)下端与稳定轮(1-5) 连接，稳定轮(1-5)的轮缘与独轨式轨道梁的侧壁接触，稳定轮(1-5)位于感应板(4)下方； 两个电机座(1-7)分别设置在两个稳定轮支架(1-6)的内侧，电机座(1-7)与感应板 (4 )位置相对，电机座(1-7 )上连接有直线电机(3 )。
3.根据权利要求2所述的跨座式独轨交通车非粘着驱动结构，其特征在于单组走行轮(1-3)的转动轴两端分别与一走行轮固定座(1-3-1)连接，两个走行轮固定座(1-3-1)设置在框体(1-1-1)的两侧。
全文摘要
本发明公开了一种跨座式独轨交通车非粘着驱动结构，包括相互匹配的独轨式轨道梁和转向架，其改进在于所述独轨式轨道梁两侧各设置有一感应板；所述转向架两侧设置各有一直线电机，直线电机与感应板一一对应且位置相对。本发明的有益技术效果是改现有的跨座式独轨交通车的粘着驱动为非粘着驱动，车辆制动、加速由直线电机和感应板之间的相互作用力完成，降低走行轮的负担，提高结构稳定性，降低车辆的运营成本。
文档编号B61F3/04GK102358293SQ20111022555
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者杜子学, 武维 申请人:重庆交通大学