专利名称:装有气胎舵轮的快速车辆的自导系统的制作方法
本发明涉及装有气胎舵轮的快速车辆用的自导系统。气胎舵轮可以是主动轮，包括，在舵轮附近，沿车辆运行方向纵向延伸的和支承企图跟随轨道的导轮的第一杆，以导向轴为基准沿与车辆运行方向相反的纵向延伸的第二杆，这第二杆也支承一个导轮，这二个支撑杆也能在二个基本上水平的轴周围垂直振动，并连接于能基本上垂直的枢轴旋转预定角度范围的横梁，该垂直枢轴连接于转台，而转台至少接一个联轴杆，该联轴杆与作为导向上述导向轴的舵轮之一的操作杆铰接，以使转台绕基本上垂直的轴旋转以控制操作杆，第一支撑杆比第二支撑杆更为刚性地被连接于该转台。
它主要用于靠轮胎运行的公共车辆。
特别是，它涉及双形态型车辆的自导系统，即车辆导向，不是当车辆环绕它的底层结构绕行时，由自导向轨道系统导向，就是当车辆自行绕行时，则由驾驶员人工操纵导向。
从欧洲专利NO 0062370所知，车辆的自动导向系统至少装有一个导向轴，该轴装有带气胎的轮子，该带有气胎的轮子可以是主动轮。
该已知系统包括了在导向轴附近，沿车辆运行方向配置的第一个所称的传感杆。这个杆与安装在基本垂直的枢轴上的转台连接的，并被连接到至少一个铰接到为制导其中一个舵轮的联接杆。
它也包括第二个所称的随动杆，随动杆相对于导向轴沿车辆运行相反方向安装。这第二杆是与转台相接，只要能够环绕基本垂直枢轴在转台预定的独立范围内水平旋转。
这二杆各自支承一个为下列导轨设计的导轮。
本系统包括抬起传感杆和随动杆的装置。将该两杆抬起并把导向轴和一舵轮连接，使得车辆能够人工操纵。
第一杆至今一直是用传感杆，用换向该第一杆作用的装置可以进行双向驾驶，该杆成为能在一定范围内水平旋转的随动杆，旋转对转台是独立的以及为限制或检查第二杆的水平旋转游动(freedom)，第二杆是前述的随动杆，而现在已成为传感杆。
然而，这已知系统的缺点是将影响导向轴导轮的固有振荡模型的稳定性。在时速为30-60公里的临界速度时会出现这种不稳定性，并使车轮产生过度的横向振动运动。
在这情况下，以这种速度运行的车辆是危险的，不管轨道所采用的路线轨迹是直线还是曲线，因为自导向轮发生了不适宜的横向移动。
在无导向的载重车辆中，导向轴旋转并不断地从由Z形道路所转化一定量的摆动中得益，由于载重状况和在轮子的转动部件的静态和/或动态不平衡状况和舵轮效应引起的扰动作用使导轮交替向左或向右转动，轮子的转动部件是鼓轮、轮缘和充气部件。
因此，这些锯齿形曲线的振幅和频率取决于这些干扰的大小，同时也取决于由主轴偏转角度和主轴的后倾角度所产生的阻力大小及该阻力所吸附物体的大小。
为防止一个非制导的导向轴出现周期性现象，本质是平衡被吸引的旋转量，阻止这类量和产生控制和悬置的几何尺寸，而这二方面能使本系统固有频率值保持在不同于这些干扰频率产生的值，从而防止出现共振现象，即众所周知的摆动。
也已经发现，有必要消除绞链轴和将舵轮同另一个与此相连的连接体中的任何间隙。
由于舵轮的不适时的和不平稳的转动而转化成摆动。这种现象是随以一定临界速度的干扰而加剧。
如欧洲专利NO 0062370所述的，已经发现，在导向轴上加一在导轨上的导轮系统，能够引进舵轮产生周期性现象的干扰，取决于导轮和导轨的状态以及处于时速高于30公里的运行速度，这些周期性现象相同于由人工驾驶的车辆发生的摆动，至少是如果不采取特别的预防措施。
本发明的目的是防止在装有一个由导轨上的导轮作导向用的装置的导向轴上发生周期性现象。
由本发明在权利要求
中所表述的解决方法，包含在舵轮与导轨之间的自导系统，一个允许舵轮游动一个角度的去耦装置，这角度是依相对于导轨预先确定的调节来预定的。
用导向轴和车辆悬挂物体之间的去耦装置可作为本方法的补充是更为有利。
舵轮和导轨的去耦方法包括至少装进一个连接零件，该零件传递导轨所需的一定调节到舵轮，及一个给与相对于一个预定幅度预定调节的舵轮调节游动的机械间隙，这个幅度足以消除舵轮的任何振动现象。
导向轴的自导向“导轮/轨”系统的去耦合可采用多种方式。
第一种方法是包括使至少一个导轮游动一个幅度横向运行，该幅度是根据相对允许旋转的轴的支承杆预定调节，导轮转为在由支承杆支承的轴瓦在挡块之间的该轴上滑动，从而这二挡块将运行限止在一个预定的限度内。
第二种方法是包括使至少一个导轮游动预定相对允许该轮毂旋转的支承杆的预调幅度的横向移动转为用轴上轴承的方法在轮毂周围滑动，轴具有平直部分，并且在限止运行挡块之间与支承杆成一整体，挡块将滑动限止在预定的范围内。
第三种方法是包括使第一导向杆有相对于转台水平旋转的一个游动，该转台有一个预定的转角幅度，该幅度要比第二杆的转台作水平运转动的游动要小，它是采用限制车辆运行方向回动装置的运行，以保持回动装置与支承第一支承杆的横梁上安有的附件之间的间隙。
第四种方法是包括给与转台按一角幅水平旋转的游动，该角幅被调至相对于舵轮借助一个提供的装置，该装置允许在联轴杆二端之间滑动，该联轴杆把转台接到舵轮，限止运行挡块之间限止滑动在预定的范围之内。
导轮与导轨的去耦可以由导向轴和悬挂体的去耦顺利地完成。这是由车辆适当横向悬挂体产生，以便减少在舵轮部分的横向加速。
这样的横向悬挂有利地由绕有悬挂气袋的圆柱套管构成，以保持悬挂气袋与它们的活塞基本同轴。圆柱套和限止运行挡块仅允许限止在预定值内的横向运动。基本上水平的液压减震器减小横向振荡。
这些去耦装置提供自导系统整体稳定性和可靠性的优点。事实上，至少在时速高于80公里的运行速度时才会出现共振的风险。进而，在自导系统中避免了过度的机械应力。
通过一些依照本发明的车辆自导系统的实施例和非限止性实例的方法，在以下所述的说明书中所示的详细图解将展现出本发明的详细特征和细节。
图1是具有气胎舵轮的导向轴和装有依照本发明自导系统的俯视图。
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。
图3和图4是导轮与所述导轮的支承杆的去耦装置的垂直剖面图。
图5是相关转台在横梁上铰接的支承杆去耦装置的俯视图。
图6是将转台相对舵轮去耦装置的剖面图。
图7是将导轮相对导轨去耦装置的垂直剖面图。
图8是导轮相对于它的支承杆自由振荡装置的垂直剖面图。
图9是导向轴相对于车辆悬挂体的去耦装置垂直横截剖面图。
在这些附图中，同样的参考数字表示同一的或相同的零件。
如图1和图2所示，有气胎轮的快速车辆装有依照本发明自导系统，该系统包括作为一个整体用参考数字[1]表示的导向轴，包括每一端的装有转向节[3]支承带有导向操纵杆[6]操纵的气胎[5]的轮子[4]的车体[2]。轴[1]上装有双向自动导向装置，该装置包括导轮[7]和[7′]，导轮[7]和[7′]是要同车辆(未画出)运行轨道纵向轴延伸的轨[8]啮合。
这些导轮[7]和[7′]是装在由支承杆[10]和[10′]支承的轴[9]和[9′]上，支承杆[10]和[10′]相对于导向轴[1]在车辆运行的二个可能的方向上延伸。支承杆[10]和[10′]能环绕基本水平的枢轴[11]和[11′]垂直的振荡，该水平枢轴由横梁[12]和[12′]支承，横梁[12]和[12′]能绕基本垂直枢轴[13]和[13′]水平旋转，垂直枢轴[13]和[13′]由转台支承，该转台作为一个整体参考数字[14]表示，转台装在导向轴[1]的车体[2]的基本垂直枢轴[15]上。
这个转台[14]支承一个延伸体[16]，延伸体[16]上装有一个联轴杆[18]的转节[17]，该联轴杆[18]把所述转台[14]接到至少一个轮子[4]的至少一个导向操纵杆[6]，而这二个轮子[4]直接接到用导向操纵杆[6]上转节[20]所装的联轴杆[19]的二端。
横梁[12]和[12′]下有较低附件[21]和[21′]限止它们的水平旋转，支承杆[10]和[10′]限止在上述横梁[12]和[12′]两边的较低附件[21]和[21′]的转台[14]支承的挡块[22]和[22′]之间这一预定范围之内。一个为了改变运行方向的装置作为一个整体参考数字[23]表示，在横梁[12]和[12′]之一方阻塞附件[21]或附件[21′]之前，交替防止杆[10]或杆[10′]旋转。
为了使导轮[7]，[7′]紧紧靠在轨道[8]上，导轮[7]，[7′]的支承杆[10]，[10′]各自由靠近悬挂系统的横梁的延伸部[24]和[24′]悬挂，悬挂系统作为一个整体用参考数字[25]和[25′]表示。
可见上述类型的自导系统能生产的现象可与常规导向轴内的摆动相比较。
一般建议的传统解决消除摆动的办法总是在导向梁内尽可能地减小导向梁内所谓的间隙。
与这个已被广为承认的传统解决办法相反，本发明建议在自导系统横梁之一总是留出一个足够大的间隙，使得导轮[7][7′]以及舵轮[4]根据它们固有振荡模式沿Z字形轨道转动，由于双效刚性机械联接的观点，这些模式不需要相互配合。
依照本发明的特征，当这导轮[7]，[7′]相对支承杆[10]，[10′]以预定的幅度作横向游动时，自导系统中的摆动被消除。
图3和图4表示依照本发明允许靠近相对于它的支承杆[10]，[10′]的导轮[7]，[7′]横向滑动的游动装置的二个实施例。
在图3中，滑动系统使导轮[7]绕它的轴[9]自由转动，自由的从左滑到右，反之在支承杆[10]末端的双叉支承的软摩擦衬套[26]内，支承杆[10]端部在由弹性挡块[27]限定的范围内转动。
在图4所示的滑动系统中，导轮[7]，[7′]绕轮毂[28]自由转动。该轮毂带有轴承[29]，轴承[29]能在轴的扁平部分[9′]上滑动，扁平部分[9′]是同支承杆[10]一起安装的，使得导轮[7]，[7′]在弹性挡块[27]限定的极限之内能够横向移动的游动。
图5所示的装置允许在支承杆[10]和它的相对转台[14]的横梁[12]的水平面内转动。
该枢轴转动装置包括带有附件[21]的横梁[12]支承的支承杆[10]，附件[21]的旋转是由倒向装置限止，该倒向装置是倒向与转台[14]成整体的运行件[23]的方向。与运行方向所定的传动支承杆[10]的转台[14]有关的振动的游动必须小于随动支承杆[10′]的游动。该随动支承杆[10′]是定向于运行的相反方向，以至于导向装置转动的预定值保持正值，即是能够自动的调正舵轮[4]同导轨[8]所确定路线所发生的偏差。
在导向轴[2]的导向体内可安装一个滑动装置，以便使舵轮[4]转动游动，能够承受舵轮[4]内由振荡现象引起的水平枢轴旋转的角度幅度。这样的装置示于图6，该装置使联轴杆[18]的一段[18′]滑动的游动，该联轴杆[18]与转台[14]的延伸部分[16]成整体，转台[14]相对另一段[18″]，该段[18″]与舵轮[4]的导向操纵杆[6]成整体。这滑动系统包括中空的圆柱棒[18′]的一段，在中空的圆柱棒[18′]中的活塞[30]是同实芯圆柱棒[18″]成整体并自由滑动，活塞[30]的移动是受弹性挡块[31]限止的。
图7是依照本发明的允许导轮[7]，[7′]相对导轨[8]横向移动的游动装置的原理图。
这装置的特征在于导轮[7]，[7′]有一个比轨宽的芯子[32]。芯子[32]允许导轮[7，7′]横向移动，直到凸缘[33]有一与导轨[8]侧面相配的障碍物阻挡为止。
导轮校准得十分靠近轨道到没有任何横向间隙的状态时承受磨损，卡住，甚至出轨的过分风险。
图8是依照本发明允许导轮相对于它的支承杆[10]，[10′]方向定向的游动装置的原理图。
该游动系统提出，导轮[7]绕轮毂[28]自由转动，该轮毂能绕基本垂直轴[34]旋转，垂直轴[34]与具有平直部分[9′]并与装有轴承[29]的水平主轴是成一整体。
依照本发明的特点，依照本发明车辆的包括装有气胎轮的导向轴[2]的车体提供横向悬挂装置以完成垂直悬挂。
该游动系统提出，连接导向轴到车体[35]的垂直悬挂装置由横向悬挂装置完成，该横向装置作为一个整体，用参考数字[36]表示。
图9是允许靠近导向轴[2]相对车辆悬挂车体[35]作横向移动的游动装置的原理图。
因此，在垂直和水平双悬挂装置[36]的实际实施例中，一些充气悬浮缸[37]基本上与活塞[38]保持同轴对准，用圆柱套[39]的方式仅仅允许有限度的横向移动，而横向移动由挡块[40]决定。一个基本水平的双效液压减震器[41]衰减横向振荡。
显而易见的，本发明不被限止于上述的实施例，在不背离所附的权利要求
下，可对这些实施例进行各种各样的改进。
因此，这没有排除采用其他将轨道同舵轮去耦的其他机械手段的可能性，以防止类似于摆动的周期性现象。
权利要求
1.一种装了带有可作主动轮的气胎[5]的舵轮[4]的快速车辆的自导系统[1]，包括在舵轮[4]附近，第一行[10]沿车辆运行方向纵向延伸，并支承一个沿着轨[8]运行的导轮[7]，第二杆[10’]相对导向轴[1]沿车辆运行的相反方向纵向延伸，它本身支承一个导轮[7’]，这二个支承杆[10]，[10’]能够绕两个基本水平轴[11]，[11’]垂直振荡，该水平轴[11]，[11’]连到能绕基本垂直的枢轴[13]，[13’]在水平面枢轴转动一个预定的角度幅度的横粱[12]，[12’]，该垂直枢轴[13]，[13’]连到转台[14]，该转台[14]至少同一个导向操纵杆[6]的联轴杆[18]相连，该导向操纵杆[6]作为上述导向轴[2]的舵轮[4]之一，为的是使上述导向轴[2]的转台[14]绕基本垂直枢轴[15]转动，第一杆[10]连接到转台[14]的连接件的刚性大于第二支承杆[10’]的连接件，其特征在于一种去耦装置，其包括给与用一角转动的上述舵轮[4]的游动装置，上述角度相对于由导轨[8]所给的预定调节而预定，在导向系统的舵轮[4]与导轨[8]之间起作用。
2.如权利要求
1所述的自导系统，其特征在于至少有一个连接件，该连接件连接导向和定向的二根横梁，该二根横梁设计成传递轨道[8]所给定的预调值到舵轮[4]，引入一个机械间隙，该机械间隙给出由预调幅度预调的有关的调节的舵轮[4]游动，该幅度足以消除舵轮[4]中的所有振荡现象。
3.如权利要求
1和2中任何一条所述的自导系统，其特征在于由一幅度的横向运动的游动装置，该幅度是相对于它的支承杆[10]，[10′]预调，该幅度也给至少一个，导轮[7]，[7′]在轴[9]转为在二个挡块[27]之间的它的支承杆[10]，[10′]支承的轴瓦[26]中滑动，该挡块[27]是为了将运行限在预定的幅度内。
4.如权利要求
1和2中任何一条所述的自导系统，其特征在于以相对于它的支承杆[10]，[10′]预调的幅度作横向移动的游动装置，至少给与一个导轮[7]，[7′]，允许围绕轮毂[28]的导轮[7]，[7′]转为有平面部分[9′]的轴上借助于轴承[29]在预定限止运动的限位挡块[27]之间滑动，该平面部分[9′]与支承杆[10]，[10′]成整体。
5.如前述权利要求
中任何一条所述的导向系统，其特征在于以一个预调角幅相对转台[14]作水平旋转的游动装置，该角幅小于第二杆[10′]相对转台[14]的自由水平枢轴转动幅度，通过水平转动所提供的装置而限止车辆运行方向的装置的运动，为此在变换装置[23]和由横梁[12]支承的第一支承杆所支承的附件[21]之间保持一间隙。
6.如前述权利要求
中任何一条所述的导向系统，其特征在于以一个角幅水平旋转的游动装置，该角幅是相对于舵轮[4]是预定的水平枢轴转动由所提供的装置传给转台[14]，该装置能把转台[14]连接到舵轮[4]的联轴杆[18]二端，在限止挡块[27]之间滑动，该限止挡块是将运行限在一预定的幅度内。
7.如前述权利要求
中任何一条所述的自导系统，其特征在于至少给其中的一个导轮[7]，[7′]按相对于导轨[8]的预定幅度横向移动的游动装置，它是通过至少一个其芯子[32]宽度大于导轨[8]宽度的导轮[7]，[7′]，以致在导轮[7]，[7′]的凸缘[33]和导轨[8]侧面之间保持一个横向间隙。
8.如前述权利要求
中任何一条所述的自导系统，其特征在于至少一个导轮[7]，[7′]能沿其支承杆[10]，[10′]围绕轮毂[28]沿基本垂直枢轴[34]水平转动的游动装置，轴[34]与由支承杆[10]，[10′]支承的带平面部分[9′]的轴垂直。
专利摘要
在装有气胎[5]的舵轮[4]的车辆的导轨[8]上安有导轮[7]，[7′]的自导系统中，舵轮[4]与导轮[8]之间提供机械去耦装置时，与振动相似的周期性现象即被消除，直到运行速度至少超过80公里/时以上，该装置通过在舵轮[4]和导轨[8]之间相对导轨[8]预调使舵轮[4]按预定的角度游动。
文档编号B62D1/00GK86104770SQ86104770
公开日1988年1月27日 申请日期1986年7月17日
发明者尼森, 保罗 申请人:铁路和金属建造股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan