一种基于新型轨道的智能电动小车的制作方法

本发明运用电学、光学、力学、交通规划、人工智能。

背景技术：

传统交通工具比如飞机、高铁、汽车、公交等都很大程度上给交通带来了很多方便、快捷，但同时造价也很昂贵，市场也达到一定市场份额。同时还有一些比如自行车、电动车、共享单车等以个体为单位的交通工具。这使得交通越来越丰富。但由于彼此交通行驶的不独立性，也面临一系列的问题，比如不遵守交通规则、行人人身安全等。

本文发明的交通工具，结合了以上交通工具的一些优点，并且具有造价低、绿色、环保、节能、安全性高、使用费用低、能耗低、空间利用率高、微型化、操作简单、体验感佳等优点。

技术实现要素：

1.轨道设施

单轨道为u型结构，结构尺寸宽约1m，内侧高约1m，两侧结构高约1.5m，距离地面高度约2m。内部和地面一样平整，行驶时和在地面行驶感觉一样。两侧布置电力接口以提供电能。轨道外部垫层全部采用绝缘材料，保障行驶安全。

轨道可利用钢结构搭建轨道整体外部框架，充分利用力学知识，结合荷载位置，布置钢结构，以达到更经济的效果。本发明由于是采用自行车小型结构，小车轮压位于轨道中央区域，故设计时，充分考虑中央位置的结构承载力，同时增大轮子与地面接触面积，从而减小压强。

与此同时，做好基础承载要求，以便后期结构的二次布置，即可以再往上叠加轨道，达到上下两层、三层甚至更高层，多个通道进行流量疏散。这样使得空间达到更高的利用率。

钢结构的外部采用玻璃幕墙作维护，既美观又能方便出行，同时确保行驶时光线充足，不影响轨道内部光线。玻璃幕墙结构底部位于轨道两侧，玻璃幕墙结构圆弧半径约1.2m。同时在一半玻璃幕墙上布置太阳能发电装置，并根据一天中太阳的位置即入射角度进行同步移动。方法上采用光敏电阻或者智能系统来进行解决。由于发电装置只占用玻璃幕墙的一半，所以不会对出行产生影响。

2.电气设施

电力输送使用供电站通过变压器输送，将220v高压电变压为略高于48v的电压(小车发动机电压初步确定48v)，同时能确保轨道电力安全、人员安全。

在轨道两侧布置线缆，中间布置火线，两边布置零线，线缆外侧用金属片包裹，以便于与小车触点相连接。在电线外侧接口处采用磁吸装置，以提高与小车接口的稳定性。

3.交通设施

3.1交通工具

采用微型小车，重量低，采用折叠式设计，方便出现携带以及使用。并且操作简单，上手易学，和电动自行车差不多，且基本上不需要自行充电。

未来还可以建立智能系统，只需要提供起点、终点位置即可，智能规划路线，利用神经网络、遗传算法等人工智能算法。

初期设计时速30km/h，时速可控，具有刹车装置、转向功能、尾灯设计等安全必备功能。变更轨道时，可以利用惯性、结合刹车和转向功能以及脚踏板来进行变更。紧急时，也可以利用小型蓄电装置来供短时间行驶，同时也可以使用脚踏板。

不同小车之间电路是并联，小车内部，发动机和滑动变阻器串联，将刹车的机械运动与滑动变阻器的运动同步，保证在减速的同时减小发动机功率，从而避免电机损坏。

小车两端接触线缆位于小球的外侧金属片，结构还包括弹簧和支杆。

小车具有的小型蓄电装置，能够在紧急情况下亮起尾灯，提醒其他小车注意安全。

在设计上具备不同的设计结构以满足不同需求的用户，如老人车、妇女车、小孩车、成人车、障碍人士专用车等，可供人们选择适合自己的安全出行方案。

3.2交通规划

充分利用城市道路规划现状，在其基础上进行配套设施。设置上轨道、下轨道的辅助道路设施，初步拟定位于交通流量不大的十字路口，并尽可能地结合小区位置、公司位置进行选择。更大程度上方便行人出行。同时在十字路口交叉道路还应具备四向通道，以方便实际出行。

总的来说，十字路口或其他形状路口，不仅要有各交通方向上的轨道，在个别路口还应再添加上轨道、下轨道。

由于十字路口的交通十分复杂，至少具有八个轨道，所以此处安全性更为重要，故本文设计上是将可能添加的上、下轨道添加在距离路口一定距离的地方，比如15米附近，等来到双向轨道上才能进行上、下通道。与此同时，十字路口上的八轨道交通问题，采用设计大转盘，自行决定从八个出口中的任意出口驶出，并且该处也会设置安全信息灯，同时限速行驶。

在整个轨道系统上，根据实际情况设置红绿灯或者大范围布置。

3.3智能系统

利用人工智能实时对轨道交通、车辆行驶状态、行车人身安全进行监控和预报，并同时对交通路线进行优化。提升交通安全的同时、提高交通运行效率。

4.辅助设施

利用太阳能发电装置和供电装置，对照明设施进行夜间供能。

配备紧急呼叫装置、紧急逃生装置。

配备交通系统路线畅通、拥堵信息提醒，提高行使安全性能。

5.出行费用

小车设计额定电压48v，额定功率250w。一小时耗电量约0.25度。

按照市场电价约0.6元/度计算。小车出行费用一小时费用不到0.2元。

小车出行符合绿色、低碳、清洁等发展战略，既方便出行，又不妨碍交通，具有安全、高效、节能、环保等优点。

附图说明

图1-图2为整体设计三维示意图。二者分别为本文所设计的交通系统的俯视图和正视图。

图3-图4为轨道结构设计示意图。图中外层黑色1/4圆弧结构为太阳能装置，内层半圆弧为玻璃幕墙，底部水平面代表地面，图3图4分别为单层轨道和双层轨道示意图。

图5-图6为电力设施示意图。图5中上侧黑色线条代表零线，下侧红色线条代表火线。变压器的左端输入电压为220v，右端输出给小车的额定电压为48v。图6中两边红色实心圆点代表零线正截面，中间红色实心圆点代表火线正截面，两个轨道共用一根火线。

图7为小车电路示意图。图中上侧的黑色水平线条和下侧的红色水平线条分别代表零线和火线，红色圆点代表小车与线路之间的触点。两条水平线之间的黑色矩形部分为小车的发动机，蓝色矩形部分为滑动变阻器。整个结构共同组成小车的电路部分。

图8-图10为小车整体结构与细节示意图。图中黄色虚线代表零线，红色虚线代表火线。尾部折线代表弹簧片，弹簧端部的球状结构代表磁吸触电，利用弹簧的伸缩性可以将小车与火线、零线相连接，从而实现小车的通电。图中未对小车的电路系统(发动机、档位和油门调制器等)做详细绘制。

图11-图12为交通规划示意图。图11为规划简图，箭头方向代表小车的行驶路线规划方向。图12为三维示意图。

具体实施方式

用户从家里，手拉小车到就近轨道入口，接好触点，即可打开小车电源开关出发，速度初步计划限制在30km/h。用户可在限制范围内，自行控制速度。到达目的地后下车，断开触点。折叠好小车，即可拉走小车，如同拉行李箱一样，方便出行。同时不占用公共设施场地，既安全又便利。

技术特征：

技术总结
现代交通工具面临人、车出行安全问题，会出现不遵守交通规则的行人、自行车、电动车等。这一定程度上使得交通难以管理。本发明的新型空中小车，是在空中轨道上，根据路线能安全有序行驶的小车，目的是将机动车与行人出行分离，更大限度地彼此独立，就如同人行天桥一样的车行轨道。小车采用清洁能源‑电能，能源布置在空中轨道上。轨道设计平面布置在人行道上方，不影响原有人行道出行，亦可根据现有交通路线合理布置，不影响机动车出行，能基于人工智能对交通系统优化。轨道还具有遮阳功能，同时进行太阳能发电，可储存电能以及夜间照明。本发明优点：绿色、环保、节能、空间利用率高、造价低、安全性高、微型化、操作简单、体验感佳。

技术研发人员：孙梦迪;回汉举;郑应刚
受保护的技术使用者：孙梦迪
技术研发日：2019.05.28
技术公布日：2019.10.08