一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统及其驱动方法与流程

本发明涉及一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统及其驱动方法。

背景技术：

空轨车辆是适用于中小城市的交通工具，其轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中。现有的小型空轨车辆的驱动系统，包括固定于转向架左前、右前、左后、右后的走行轮，走行轮置于轨道梁中的轨道上，车体悬挂于转向架的下方。左前、右前的两个走行轮采用一个电机驱动，而左后、右后的两个走行轮采用另一个电机驱动。一个电机与两个走行轮之间有一套传动系统，两个走行轮之间还必须有机械差速机构以实现车辆的转向。存在的问题是电机单独存在，占用空间大；电机与走行轮之间存在传动机构及差动机构，降低了传动效率，且其结构复杂、加工要求高，制造维护成本高。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统，该驱动系统的传动效率高，结构简单、加工要求低，制造成本低。

本发明实现其发明的目的所采用的技术方案是，一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统，包括固定于转向架左前、右前、左后、右后的走行轮，走行轮置于轨道梁中的轨道上，车体悬挂于转向架的下方，其特征在于：

所述的走行轮为轮毂电机外箍轮胎构成，轮毂电机的控制端与车体上的控制器的控制信号输出端相连；轮毂电机的定子上安装有霍尔传感器，所述的霍尔传感器与控制器的信号输入端相连。

本发明的第二目的是提供一种使用所述的小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统对小型空轨车辆进行驱动的方法。

本发明实现其第二目的所采用的技术方案是，一种使用所述的小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统对小型空轨车辆进行驱动的方法，其作法是：

a、运行时，霍尔传感器将检测到的轮毂电机的转数实时传送给控制器，控制器再根据运行时间得到空轨车辆的实时运行速度，作为空轨车辆的速度反馈控制信号；控制器根据设定的速度结合速度反馈控制信号，发送驱动信号给各个轮毂电机，使每个轮毂电机按设定的转速运转，实现空轨车辆的自动反馈控制运行；

同时，控制器还根据预存的轨道轨迹图及霍尔传感器检测到的轮毂电机的总转数，判断空轨车辆的当前位置，如当前位置是站点制动位置，进行c步的操作；如当前位置是是转向位置，则进行b步的操作；

b、控制器根据当前的设定速度、速度反馈控制信号、轨道轨迹图，算出左前、左后的轮毂电机与右前、右后的轮毂电机的不同转速，进而对左前、左后的轮毂电机与右前、右后的轮毂电机发出相应的不同转速控制信号，使左前、左后的轮毂电机与右前、右后的轮毂电机进行设定的差速运转，实现空轨车辆的转向；

c、控制器发出制动信号，使轮毂电机减速直至空轨车辆停车；同时，控制器将霍尔传感器传送的轮毂电机转数置零。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、走行轮为轮毂电机的周缘外箍轮胎构成，电机与车轮为一个整体，省去了电机与走行轮之间的传动系统；其结构简单，在减少占用空间的同时，降低了加工要求和制造成本，并且提高了传动效率。

二、每个轮毂电机的控制端与车体上的控制器的对应控制信号输出端相连，也即每个轮毂电机(走行轮)的速度独立控制。控制器根据预存的轨道轨迹图及检测到的轮毂电机的总转数，得出空轨车辆是否运行到转向位置及其转向的差速要求，进而发送差速控制信号使左侧的轮毂电机与右侧的轮毂电机以不同的速度运行，实现空轨车辆的转向。从而省去了左侧与右侧车轮间的差速机构，也简化了系统的结构、降低了加工要求和制造成本，并且提高了传动效率。

三、由于四个轮毂电机独立驱动，在载荷低或非爬坡工况下，系统可以只驱动前面两个轮毂电机或只驱动后面两个轮毂电机，避免了驱动功率的浪费，电能利用率高；而采用四个轮毂电机同时驱动，可保证在满载荷或爬坡工况下，系统具有足够的驱动功率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本发明实施例的主视结构示意图。

图2是本发明实施例的侧视结构示意图。

图3是本发明实施例的电路原理框图。

具体实施方式

实施例

图1-3示出，本发明的一种具体实施方式是，一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统，包括固定于转向架3左前、右前、左后、右后的走行轮，走行轮置于轨道梁1中的轨道上，车体4悬挂于转向架3的下方，其特征在于：

所述的走行轮为轮毂电机2外箍轮胎2a构成，轮毂电机2的控制端与车体4上的控制器5的控制信号输出端相连；轮毂电机2的定子上安装有霍尔传感器6，所述的霍尔传感器6与控制器5的信号输入端相连。

一种使用本例的小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统对小型空轨车辆进行驱动的方法，其作法是：

a、运行时，霍尔传感器6将检测到的轮毂电机2的转数实时传送给控制器5，控制器5再根据运行时间得到空轨车辆的实时运行速度，作为空轨车辆的速度反馈控制信号；控制器5根据设定的速度结合速度反馈控制信号，发送驱动信号给各个轮毂电机2，使每个轮毂电机2按设定的转速运转，实现空轨车辆的自动反馈控制运行；

同时，控制器5还根据预存的轨道轨迹图及霍尔传感器6检测到的轮毂电机2的总转数，判断空轨车辆的当前位置，如当前位置是站点制动位置，进行c步的操作；如当前位置是是转向位置，则进行b步的操作；

b、控制器5根据当前的设定速度、速度反馈控制信号、轨道轨迹图，算出左前、左后的轮毂电机2与右前、右后的轮毂电机2的不同转速，进而对左前、左后的轮毂电机2与右前、右后的轮毂电机2发出相应的不同转速控制信号，使左前、左后的轮毂电机2与右前、右后的轮毂电机2进行设定的差速运转，实现空轨车辆的转向；

c、控制器5发出制动信号，使轮毂电机2减速直至空轨车辆停车；同时，控制器5将霍尔传感器6传送的轮毂电机2转数置零。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统及其驱动方法，其驱动系统包括固定于转向架(3)左前、右前、左后、右后的走行轮，走行轮置于轨道梁(1)中的轨道上，车体(4)悬挂于转向架(3)的下方，其特征在于：所述的走行轮为轮毂电机(2)，轮毂电机(2)的控制端与车体(4)上的控制器(5)的控制信号输出端相连；轮毂电机(2)的定子上安装有霍尔传感器，所述的霍尔传感器与控制器(5)的信号输入端相连。本发明的传动效率高，结构简单、加工要求低，制造成本低。

技术研发人员：黄海凤;张仁川;王伯铭;王荷丽;温炎丰;余思勃
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2018.07.20
技术公布日：2019.01.04