一种曲线爬坡齿轨列车的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体地说，是涉及一种曲线爬坡齿轨列车。

背景技术：

齿轨铁路是一种登山铁路；一般铁路可以攀爬的斜坡坡度为小于40‰。齿轨铁路在普通路轨中间的轨道梁上，另外放置一条特别的齿轨。行走齿轨铁路的机车，配备了多对齿轮，跟齿轨啮合着行走。这样机车便能克服黏着力不足的问题，把列车拉上达坡度达500‰的陡峭斜坡。

传统的齿轨铁路有如下几种：

riggenbach系统使用好像是梯子的齿轨。齿轨由多块钢板组成，中间每隔固定距离由圆柱连结。这种齿轨最先被发明，缺点是这种齿轨比其他的系统复杂及昂贵。这种齿轨亦称marsh系统，因为美国人sylvestermarsh在华盛顿山的登山铁路同时发明相同的设计。

abt由瑞士人romanabt发明，是一种riggenbach的改良系统。abt的齿轨是垂直的钢板，上面用机器铣割上了准确的齿坑。它们可以比riggenbach更平滑地与车上的齿轮啮合。abt齿轨经常是两或三条平衡使用，火车上亦配有相同数量的齿轮；这样便能确保最少有一个齿轮是啮合上的。

strub系统与abt类似，但只用一条较宽的齿轨。这种系统维修最简单，亦越来越受欢迎。

locher系统的齿是铣割在钢轨的两旁边，而不是上方。机车以两个齿轮同时在左右两侧啮合齿轨。这种齿轨不会出现齿轮跳出齿轨，适合攀爬特陡峭的斜坡。世界最陡峭的皮拉特斯山铁路使用的就是这种齿轨。

传统轨道技术由于仅仅依靠列车底部的齿轮与齿轨啮合行走，齿轮缺少有效的直接驱动装置，爬坡效率较低，已不能满足当前需求，列车难以更好的在山地、河谷等地形复杂的具有大坡度区段的线路上运行；面对大坡度地段，鉴于列车完全依靠摩擦力进行爬坡，其最大爬坡能力是有限，一旦路线的坡角过大，将导致车辆无法运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种曲线爬坡齿轨列车，以解决现有列车齿轮缺少直接大功率及灵活的驱动装置，爬坡效率低，不能满足有特别的需求及爬坡能力有限的问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种曲线爬坡齿轨列车包括车体；车体底部连接有转向架；转向架底部水平方向上设有一对齿轮和一对钢轮；齿轮位于两个钢轮之间；齿轮与轨道上的齿条啮合；钢轮和齿轮分别连接有驱动其的轮毂电机。

具体地，齿轮连接有齿轮离合器控制其是否与齿条啮合。

具体地，轨道包括轨道梁；沿轨道梁长度方向设有两条相互平行的内嵌式钢轨，钢轮位于钢轨上；两条钢轨之间的轨道梁上延其长度方向固定连接有固定轨，固定轨的两侧壁上分别连接有齿条，齿条与齿轮相啮合。

具体地，固定轨为“工”型，两条齿条分别设置在“工”型固定轨的腰部。

具体地，沿轨道梁的侧面或顶面上设有轨道信标。

具体地，轨道信标包括rfid标签、设置在车体的rfid读写器、后台服务器；rfid标签的信号输出端电连有无线通讯模块；无线通信模块的信号输出端与rfid读写器的信号输入端电连，rfid读写器的信号输出端与后台服务器的信号输入端电连；服务器的信号输出端与轮毂电机的信号输出端电连。

具体地，车体连接有为其供电的超级电容电池；超级电容电池为轮毂电机供电。

具体地，齿轮与轨道梁之间具有间隙。

具体地，车体中窗户上连接有玻璃，其他各部件均采用玄武岩纤维复合材料制成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明中转向架上的钢轮使用轮毂电机驱动，能节约更多的空间，减少动能的传递，更加快速的作出反应，能适应更多更复杂的弯道爬坡。

(2)本发明中rfid读写器读取rfid标签信息传递至后台服务器进行映射，得到列车的实时位置，后台服务器根据得到信息控制轮毂电机作出反应，进而使齿轮根据地势变化及时调整转向及爬坡速递，实现智能控制列车转向及转速，减少了齿轮的磨损，降低了列车运行的因摩擦产生的噪音。

(3)本发明可实现r＝25米的小曲线、500‰爬坡能力，且钢轮可根据轨道的实际情况实现主动调速运行，增加了本发明的使用寿命，减少了磨损消耗，增加了其爬坡的能力，能爬各类陡坡。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为轨道信标的结构框图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-车体，2-转向架，3-齿轮，4-钢轮，5-齿条，6-轮毂电机，7-齿轮离合器，8-轨道梁，9-固定轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1和图2所示，一种曲线爬坡齿轨列车包括车体1；车体1底部连接有转向架2；转向架2底部水平方向上设有一对齿轮3和一对钢轮4；齿轮3位于两个钢轮4之间；齿轮3与轨道上的齿条5啮合；钢轮4和齿轮分别连接有驱动其的轮毂电机6；转向架2上的钢轮4使用轮毂电机6驱动，能节约更多的空间，减少动能的传递，更加快速的作出反应，能适应更多更复杂的弯道爬坡。

作为本发明较佳的实施例中，齿轮3连接有齿轮离合器7控制其是否与齿条5啮合。

作为本发明较佳的实施例中，轨道包括轨道梁8；沿轨道梁8长度方向设有两条相互平行的内嵌式钢轨，钢轮4位于钢轨上；两条钢轨之间的轨道梁8上延其长度方向固定连接有固定轨9，固定轨9的两侧壁上分别连接有齿条5，齿条5与齿轮3相啮合；钢轮4位于内嵌式钢轨上，位于固定轨9两侧壁的齿条5分别与齿轮3啮合，使用一对齿轮3，钢轮4在外侧，齿轮3在内侧相互配合，使车体1运行运行更加稳定。

作为本发明较佳的实施例中，固定轨9为“工”型，两条齿条5分别设置在“工”型固定轨9的腰部；固定轨9也可为其他形状，如“t”型、“l”型等。

作为本发明较佳的实施例中，沿轨道梁8的侧面或顶面上设有轨道信标；轨道信标有利于及时准确的掌握轨道位置及走向，更便于控制列车的前进。

作为本发明较佳的实施例中，轨道信标包括rfid标签、设置在车体1的rfid读写器、后台服务器；rfid标签的信号输出端电连有无线通讯模块；无线通信模块的信号输出端与rfid读写器的信号输入端电连，rfid读写器的信号输出端与后台服务器的信号输入端电连；服务器的信号输出端与轮毂电机6的信号输出端电连；rfid读写器读取rfid标签信息传递至后台服务器进行映射，得到列车的实时位置，后台服务器根据得到信息控制轮毂电机6作出反应，进而使齿轮3根据地势变化及时调整转向及爬坡速递，实现智能控制列车转向及转速，减少了齿轮3的磨损，降低了列车运行的因摩擦产生的噪音；也可使用其他形式的轨道信标；轨道信标还可为其他具有相同功能的设备；根据轨道信标，轨道曲线上的钢轮和齿轮，根据轨道信标的信号，接收驱动信号，实现主动自动调速。

作为本发明较佳的实施例中，车体1连接有为其供电的超级电容电池；超级电容电池为轮毂电机6供电；此为一种供电方式，也可采用其他供电方式，如置于车体1顶部的太阳能电池供电，将太阳能电池的输出端与轮毂电机6的电源端电连。

作为本发明较佳的实施例中，齿轮3与轨道梁8之间具有间隙；减少摩擦。

作为本发明较佳的实施例中，车体1中窗户上连接有玻璃，其他各部件均采用玄武岩纤维复合材料制成；其中，车体1框架采用碳钢材料制成，本发明的列车采用轨道的国家标准，其轨距为1067m。

本发明在60°到120°的坡道上，胶轮承担70％的负载爬坡，钢轮4承担30％的爬坡复杂，爬坡负载分别着力于钢轮4和胶轮，增加了本发明的使用寿命，减少了磨损消耗，增加了其爬坡的能力，能爬各类陡坡；可实现r＝25米的小曲线、500‰爬坡能力，且钢轮4可根据轨道的实际情况实现主动调速运行，增加了本发明的使用寿命，减少了磨损消耗，增加了其爬坡的能力，能爬各类陡坡。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。