[發明專利]一種門式虛擬軌道列車及其轉向循跡控制方法

在審

• 申請號: 202110055188.X
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112793677A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 冷涵;任利惠;季元進
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B62D53/00
• 分類號: B62D53/00;B62D7/15;B62D12/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種門式虛擬軌道列車，其特征在于，所述的門式虛擬軌道列車包括端部車體模塊ECM(1)、中間車體模塊ICM(2)、門式車間連接模塊GCM(3)、動力懸架模塊PSM(4)、非動力懸架模塊NPSM(5)、鉸接結構(6)和鎖閉機構(7)；

所述的端部車體模塊ECM(1)通過車體連接模塊GCM(3)與中間車體模塊ICM(2)相連；

所述的端部車體模塊ECM(1)安裝在動力懸架模塊PSM(4)上；所述的車間連接模塊GCM(3)安裝在非動力懸架模塊NPSM(5)上；

所述的門式車間連接模塊GCM(3)通過二系懸掛安裝在非動力懸架模塊NPSM(5)上；

所述的車間連接模塊GCM(3)與端部車體模塊ECM(1)之間以及車間連接模塊GCM(3)與中間車體模塊ICM(2)之間均通過鉸接結構(6)相連；

所述的鎖閉機構(7)用于約束車間連接模塊GCM(3)與其運動方向前方車體模塊之間運動自由度，鎖閉結構(7)分別設置在車間連接模塊GCM(3)與端部車體模塊ECM(1)之間以及車間連接模塊GCM(3)與中間車體模塊ICM(2)之間。

2.根據權利要求1所述的一種門式虛擬軌道列車，其特征在于，所述的端部車體模塊ECM(1)和中間車體模塊ICM(2)的車輪處均設有輪速傳感器；所述的動力懸架模塊PSM(4)和非動力懸架模塊NPSM(5)上均設有車輪轉角角度傳感器；所述的鉸接結構(6)處設有鉸接角度傳感器；所述的門式虛擬軌道列車設有用于對車輛進行定位的定位模塊。

3.一種用于如權利要求1所述門式虛擬軌道列車的轉向循跡控制方法，其特征在于，所述的轉向循跡控制方法包括：

步驟1：獲取虛擬軌道列車各個車輪的運動速度、列車各個懸架的車輪轉角數據、各個鉸接角數據、參考路徑曲線半徑數據以及各個懸架在線路上的位置；

步驟2：按照列車頭到列車尾的順序依次對每個懸架進行編號；

步驟3：根據步驟1獲取的數據判斷當前列車車頭和車身的行駛狀態，包括車頭為由直線進入轉彎狀態、車頭為轉彎狀態、車身為由直線進入轉彎狀態、車身為轉彎狀態、車頭為由轉彎進入直線狀態以及車身為由轉彎進入直線狀態；

步驟4：根據步驟3獲取的列車行駛狀態獲取對應懸架的車輪轉角，完成轉向控制。

4.根據權利要求3所述的一種轉向循跡控制方法，其特征在于，所述的列車各個車輪的運動速度通過安裝在車輪處的輪速傳感器獲得；

所述的列車各個懸架的車輪轉角數據通過角度傳感器測量獲得；

所述的各個鉸接角數據通過安裝在車間鉸接出的角度傳感器測量獲得；

所述的參考路徑曲線半徑數據通過頭車傳感器探測獲得或利用線路上的應答器獲得；

所述的各個懸架在線路上的位置通過車輛定位模塊獲得。

5.根據權利要求3所述的一種轉向循跡控制方法，其特征在于，所述的虛擬軌道列車的車頭處于由直線進入轉彎狀態，即第一懸架開始由直線區段駛入圓曲線區段并且第二懸架仍處于直線區段時，第二懸架輪轉角δ₂的計算方法為：

其中，L為虛擬軌道列車的列車軸距；R₁和R₂分別為第一懸架和第二懸架的瞬時運動半徑，R₁和R₂的計算方法為：

其中，為第一懸架在圓曲線區段的運行時間；R為圓曲線半徑；δ₁為第一懸架的車輪轉角；v₁為第一懸架的運動速度。

6.根據權利要求3所述的一種轉向循跡控制方法，其特征在于，所述的虛擬軌道列車的車頭處于轉彎狀態，即第一懸架與第二懸架同時處于圓曲線區段時；第二懸架車輪轉角δ₂的計算方法為：

δ₂＝δ₁

其中，δ₁為第一懸架的車輪轉角。