用于轨道列车的转向机构、轨道列车及轨道交通系统的制作方法

本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种用于轨道列车的转向机构、具有其的轨道列车以及轨道交通系统。

背景技术：

现有技术的列车车轮为普通车轮轮胎，车轮轮胎直接与电机连接以直接驱动车轮的轮毂电机变得尤为引人注意，由于轮毂电机限制了车轮的自由度，使得车轮不能在所有方向上移动而且驱动装置自动较大，驱动技术适应性、驱动能力和效率均不高。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种用于轨道列车的转向机构，所述转向机构驱动能力和驱动效率高，且有利于实现走行轮的转向。

本发明还提出了一种具有所述用于轨道列车的转向机构的轨道列车。

本发明还提出了一种具有所述轨道列车的轨道交通系统。

根据本发明第一方面实施例的用于轨道列车的转向机构，包括：转向架，所述转向架与列车相连；行走装置，所述行走装置成对设置，每个所述行走装置分别包括：轮罩，所述轮罩设在转向架上，所述轮罩内设有电磁体且所述轮罩的下部设有开口；走行轮，所述走行轮形状为球形，所述走行轮设在所述轮罩内且至少一部分伸出所述开口，所述走行轮内设有磁性金属材料；导电件，所述导电件与所述轮罩相连以对所述电磁体通电并使所述电磁体产生磁场，所述走行轮根据所述电磁体产生的磁场强度和分布方向运动。

由此，根据本发明实施例的用于轨道列车的转向机构，走行轮为球形，球形走行轮具有万向运动能力，容易实现两侧走行轮6的差速，而且便于通过曲线，能够实现均匀磨损以延长使用寿命。并且在曲线通过时，与普通轮胎侧偏力相比，球形走行轮和轨道槽配合能产生较大的径向力，可以减少曲线通过时走行轮的径向力，提高曲线通过的安全性，减少走行轮的磨耗。同时走行轮内设有磁性金属材料，轮罩内设有电磁体，电磁体通产生磁场，通过控控制通电电流的大小，可改变轮罩内磁场分布，进而改变走行轮在磁场中的受力情况，进而驱动走行轮转动，从而可保证用于轨道列车的转向机构的驱动能力和驱动效率。

另外，根据本发明实施例的用于轨道列车的转向机构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述转向架包括：两个转向架横梁，两个所述转向架横梁沿所述轨道的轴向间隔开且分别横跨在两个所述轨道槽上方；两个转向架侧梁，两个所述转向架侧梁分别沿所述轨道槽的延伸方向设在两个所述转向架横梁之间，每个所述行走装置的所述轮罩设在所述转向架侧梁上；缓冲件，所述缓冲件分别设在所述转向架横梁的两端，所述缓冲件与所述列车相连并将所述列车的载荷传递给所述转向架。

可选地，所述缓冲件形成为螺旋簧，所述转向架横梁上设有弹簧支撑座，所述螺旋簧设在所述弹簧支撑座和所述转向架横梁之间。

进一步地，所述用于轨道列车的转向机构还包括：减震器，所述减震器分别与所述弹簧支撑座和所述转向架横梁相连。

可选地，每个所述行走装置的所述轮罩为两个，两个所述轮罩沿所述轨道槽的轴向间隔开设在所述转向架侧梁上

可选地，所述轮罩焊接在所述转向架侧梁上。

可选地，每个所述转向架横梁的两端分别设有向下延伸的连接部，每个所述连接部的下端分别设有适于夹持轨道槽梁的导向轮。

根据本发明的一些实施例，所述轮罩形成为开口向下的半球形，所述轮罩内均匀分布有所述电磁体。

根据本发明的一些实施例，所述轮罩与所述走行轮之间设有支撑轮以固定所述走行轮。

根据本发明的一些实施例，所述走行轮为浸渍有磁性金属材料的橡胶件。

根据本发明第二方面实施例的轨道列车具有上述实施例的用于轨道列车的转向机构。

由于根据本发明上述实施例的用于轨道列车的转向机构具有上述技术效果，因此，本发明实施例的轨道列车也具有上述技术效果，即根据本发明实施例的轨道列车，通过设置上述实施例的用于轨道列车的转向机构，不仅能够提高轨道列车的驱动能力和驱动效率，而且能够减小走行轮和轨道之间的磨损，提高走行轮的使用寿命，也能够提高列车的稳定性和安全性。

根据本发明第三方面实施例的轨道交通系统具有上述实施例的轨道列车。

根据本发明实施例的轨道交通系统，通过设置上述实施例的轨道列车以及适于与上述轨道列车配合的轨道，行走装置的走行轮可分别设在对应的轨道槽内且可沿轨道槽移动，从而有利于球形走行轮与轨道槽的配合移动，同时球形走行轮与轨道槽配合能够产生较大的径向力，用于列车导向可以减少曲线通过时走行轮的径向力增加曲线通过安全性，减少了走行轮磨耗

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的轨道交通系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的轨道交通系统的俯视图；

图3根据本发明实施例的轨道交通系统的轨道的结构示意图；

图4根据本发明一个实施例的用于轨道列车的转向机构的轨道的行走装置的剖视图；

图5根据本发明一个实施例的用于轨道列车的转向机构的轨道的行走装置的部分结构示意图。

附图标记：

100：用于轨道列车的转向机构；

1：转向架，11：转向架横梁，111：连接部，12：转向架侧梁，13：缓冲件，14：弹簧支撑座，15：减震器，151：横向减震器，152：垂向减震器；

2：行走装置，21：轮罩，211：电磁体，22：走行轮，23：支撑轮；

3：轨道，31：轨道槽，32：凹形槽；

4：导向轮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为用于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考如图描述根据本发明实施例的用于轨道列车的转向机构100。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的用于轨道列车的转机构100可以包括转向架1、行走装置2、导电件(图未示出)和轨道3，每个行走装置2分别包括轮罩21和走行轮22。

具体地，转向架1与列车相连，行走装置2成对设置，轮罩21设在转向架1上，轮罩21内设有电磁体211且轮罩21的下部设有开口，走行轮22形状为球形，走行轮22设在轮罩21内且至少一部分伸出开口，走行轮22内设有磁性金属材料，导电件与轮罩21相连以对电磁体211通电并使电磁体211产生磁场，走行轮22根据电磁体211产生的磁场强度和分布方向运动。

换言之，用于轨道列车的转向机构100主要包括转向架1、轮罩21、走行轮22、导电件和轨道3。转向架1连接在列车的底部，行走装置2与转向架1相连，通过转向架1可对行走装置2进行定位。

如图4和图5所示，行走装置2主要包括轮罩21和走行轮22，其中，轮罩21设在转向架1上，轮罩21的下部敞开以形成开口，走行轮22形状为球形形状，走行轮22的上部设在轮罩21内，轮罩21的形状适于与走行轮22配合，走行轮22的下部伸出开口且位于轨道槽31内，并可沿轨道槽31的延伸方向移动。

相比与现有技术的普通轮胎，球形走行轮22与轨道槽31的接触面积更大，球形走行轮22具有万向运动能力，容易实现两侧走行轮22的差速，而且便于通过曲线，能够实现均匀磨损以延长使用寿命。并且在曲线通过时，与普通轮胎侧偏力相比，球形走行轮22和轨道槽31配合能产生较大的径向力，可以减少曲线通过时走行轮22的径向力，提高曲线通过的安全性，减少走行轮22的磨耗。

其中，轮罩21内设有电磁体211，导电件与轮罩21连接以有利于实现电磁体211的通电，走行轮22内设有磁性金属材料，电磁体211通电可产生磁场，在磁场和磁性金属材料的磁力作用下，可驱使走行轮22沿轨道槽31的延伸方向移动，通过控制电磁体211通电的电流的大小可改变轮罩21内磁场的分布，进而改变走行轮22在磁场中的受力情况，进而驱动走行轮22转动以及转向。从而不仅可提高用于轨道列车的转向机构100的驱动能力和驱动效率，而且驱动结构更加简单实用。

由此，根据本发明实施例的用于轨道列车的转向机构100，走行轮22为球形，球形走行轮22具有万向运动能力，容易实现两侧走行轮22的差速，而且便于通过曲线，能够实现均匀磨损以延长使用寿命。并且在曲线通过时，与普通轮胎侧偏力相比，球形走行轮22和轨道槽31配合能产生较大的径向力，可以减少曲线通过时走行轮22的径向力，提高曲线通过的安全性，减少走行轮22的磨耗。同时走行轮22内设有磁性金属材料，轮罩21内设有电磁体211，电磁体211通产生磁场，通过控控制通电电流的大小，可改变轮罩21内磁场分布，进而改变走行轮22在磁场中的受力情况，进而驱动走行轮22转动，从而可保证用于轨道列车的转向机构100的驱动能力和驱动效率。

在本发明的一些实施例中，转向架1可以包括两个转向架横梁11、两个转向架侧梁12和缓冲件13，两个转向架横梁11沿轨道3的轴向间隔开且分别横跨在两个轨道槽31上方，两个转向架侧梁12分别沿轨道槽31的延伸方向设在两个转向架横梁11之间，每个行走装置2的轮罩21设在转向架侧梁12上，缓冲件13分别设在转向架横梁11的两端，缓冲件13与列车相连并将列车的载荷传递给转向架1。从而可保证转向架1的强度和承载能力以及减震能力，也方便转向架1与走行轮22的连接，使得走行轮22沿轨道槽31的延伸方向行走。

具体地，两个转向架横梁11和两个转向架侧梁12相连且设在轨道3的上方，其中两个转向架横梁11平行设置且沿轨道3的延伸方向间隔开，两个转向架侧梁12平行间隔开设置且沿轨道3的延伸方向延伸，并设在两个转向架横梁11之间，通过两个转向架横梁11和转向架侧梁12的连接从而可保证转向架1的结构强度和承载能力。轮罩21设在转向架侧梁12上，每个行走装置2的轮罩21可设在对应的转向架侧梁12上，从而便于与轨道槽31配合。在如图2所示的示例中，转向架1可以大致形成为“日”字形结构，以进一步地保证转向架1的结构强度和承载能力。

缓冲件13分别设在每个转向架横梁11的两端且与列车相连，也就是说，每个转向架横梁11上分别设有两个缓冲件13，且两个缓冲件13分别位于转向架横梁11的两端，由此，通过缓冲件13不仅能够缓解列车对转向架1的冲击作用力，降低列车行驶过程中对转向架1造成的损坏，而且将缓冲件13分别设置在转向架横梁11的两侧，也能够提高列车的平衡性能，防止列车因受力不均匀造成的列车侧翻事故。

可选地，缓冲件13可以形成为螺旋簧，转向架横梁11上设有弹簧支撑座14，螺旋簧设在弹簧支撑座14和转向架横梁11之间。具体地，螺旋簧竖直地设在弹簧支撑座14和转向架横梁11之间，螺旋簧的两端分别与弹簧支撑座14和转向架横梁11相连，由此，通过在转向架1上设置螺旋簧结构的缓冲件13，进一步地优化了转向架1的结构设计，从而能够有效地防止列车对转向架1的冲击损坏，而且螺旋簧结构简单，生产成本较低，也降低了转向架1的生产成本。通过弹簧支撑座14从而方便螺旋簧的安装和定位。

进一步地，用于轨道列车的转向机构100还可以包括减震器15，减震器15分别与弹簧支撑座14和转向架横梁11相连。从而可提高转向架1的缓冲减震能力，以进一步地保证转向架1的机构强度和承载能力。在本发明的一些示例中，如图1所示，减震器15可以包括横向减震器151和垂向减震器152，其中横向减震器151呈横向连接在弹簧支撑座14和转向架横梁11之间以缓解横向作用力，垂向减震器152竖直地设在弹簧支撑座14和转向架横梁11之间以缓解竖直方向的作用力，从而可进一步地提高转向架1的缓冲减震能力，保证转向架1的结构强度和承载能力，提高轨道列车的安全性。

在如图1和图2所示的示例中，横向减震器151可以为两个，两个横向减震器151分别设在转向架1的对角线的两端的弹簧支撑座14和转向架横梁11之间，垂向减震器152可以四个，四个垂向减震器152分别与四个弹簧支撑座14配合连接。

在本发明的一些示例中，结合图1和图2所示，每个行走装置2的轮罩21可以为两个，两个轮罩21沿轨道槽31的轴向间隔开设在转向架侧梁12上。换言之，用于轨道列车的转向机构100可以包括四个轮罩21和四个走行轮22，其中每个转向侧梁上设有两个轮罩21，两个轮罩21沿轨道槽31的延伸方向间隔开设置，每个轨道槽31内设有两个走行轮22且两个走行轮22沿轨道槽31的延伸方向间隔开设置，从而可有利于提高用于轨道列车的移动和转向能力。

可选地，轮罩21可焊接在转向架侧梁12上。由此，不仅有利于轮罩21与转向架1的连接，以实现对走行轮22的定位，也可保证轮罩21与转向架1之间的结构强度。

在本发明的一些示例中，每个转向架横梁11的两端可分别设有向下延伸的连接部111，每个连接部111的下端分别设有适于夹持轨道3的导向轮4。

如图1所示，每个转向架横梁11的两端分别设在连接部111，两个连接部111分别位于轨道3的两侧且向下延伸，导向轮4设在连接部111的下端且止抵轨道3的两侧的侧壁面，即相邻导向轮4之间的距离大致等于轨道3的宽度，导向轮4对轨道3具有预紧力，保持夹紧轨道3的状态。

由此，通过在连接部111的下端设置夹持在轨道3两侧的导向轮4，能够提高列车转向机构100在轨道3上的稳定性，防止列车转弯过程中因受力倾斜造成列车转向机构100与轨道3的脱离，提升了列车转向机构100的性能，进而提升了列车运行的稳定性与安全性。

进一步地，相比现有技术，采用球形走行轮22，导向轮4可向下移，也就是说，相比现有技术，导向轮4的位置相对偏下设置，从而可增加了用于轨道列车的转向机构100的抗倾覆稳定性，并可取消稳定轮。

在本发明的一些示例中，轮罩21可形成为开口向下的半球形，轮罩21内均匀分布有电磁体211。也就是说，轮罩21形成为与球形走行轮22形状对应的半球形，轮罩21的开口设置在下方，走行轮22从轮罩21的下侧开口处进入轮罩21中，走行轮22的下端从开口露出，从而保证了轮罩21中的走行轮22从下方伸出与轨道槽31正常接触，简化了走行轮22与轨道3之间的连接方式，而且通过在轮罩21的内侧均匀设置电磁体211，利用电磁体211产生电磁场与走行轮22中的磁性金属材料产生相互作用力，从而保证走行轮22和轮罩21在不接触情况下实现力的相互作用，不仅降低了走行轮22的摩擦阻力，还增加了走行轮22的转向自由度。

可选地，轮罩21与走行轮22之间可设有支撑轮23以固定走行轮22。由此，在出现事故时，通过支撑轮23可支撑固定球形走行轮22。

在本发明的一些示例中，走行轮22可以为浸渍有磁性金属材料的橡胶件。换言之，走行轮22为采用橡胶材料制作而成的球形橡胶轮胎，而且在制作走行轮22的橡胶中浸渍有磁性金属材料，即在橡胶中混合磁性金属材料，从而实现走行轮22具有较强的磁性，能够与轮罩21中的电磁体211之间的电磁场产生相互作用力，通过调整轮罩21中电磁体211产生的磁场的大小与方向，控制走行轮22的活动方向，实现用于轨道列车的转向机构100的转向。

此外，本发明还提出了一种具有上述实施例的用于轨道列车的转向机构100的轨道列车。

由于根据本发明上述实施例的用于轨道列车的转向机构100具有上述技术效果，因此，本发明实施例的轨道列车也具有上述技术效果，即根据本发明实施例的轨道列车，通过设置上述实施例的用于轨道列车的转向机构100，不仅能够提高轨道列车的驱动能力和驱动效率，而且能够减小走行轮22和轨道3之间的磨损，提高走行轮22的使用寿命，也能够提高列车的稳定性和安全性。

本发明还提出了一种具有上述实施例的轨道列车的轨道交通系统。

结合图1-图3所示，根据本发明实施例的轨道交通系统100包括轨道列车和轨道3。

具体地，轨道3具有两个平行设置的轨道槽31，每个行走装置2的走行轮22分别设在对应的轨道槽31内且沿轨道槽31的延伸方向移动。

换言之，如图1和图2所示，轨道槽31并列平行设置，用于轨道列车的转向机构100的转向架跨坐在轨道3上，行走装置2的行走轮22位于轨道槽31内且沿可沿轨道槽31移动，从而有利于球形走行轮22与轨道3的配合移动，同时球形走行轮22与轨道槽31配合能产生较大的径向力，用于列车导向可以减少曲线通过时走行轮22的径向力增加曲线通过安全性，减少了走行轮22磨耗。在如图1和图3所示的示例中，轨道槽31的内壁面可形成为适于与走行轮22配合的弧形面，这样，列车的导向依靠球形走行轮22和轨道槽31配合进行导向，将走行轮22和轨道面距离增大，同时左右两侧球形走行轮22轮距较大，这样在无安全轮情况下也能保证抗倾覆稳定性和安全性。

可选地，如图1和图3所示，轨道3可形成为“凹”形结构，轨道3内形成有凹形槽32，凹形槽32在紧急情况时，可供乘客逃生，起到逃生通道的功能。

根据本发明实施例的轨道交通系统，通过设置上述实施例的轨道列车以及适于与上述轨道列车配合的轨道3，行走装置2的走行轮22可分别设在对应的轨道槽31内且可沿轨道槽31移动，从而有利于球形走行轮22与轨道槽31的配合移动，同时球形走行轮22与轨道槽31配合能够产生较大的径向力，用于列车导向可以减少曲线通过时走行轮22的径向力增加曲线通过安全性，减少了走行轮22磨耗，也可保证轨道交通系统的稳定性和安全性。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。