空中巴士的台车结构及其运行轨道的制作方法
【专利摘要】一种空中巴士的台车结构，其特征在于，每辆空中巴士车厢设有四个台车，分别设置于空中巴士车厢左侧支撑侧壁下方的前部和后部、空中巴士车厢右侧支撑侧壁下方的前部和后部，每个台车包括沿空中巴士车厢每一侧的支撑侧壁下方纵向排列的至少一个轮对组件，每个轮对组件的车轮与由两个支撑轨限定的行车带相接触。优选地，每个台车具有一个压枕，每个压枕与至少两个轮对组件联接；每个轮对组件与压枕之间设有一系减振装置，压枕与车厢的支撑侧壁之间设有二系减振装置。本发明的台车结构构成的空中巴士的行走部分，有助于空中巴士行驶的安全性，可增强空中巴士转向架的横向稳定性，增强空中巴士的运行平稳性和舒适性。
【专利说明】
空中巴士的台车结构及其运行轨道
技术领域
[0001]本发明涉及一种空中巴士的台车结构，即联接空中巴士车身与车轮的转向架结构-空中巴士的走形部。本发明还涉及一种空中巴士的运行轨道，其与空中巴士台车的车轮配套使用。
[0002]术语“空中巴士”也称空中公交车、高架公交车、高架巴士、立体快巴、陆地空客、超级有轨电车、骑跨式巴士、巴铁等等，是一种完全依靠电力驱动的大运量宽体高架电车，横跨两个车道，分上下两层，上层载客，下层镂空，两辆小汽车可并排在下层自由通过。
【背景技术】
[0003]1969年，美国两位建筑设计师(Craig Hodgetts和Lester Walker)曾提出了 “空中巴士” (Bos-ffash Landliner)的设想，拟在波士顿与华盛顿两大城市之间开行离地4.9米的超级大巴。由于技术上的原因，该设想一直停留在概念阶段，没有任何实践项目。
[0004]2010年，美国高架高速巴士集团(U.S.Elevated High-Speed Bus Group)曾承诺将用一种巨大的太阳能骑跨式巴士(Straddling Bus)解决交通堵塞问题，但着手实施后，设计师们遇到了一系列无法克服的技术困难，例如:
[0005]1.行走部车轮的选型。如果采用钢轮，必然存在运行噪音大、车轮磨耗快、维护成本高等问题；如果采用橡胶轮，必然存在行使方向性差、危及相邻车道车辆的行车安全问题。关于适用于空中巴士的车轮种类与结构问题，至今没有公开的技术文献可查。
[0006]2.高性能价格比的运行轨道。空中巴士车厢的自重加上乘客的体重，总重量最终都必须由路面来承担。无论是按照铺钢轨还是按照高等级公路的标准，成本都会难以接受。
[0007]3.头重脚轻结构的横向稳定性。空中巴士的横截面为下层镂空，其下部通道内要通畅过车，下层静空高度达2米多；为了不占用车道的目的，两侧支撑壁与车辆走形部的横向宽度都不允许过宽；由于空中巴士车厢的重心过高，空中巴士车厢与转向架的联接点也过高，受到横向风力或运行振动的激扰，空中巴士容易发生横向失稳，从而导致空中巴士车辆在支撑侧壁处垮塌。
[0008]根据空中巴士的设计构思，传统的车轴处必须为镂空。因此，空中巴士的两侧车轮不再有通过车轴的相互联系，而是变为相互独立。传统的转向架技术对空中巴士的转向架结构不再有技术启示。
[0009]2015年7月22日，中国公开了类似的发明专利申请CN104786852A和CN104786853A。然而，其中也没有公开克服以上技术难题的技术措施。
[0010]网上已经公开了巴铁I号模型车的车身骨架结构，但没有公开车轮的安装结构。如果车轮不能科学地安装在车身上，就不能实现商用。
【发明内容】
[0011]本发明的一个目的提供空中巴士的台车结构，其有助于空中巴士行驶的安全性，可增强空中巴士转向架的横向稳定性，增强空中巴士的运行平稳性和舒适性。
[0012]本发明的另外一个目的提供空中巴士的车身与车轮的联接方法，其有助于空中巴士行驶的安全性，可增强空中巴士转向架的横向稳定性，增强空中巴士的运行平稳性和舒适性。
[0013]本发明的再一个目的提供空中巴士的运行轨道，其与空中巴士的台车结构配套使用，有助于空中巴士行驶的安全性。
[0014]为此，根据本发明的一个方面，提供了一种空中巴士的台车结构，其特征在于，每辆空中巴士车厢设有四个台车，分别设置于空中巴士车厢左侧支撑侧壁下方的前部和后部、空中巴士车厢右侧支撑侧壁下方的前部和后部，每个台车包括沿空中巴士车厢每一侧的支撑侧壁下方纵向排列的至少一个轮对组件，每个轮对组件的车轮与由两个支撑轨限定的行车带相接触。
[0015]优选地，每个轮对组件的宽度约为空中巴士支撑侧壁的厚度;每个台车包括二个轮对组件;每个台车的每个轮对组件包括至少二个短轮对，每个短轮对包括一个短车轴和两个车轮或与汽车的车轮结构相同；每个台车包括钢质轮和/或橡胶轮;每个台车包括轮缘导向轮和橡胶支撑轮;每个台车包括橡胶支撑轮和电子导向系统，该电子导向系统包括寻轨装置和方向调节装置;和/或，每个台车包括橡胶支撑轮和机械导向系统，机械导向系统安装在空中巴士的轮对组件上或车厢两侧的支撑侧壁上。
[0016]优选地，每个台车具有一个压枕，每个压枕与至少两个轮对组件联接;每个轮对组件与压枕之间设有一系减振装置，压枕与车厢的支撑侧壁之间设有二系减振装置，其位于压枕的中部或纵向对称地位于压枕的中部的两侧。
[0017]优选地，定位杆固定地从车厢支撑侧壁的下表面延伸至压枕的定位孔内，压枕的上表面通过二系减振装置与车厢支撑侧壁的下表面联接，压枕两个端部的下表面通过一系减振装置分别与一个轮对组件的上表面联接;或者，定位杆固定地从车厢支撑侧壁的下表面延伸至压枕的定位孔内，并且通过二系减振装置与低于车轴位置的压枕部位相接触，压枕两个端部的下表面通过一系减振装置分别与一个轮对组件的上表面联接;或者，至少两个轮对组件沿空中巴士的纵向并列地安装在车厢每侧支撑侧壁的下方，定位杆固定地从与车厢支撑侧壁的下表面延伸至每个轮对组件内，车厢支撑侧壁的下表面与每个轮对组件的上表面之间通过一系减振装置联接。
[0018]根据本发明的另外一个方面，提供了一种空中巴士车轮的运行轨道，其特征在于，对应于空中巴士车厢的每一侧的支撑侧壁，分别设有两条相互平行的支撑轨，两个支撑轨之间的内侧为与支撑轨平齐的路面或露出轨枕，而两个支撑轨之间的外侧都设有至少容纳导向轮的轮缘的轨沟，由两个支撑轨限定的行车带与各轮对组件的车轮踏面相接触。
[0019]优选地，支撑轨的下方为轨枕和路基结构。
[0020]根据本发明的另外一个方面，提供了一种空中巴士车身与车轮的联接方法，其特征在于，每辆空中巴士车厢设有四个台车，分别设置于空中巴士车厢左侧支撑侧壁下方的前部和后部、空中巴士车厢右侧支撑侧壁下方的前部和后部，通过至少一个轮对组件构成台车，形成至少一级减振系统，每个轮对组件的车轮踏面与由两个支撑轨限定的行车带相接触。
[0021]优选地，每个轮对组件的横向宽度不小于空中巴士支撑侧壁的厚度;采用钢质轮缘导向车轮和橡胶支撑轮;采用橡胶支撑轮和电子导向系统;和/或，采用橡胶支撑轮和机械导向系统，机械导向系统安装在空中巴士车厢两侧的支撑侧壁上或按照在轮对组件上。
[0022]优选地，与车厢支撑侧壁的下表面固定的定位杆插入压枕内足够的深度，车厢的重力通过支撑侧壁压在二系减振装置上，再压在压枕上，再通过一系减振装置压在每个轮对组件上，通过车轴传递至车轮，最后传递至轨道及其周围；或者，车厢的重力通过与车厢支撑侧壁的下表面固定的定位杆压在压枕内低于车轴的位置，通过二系减振装置压在压枕上，再通过一系减振装置压在每个轮对组件上，通过车轴传递至车轮，最后传递至轨道及其周围；或者，设有至少两个并列的轮对组件，车厢的重力通过一系减振装置压在每个轮对组件上，通过车轴传递至车轮，最后传递至轨道及其周围。
[0023]优选地，一系减振装置和/或二系减振装置包括弹簧和阻尼器;一系减振装置和/或二系减振装置具有悬挂参数主动控制装置，悬挂参数包括弹簧弹性系数和阻尼器阻尼系数;和/或，车轴轴承为滚动轴承或滑动轴承。
[0024]根据本发明，每个轮对组件具有一定的宽度，在双轨限定的行车带上运行，可增强空中巴士转向架的横向稳定性，增强空中巴士的运行平稳性和舒适性。
[0025]根据本发明，采用三级悬挂装置(车轮的轮胎、一系悬挂装置、二系悬挂装置)，车辆平稳性和乘坐舒适性得到了保障。
[0026]根据本发明，空中巴士的走形部同时采用钢轮和橡胶轮，集两者的优点于一体，运行噪音小、车轮磨耗慢、维护成本低、行使方向性强。
[0027]根据本发明，提供了双轨限定的行车带，既满足了支撑空中巴士车厢和乘客总重量的要求，起到了导向作用，道路修建面积看仅局限于限定的宽度，因此，可大幅降低成本。
[0028]根据本发明，采用了压枕结构，车厢的重量先作用在车轴之下的位置上再传递至轮对组件上;或者，通过把与车厢一体的定位杆插入压枕的深处，增强台车的整体横向稳定性。
【附图说明】
[0029]图1是根据本发明的空中巴士运行原理示意图。
[0030]图2是根据本发明的空中巴士车轮与空中巴士轨道关系第一实施例的结构示意图。
[0031]图3是根据本发明的空中巴士车轮与空中巴士轨道关系第二实施例的结构示意图。
[0032]图4是根据本发明的空中巴士转向架第一实施例的结构示意图。
[0033]图5是根据本发明的空中巴士转向架第二实施例的结构示意图。
[0034]图6是根据本发明的空中巴士转向架第三实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]根据本发明的一个实施例，如图1所示，每个空中巴士的转向架包括至少一个轮对组件60(在如图4-6所示的实施例中包括二个轮对组件60)，每个轮对组件60包括至少二个短轮对61，每个短轮对61包括一个短车轴62和两个车轮63，二个短轮对61由框架59支撑，车轴62通过轴承68与框架59接合，框架59上设有压枕65的导向部69和压枕65的承载部55，该导向部69可以是垂直的，也可以是倾斜的，定位杆3的下端与框架59上的定位端31衔接。在其他的实施例中，短轮对61也可采用汽车车轮的结构。
[0036]如图2-3所示，每个短轮对61或车轮63对应地面上的一条支撑轨R。两个支撑R轨道之间的内侧填充路面支撑材料，而两个支撑R轨道之间的外侧设有轨沟G。轨沟G可以容纳导向轮的轮缘，也可以容纳雨水和杂物，从而保持路面与空中巴士车轮之间的干燥和整洁，有利于空中巴士的运行安全。
[0037]如图2所示的结构是钢质车轮，适合于做导向轮，也可以作为支撑轮;钢质车轮作为导向轮61时采用小轮径即可，也可以是省略轮轴，改为轮辊两侧加导向轮缘的结构。导向用的钢质车轮61可以安装在轮对组件60的中部(见图4)、轮对组件60的前部(见图5)、轮对组件60的前部和后部(见图6)。
[0038]如图3所示的结构包括橡胶轮胎67，可以作为支撑轮，橡胶轮本身又增加了一级减振措施，形成了零级悬挂系统。在其他的实施例中，橡胶轮胎67支撑轮也可采用汽车车轮的结构。
[0039]在本发明的一些实施例中，可以同时采用导向轮和橡胶支撑轮;也就是说，每个轮对组件60中，一个采用钢质导向轮(兼支撑轮)，另外一个采用橡胶支撑轮;或者，一个轮对组件60采用钢质导向轮(兼支撑轮)，另外一个轮对组件60采用橡胶支撑轮。
[0040]在本发明的其他实施例中，也可以不采用导向轮而仅仅采用橡胶支撑轮。轮对组件60都橡胶支撑轮，而钢质导向轮61附加在轮对组件60的框架59上，仅起导向作用，不起支撑作用。
[0041]在仅仅采用橡胶轮的实施例中，也可以不再采用传统的轮缘导向，而采用电子导向技术，该电子导向系统包括寻轨装置和方向调节装置，寻轨装置通过计算机视觉系统、电磁信号系统、或超声波探测系统等实时地监测空中巴士轨道的位置，确定预定运行方向；而方向调节装置实时调整空中巴士的运行方向至与预定运行方向相符。
[0042]在仅仅采用橡胶轮的实施例中，也可以不再采用传统的轮缘导向，而采用机械导向系统，该机械导向系统直接安装在空中巴士车厢两侧的支撑侧壁上(未示出)。
[0043]每个轮对组件60与压枕65之间设有一系减振装置64(弹簧+阻尼器)，压枕65与车厢I的支撑侧壁2之间设有二系减振装置66(弹簧+阻尼器)。这样，每个轮对组件60具有一定的宽度，可增强空中巴士转向架的横向稳定性;重力从车厢I传递至车轮63，至少经过二级减振，增强了空中巴士的平稳性和舒适性。
[0044]如图1和4所示，车厢I的重力通过支撑侧壁2压在二系减振装置66上，再压在压枕65上，再通过一系减振装置64压在每个轮对组件60上，通过车轴62传递至车轮63，最后传递至轨道R及其周围。与车厢I固定的定位杆3插入压枕65内足够的深度，以增强空中巴士转向架的横向稳定性。
[0045]图4中，压枕与车厢的支撑侧壁之间设有两套二系减振装置，对称地位于压枕的纵向中心线的两侧。在其他的实施例中，压枕与车厢的支撑侧壁之间可以仅设置一套二系减振装置，其位于压枕的纵向中心线的位置。
[0046]如图1和5所示，车厢I的重力通过与车厢I支撑侧壁2固定的定位杆3压在压枕65内足够低的位置，以增强空中巴士转向架的横向稳定性，优选低于车轴62的位置，通过二系减振装置4压在压枕65上，再通过一系减振装置64压在每个轮对组件60上，通过车轴62传递至车轮63，最后传递至轨道R及其周围。
[0047]如图1和6所示，设有至少两个并列的轮对组件60，车厢I的重力通过一系减振装置64压在每个轮对组件60上，通过车轴62传递至车轮63，最后传递至轨道R及其周围。
[0048]在一个实施例中，一辆空中巴士车辆具有四个台车，每个台车具有两个轮对组件，每个轮对组件具有两个车轮，所以每辆空中巴士车辆具有16个支撑车轮，可以把车厢和乘客的重量比较均勾地传递至地面。
[0049]在一个实施例中，在每辆空中巴士运行方向前方的每个台车的轮对组件的前方，设有一个导向轮，每辆空中巴士共设两个导向轮；
[0050]在另外一个实施例中，每辆空中巴士的每个台车的运行方向的前方设有一个导向轮，每辆空中巴士共设四个导向轮；
[0051 ]在另外一个实施例中，每辆空中巴士的每个台车的中部设有一个导向轮，每辆空中巴士共设四个导向轮；
[0052]在另外一个实施例中，每辆空中巴士运行的每个台车的前后部各设有一个导向轮，每辆空中巴士共设八个导向轮；
[0053]在另外一个实施例中，每辆空中巴士运行的每个轮对组件的设有一个导向轮，每辆空中巴士共设八个导向轮；
[0054]在另外一个实施例中，每辆空中巴士的每个轮对组件的前后方各设有一个导向轮，每辆空中巴士共设16个导向轮。
[0055]本发明的各种特征分别在不同的实施例中进行了描述，但各个实施例可以相互借鉴、各实施例中的技术特征可以自由组合。为了节省篇幅，各种可能的特征组合没有必要一一赘述。
[0056]通过以上实施例，本发明的总体发明构思得到了充分公开，其中的技术细节是本领域的技术人员可以理解和实现的，而且本领域的技术人员可以想到具有相同发明构思的其他实施例，在此也不再赘述。
[0057 ]在以上公开内容的基础上，本领域的技术人员可以对本发明作出种种修改、替换、补充、完善等，然而，这样做都不会超出本发明的精神与范畴。本发明的保护范围由所附权利要求书进行限定。
【主权项】
1.一种空中巴士的台车结构，其特征在于，每辆空中巴士车厢设有四个台车，分别设置于空中巴士车厢左侧支撑侧壁下方的前部和后部、空中巴士车厢右侧支撑侧壁下方的前部和后部，每个台车包括沿空中巴士车厢每一侧的支撑侧壁下方纵向排列的至少一个轮对组件，每个轮对组件的车轮与由两个支撑轨限定的行车带相接触。2.如权利要求1所述的台车结构，其特征在于，每个轮对组件的宽度约为空中巴士支撑侧壁的厚度;每个台车包括二个轮对组件;每个台车的每个轮对组件包括至少二个短轮对，每个短轮对包括一个短车轴和两个车轮或与汽车的车轮结构相同；每个台车包括钢质轮和/或橡胶轮;每个台车包括轮缘导向轮和橡胶支撑轮;每个台车包括橡胶支撑轮和电子导向系统，该电子导向系统包括寻轨装置和方向调节装置;和/或，每个台车包括橡胶支撑轮和机械导向系统，机械导向系统安装在空中巴士的轮对组件上或车厢两侧的支撑侧壁上。3.如权利要求1所述的台车结构，其特征在于，每个台车具有一个压枕，每个压枕与至少两个轮对组件联接;每个轮对组件与压枕之间设有一系减振装置，压枕与车厢的支撑侧壁之间设有二系减振装置，其位于压枕的中部或纵向对称地位于压枕的中部的两侧。4.如权利要求1所述的台车结构，其特征在于，定位杆固定地从车厢支撑侧壁的下表面延伸至压枕的定位孔内，压枕的上表面通过二系减振装置与车厢支撑侧壁的下表面联接，压枕两个端部的下表面通过一系减振装置分别与一个轮对组件的上表面联接;或者，定位杆固定地从车厢支撑侧壁的下表面延伸至压枕的定位孔内，并且通过二系减振装置与低于车轴位置的压枕部位相接触，压枕两个端部的下表面通过一系减振装置分别与一个轮对组件的上表面联接;或者，至少两个轮对组件沿空中巴士的纵向并列地安装在车厢每侧支撑侧壁的下方，定位杆固定地从与车厢支撑侧壁的下表面延伸至每个轮对组件内，车厢支撑侧壁的下表面与每个轮对组件的上表面之间通过一系减振装置联接。5.—种空中巴士车轮的运行轨道，其特征在于，对应于空中巴士车厢的每一侧的支撑侧壁，分别设有两条相互平行的支撑轨，两个支撑轨之间的内侧为与支撑轨平齐的路面或露出轨枕，而两个支撑轨之间的外侧都设有至少容纳导向轮的轮缘的轨沟，由两个支撑轨限定的行车带与各轮对组件的车轮踏面相接触。6.如权利要求5所述的运行轨道，其特征在于，支撑轨的下方为轨枕和路基结构。7.—种空中巴士车身与车轮的联接方法，其特征在于，通过至少一个轮对组件构成台车，形成至少一级减振系统，每个轮对组件的车轮踏面与由两个支撑轨限定的行车带相接触。8.如权利要求7所述的联接方法，其特征在于，每个轮对组件的横向宽度不小于空中巴士支撑侧壁的厚度;采用钢质轮缘导向车轮和橡胶支撑轮;采用橡胶支撑轮和电子导向系统；和/或，采用橡胶支撑轮和机械导向系统，机械导向系统安装在空中巴士车厢两侧的支撑侧壁上或按照在轮对组件上。9.如权利要求7所述的联接方法，其特征在于，与车厢支撑侧壁的下表面固定的定位杆插入压枕内足够的深度，车厢的重力通过支撑侧壁压在二系减振装置上，再压在压枕上，再通过一系减振装置压在每个轮对组件上，通过车轴传递至车轮，最后传递至轨道及其周围；或者，车厢的重力通过与车厢支撑侧壁的下表面固定的定位杆压在压枕内低于车轴的位置，通过二系减振装置压在压枕上，再通过一系减振装置压在每个轮对组件上，通过车轴传递至车轮，最后传递至轨道及其周围；或者，设有至少两个并列的轮对组件，车厢的重力通过通过一系减振装置压在每个轮对组件上，通过车轴传递至车轮，最后传递至轨道及其周围。10.如权利要求7所述的联接方法，其特征在于，一系减振装置和/或二系减振装置包括弹簧和阻尼器;一系减振装置和/或二系减振装置具有悬挂参数主动控制装置，悬挂参数包括弹簧弹性系数和阻尼器阻尼系数;和/或，车轴轴承为滚动轴承或滑动轴承。
【文档编号】B61F5/04GK106043324SQ201610621568
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月1日
【发明人】泰赫·库克
【申请人】泰赫·库克