[發明專利]跨座式單軌列車主動轉向控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201510355842.3
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN104986173A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 劉朝濤;唐萃;武維;杜子學
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B61F5/38
• 分類號: B61F5/38
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

技術領域

????本發明涉及一種跨座式單軌列車控制技術，尤其涉及一種跨座式單軌列車主動轉向控制系統及控制方法。

背景技術

????現有跨座式單軌列車上，在車體下方設置有能與車體相對轉動的轉向架，轉向架上設置有走行輪和導向輪，走行輪與軌道梁上端面接觸，用于驅動車體前進，導向輪從水平兩側將軌道梁抱住，用于自動導向；當跨座式單軌列車在彎曲的軌道梁上行進時，由于導向輪受到軌道梁側壁的擠壓，轉向架就會受迫轉動，從而帶動走行輪轉動，最終實現跨座式單軌列車的轉向；存在的問題是：由于轉向時，須由導向輪來向轉向架施加應力并使之轉動，因此導向輪與軌道梁之間的摩擦十分嚴重，實際應用中，導向輪的壽命較短，需要定期更換，不僅操作麻煩，而且運營成本很高。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明提出了一種跨座式單軌列車主動轉向控制系統，包括車體，所述車體下方設置有能與車體相對轉動的轉向架，所述轉向架上設置有導向輪；其創新在于：所述車體上設置有傳動裝置，所述轉向架上設置有轉向傳感器；傳動裝置與轉向架傳動連接，傳動裝置能驅動轉向架轉動；所述傳動裝置和轉向傳感器均與一控制模塊電氣連接。

本發明的原理是：在發生轉向時，通過傳動裝置傳動轉向架主動轉動，從而有效降低導向輪在轉向時所承受的應力，改善導向輪與軌道梁之間的摩擦情況，延長導向輪的使用壽命，使維護周期也得到相應延長，降低運營成本。

優選地，所述轉向傳感器由兩個壓力傳感器組成，兩個壓力傳感器分別設置在轉向架兩側導向輪的轉動軸上。當跨座式單軌列車轉向時，在離心力作用下，車體會向轉向方向的異側傾斜，轉向架及導向輪轉動軸也會隨之發生位移，以向左轉向為例，轉向架及導向輪轉動軸均會向右發生位移，此時，位于左側的壓力傳感器就會比位于右側的壓力傳感器檢測到更大的應力，通過判斷兩個壓力傳感器的應力大小，我們就能知道跨座式單軌列車正在向哪個方向轉向。

優選地，所述傳動裝置的動力部分采用直流電機。

基于前述硬件方案，本發明還提出了一種跨座式單軌列車主動轉向控制方法，所涉及的硬件如前所述，其創新在于：按如下方法對跨座式單軌列車實施主動轉向控制：

跨座式單軌列車運行過程中，控制模塊通過轉向傳感器對跨座式單軌列車的運動狀態進行持續檢測；控制模塊能根據轉向傳感器的輸出數據對跨座式單軌列車的運動狀態作出判斷，當跨座式單軌列車處于轉向狀態時，控制模塊控制傳動裝置驅動轉向架向相應方向轉動對應的角度。

優選地，所述轉向傳感器由兩個壓力傳感器組成，兩個壓力傳感器分別設置在轉向架兩側導向輪的轉動軸上；所述控制模塊按如下方法對跨座式單軌列車的運動狀態作出判斷：所述控制模塊獲取到壓力傳感器的輸出量后，采用PID控制算法、模糊控制算法或專家控制算法中的一種來對壓力傳感器的輸出量進行處理，當兩個壓力傳感器的輸出量相等時，說明跨座式單軌列車處于直行狀態；當某一壓力傳感器的輸出量大于另一壓力傳感器的輸出量時，說明跨座式單軌列車正在向輸出量大的那個壓力傳感器所在側轉向。控制傳動裝置的具體動作時，將兩個壓力傳感器的輸出量相減，得到的差值經處理后轉換為電機控制參數，然后根據電機控制參數驅動傳動裝置上的電機動作。

優選地，所述傳動裝置的動力部分采用直流電機；當控制模塊檢測出跨座式單軌列車的運動狀態由轉向狀態向直行狀態跳變時，控制模塊立即解除對傳動裝置的控制。

本發明的有益技術效果是：能有效降低跨座式單軌列車轉向時導向輪所承受的應力，減少導向輪與軌道梁之間的摩擦，延長導向輪的使用壽命，降低運營成本。

附圖說明

圖1、本發明的結構示意圖；

圖中各個標記所對應的名稱分別為：轉向架1、導向輪2、走行輪3、穩定輪4、軌道梁5、車體6、傳動裝置7、控制模塊8、壓力傳感器9。

具體實施方式

一種跨座式單軌列車主動轉向控制系統，包括車體，所述車體下方設置有能與車體相對轉動的轉向架，所述轉向架上設置有導向輪；其創新在于：所述車體上設置有傳動裝置，所述轉向架上設置有轉向傳感器；傳動裝置與轉向架傳動連接，傳動裝置能驅動轉向架轉動；所述傳動裝置和轉向傳感器均與一控制模塊電氣連接。

進一步地，所述轉向傳感器由兩個壓力傳感器組成，兩個壓力傳感器分別設置在轉向架兩側導向輪的轉動軸上。

進一步地，所述傳動裝置的動力部分采用直流電機。