[發明專利]一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術的有軌電車

有效

• 申請號: 201410096094.7
• 申請日: 2014-03-15
• 公開（公告）號: CN103863334A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張衛華
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B61B13/00
• 分類號: B61B13/00;B61C13/00;B61F13/00;B60L15/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種城市公共交通車輛，尤其涉及一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術的有軌電車。

背景技術

有軌電車是城市主要公共交通工具之一，現行的有軌電車均采用帶導向輪緣的金屬車輪，在街道路面鋪設的鋼軌上運行。其存在的問題是：金屬車輪在鋼軌上運行，會因輪軌間的摩擦產生較大的噪音而惡化城市環境。鋪設鋼軌需對街道進行大量的土建施工，施工期間，不僅影響城市交通、帶來作業噪聲和粉塵污染。鋪設的鋼軌使街面不平整，既影響街道的完整性和美觀性，也對其它交通工具的運行和行人的通行也造成不便。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術的有軌電車，該種有軌電車不需要鋪設鋼軌，運行噪音小，對城市環境的影響小；運行通過的街面平整、街道的完整性和美觀性得以保持，也便于其它交通工具的運行和行人的通行。

本發明解決其技術問題，所采用的技術方案為，一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術的有軌電車，包括車體、控制系統、車輪組件，其特征在于：

所述的車輪組件為帶驅動電機和制動器的橡膠車輪，其驅動電機和制動器均與控制系統相連；

所述的車體的底部還設置有檢測地面虛擬軌道標識的傳感器，傳感器的輸出端與控制系統相連；或者所述的車體上安裝有與控制系統相連的衛星定位器。

本發明的有軌電車的工作過程和原理是：

控制系統控制各個車輪組件的驅動電機轉動，以帶動橡膠車輪旋轉，進而驅動電車運行；

在電車運行的同時，傳感器實時檢測地面虛擬軌道標識，并將檢測到的傳感器距標識的距離或角度信號傳給控制系統，由控制系統對接收到的標識相關信號或衛星定位信號進行分析、處理。如處理結果表明當前電車運行軌跡與地面虛擬軌道標識形成的虛擬軌道（軌跡）有偏差，控制系統則輸出糾偏控制信號控制相應車輪組件的驅動電機及其車輪的轉速變化，使電車回歸到地面虛擬軌道標識所設定的虛擬軌道上運行（如電車運行軌跡左偏則控制左側的車輪加速或右側的車輪減速，電車右轉回歸到設定的虛擬軌道上運行）。

或者，在電車運行的同時衛星定位器將車體的衛星定位信號傳給控制系統；由控制系統對接收到的衛星定位信號進行分析、處理。如處理結果表明當前電車運行軌跡與控制系統中預設的運行軌跡（虛擬軌道）有偏差，控制系統則輸出糾偏控制信號控制相應車輪組件的驅動電機及其車輪的轉速變化，使電車回歸到設定的虛擬軌道上運行。

通過以上方法，本發明實現了電車在無實體鋼軌軌道的地面上的有軌導向運行。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

通過衛星定位或傳感器對地面虛擬軌道標識的檢測，測出電車的實際運行軌跡，并由控制系統控制各自獨立驅動的車輪組件的驅動電機轉速，實現控制系統對電車運行軌跡的反饋控制，巧妙的實現了電車在無實體鋼軌軌道地面上按既有虛擬軌道導向的有軌運行。

它與地面接觸的車輪為橡膠車輪，運行噪音小，對城市環境的影響小。

它不需要鋪設鋼軌，設置的地面虛擬軌道標識，體積小而薄，可以嵌入、貼合或涂覆在地面上，而衛星定位方式，更是不需要對地面做任何改變；其運行通過的街面平整，街道的完整性和美觀性得以保持，也便于其它交通工具的運行和行人的通行。

上述的車輪組件的具體構成是：充氣或實心的橡膠輪胎固定在金屬輪轂上形成橡膠車輪；驅動電機為盤式輪轂電機，盤式輪轂電機的轉子與金屬輪轂固定連接；盤式輪轂電機的轉子同時通過軸承安裝在轉臂的心軸上，盤式輪轂電機的定子則固定在轉臂上；轉臂的一端通過鉸軸鉸接在車體下部側面的懸掛框架上，轉臂的另一端通過懸掛裝置與懸掛框架的頂部相連；制動器的制動閘連接在轉臂上，制動器的制動盤則與盤式輪轂電機的定子固定連接；制動閘的驅動機構和盤式輪轂電機均與控制系統連接。

這樣，每個車輪組件為獨立驅動、獨立控制，既方便對電車的運行進行精確控制；同時省掉了連接車體兩側的車輪組件的輪軸，使得車體底部的位置可以大大降低，車體重心降低，運行更平穩、安全，也使車內空間更大，乘座更舒適。

車輪組件的懸掛框架直接固定在車體的側部，懸掛框架通過懸掛裝置與車輪組件的縱向的轉臂相連，實現懸掛、隔振。車體側面以外的底部不再有任何懸掛、隔振機構，也使車體底部的位置可以降低，車體重心降低，車內空間更大，運行更平穩、安全，乘座更舒適。

上述的懸掛裝置為空氣彈簧、鋼彈簧、高溫超導懸浮裝置、電磁懸浮裝置或永磁懸浮裝置。

這些懸掛裝置均能很好的實現對車體的支撐、懸掛與隔振作用。