用于陆地车辆供电的高安全性能的地面电能收集装置

摘要

电能收集装置包括一个收集犁状件(10)，一个将该收集犁状件保持在车辆框架上的支撑臂，所述犁状件的升高设备和与车辆供电电路连接的电连接设备，所述犁状件(10)与地及道路结构电绝缘，其一部分会将两个相对并排设置的型材工件夹具(23，24)分开，并由一个支撑件支撑，犁状件(10)的下端的导电件在沿由各个工件夹具支撑的极性元件(19，20)滑动时保持电接触，每一个工件夹具(23)或(24)的整个长度装在弹性恢复件上，通过弹性设备向其相邻的同系物靠拢。对本发明感兴趣的是地面供电车辆以及所述车辆道路的设计人员。

说明书

技术领域

本发明涉及用于陆地车辆，特别是客运或货运陆地车辆、城市中轮胎或轨道公交运输车辆、或工业上的装卸四轮运货车供电的具有双重安全性能的电能收集装置。

本发明主要用于电力推进式城市自动导向公交车辆的供电，这种车辆可以是轨道式或轮胎式。但本发明不限于这种优选应用。

背景技术

这种电力推进式或牵引式车辆通常由空中电缆或设置在它们运行路线上方的悬挂电缆提供电能。

然而，为了美观等其它原因，目前的趋势是要消除这些空中供电线路，用地面或埋在地下的供电系统取而代之。

因而对重大的安全问题作了比较。事实上，这些车辆需要比较大的直流电来供电，而这种直流电已被证明对于人类来讲可能是非常危险的。

因此，为了不会与供电导体和极化元件随意或意外接触，保证乘客、行人、公路上的其它用户或在工厂四轮运货车情况下人们的安全，应当强制性地保护地面电能收集系统。

本发明的目的在于提供一种非常安全的用于这种车辆的地面电能收集系统。

通过本申请人的专利FR2735728已经知道一种用于城市轮式运输车辆的沿地面轨道供电和导航的系统。

该系统包括一个能反转的导向支撑件、与地面轨道配合的一对V字形导轮的传送装置，该轨道有一个中心轨腰，该轨腰用作导轮滚动的滚道，以及电源线。

中心轨腰包括构成一个空间线性闭合件的柔性覆盖元件，所述闭合件将导向支撑件的通道区域之外的导体盖住，所述通道区域通过支撑在导体上的接触件时使该闭合件临时打开。

上述供电系统的导电部分用柔性覆盖件保护，这些覆盖件只有在车辆导向头通过时才有部分升起。

如果增加能量收集系统的绝缘性，则前面的系统就不特别安全。事实上，只要在柔性覆盖件中的一个元件下故意或意外地插进一个长的金属件，就会不很困难地触及到低压元件。

发明内容

为了确保高度安全水平，根据本发明的地面电能收集系统包括一个由连接于车辆上的保持臂支撑的收集犁状件，该犁状件在对应于其下端位置有导电部分，所述导电部分与车辆的供电电路进行电连接，所述犁状件与地及道路结构电绝缘。

另一方面，该装置包括埋在地下的两个线性极化元件，这两个极化元件被装在两个型材工件夹具中，这两个夹具并列地相对设置，沿着道路行进，并且用一个型材支撑件支撑，支撑件的底基本上是平的，支撑件还有两个侧壁。

根据本发明的一个主要特征，将每一个工件夹具的整个长度装在弹性恢复器上，该恢复器通过一个可压缩的线性弹性设备向其同系物靠近，所述线性弹性设备处在工件夹具和型材支撑件的相应的侧壁之间。

车辆的通过使得两个工件夹具由所述收集犁状件的下部局部分开，在整个行程中，犁状件的导电部分一直保持沿线性极化元件的滑动电接触。

优选的是，使相对的两个工件夹具产生靠近的恢复力的线性弹性设备每次都是一个能够侧向压缩的弹性管体，该管体处在夹件工具和支撑件的相应的侧壁之间的区域。

该弹性恢复设备迫使两个夹件工具一个朝另一个靠近。因而就在具有犁状件的时候确保了极化元件和犁状件的导电部分之间良好的接触。在没有车辆的情况下或在没有犁状件的区域，它将这两个夹件工具中的一个推向另一个，直至这两个夹件工具接触到制动块，因而关闭会伤害极化元件的入口。

各低压元件的远离和保护已经确保了主要安全性。

为了进一步强化安全性，还可以考虑用一个绝缘盖对极化元件上方的地表面进行电保护，该绝缘盖在夹件工具通过时被部分打开，然后再被关闭。

因此，本发明的能量收集装置有双重安全性，使该装置非常可靠。

附图说明

本发明的其它特征和优点将在通过下面结合附图对作为例子的说明中将会更加清楚，其中：

图1是在一种变型实施例的情况下，本发明的地面收集装置在收集犁状件通过时的总的透视图，所述变型实施例使用的是两个半导轨；

图2是与图1相同的视图，但没有收集犁状件；

图3是图1的横向剖视图；

图4是道路的总的横向剖视图，它用虚线表示由具有倾斜导轮的导向系统进行导航的车辆的前底盘，所述导向系统支撑在导向轨道上；以及

图5是道路一部分长度的透视图，它用一段距离表示两个半导轨之间的防护和密封接头的变形。

具体实施方式

本发明的地面电能收集装置可以在很多运输领域应用，并且可以用在装卸领域，例如在车间内运行的地面供电的四轮运货车以及城市里轨式或轮式自动导航公交车，这些车辆由地面提供电能。

将本发明的装置直接装在地上或在地上开的一个沟中，该沟在两个轨道之间，或是在电动陆用车辆的两个道轨之间。

也可以将该装置装在地面上所准备的一个不太深的固定地面结构上，该地面结构在长度方向上延伸，构成一个所谓的道路1，道路1由两根轨或两个轨道2和3以及两个沉箱4和5形成，即车辆在这两个轨道上运行，沉箱例如由轨枕6调整好间隔。沉箱4和5的上部敞开，以便接收作为盖子的板7，板上有横肋或横条，一个接一个的板形成轨道2和3。这些沉箱最好含有用于给车辆的牵引提供能量的不同电缆，而且还有安全和信号装置。这些电缆沿着沉箱行走，并可以由此到确定的地点。根据一个优选实施模式，轨枕6的上部中心处带有一个地面导向系统8，在通过它们的轨腰的下部带有收集系统9，收集系统具有极性元件。

本发明装置包括下面以下主要设备。

犁形导电元件10由保持支撑件11、臂或其它元件绝缘支撑，支撑件可绕竖轴转动地装在车辆上，例如用导体将该犁形导电元件的电连接端可拆卸地连接到车辆的电动动力源的供电电路上。电连接的技术特征在图中没有示出。

在车辆运行期间，该犁状件10通过与极性元件连续电接触构成行程中的主要电能收集元件。由此，下面将其称作收集犁状件。

为此，犁状件的一部分例如该元件的底部或其下端的形状或结构要能使其沿极性元件连续滑动接触，极性元件在回缩时被集成到做成工件夹具型材的柔性线性本体中，在犁状件通过时，所述本体分开，在其通过以后，在相互拉近的弹性恢复线性设备的作用下，本体的侧部一个紧靠在另一个上。

具体地说，根据所述的优选实施方式，犁状件10具有做成薄片的垂直元件12的形状，为了保证具有良好的机械刚性，其有足够的厚度，但要保持柔性，就要有一个平的后肋13和一个斜的前肋14。然而，犁状件元件10应当柔软到能抵得住可能出现的横向摆动和在车辆运动时引起的其它移动。

该犁状件10的上端的形状取决于电连接的形式以及由车辆携带的支撑件11的机械强度。犁状件的一部分例如其下端用来收集电能。其精确的形状取决于极性元件的形状，在车辆运行期间，它应当与极性元件连续电接触。

支撑件11或其机械连接件的形成或设置要使犁状件能够抬起。

根据图中所示实施形式的非限定性实施例，下端是实心的、并扩展成截面为多边形的纵向部件15，例如六个面或表面，其中四个大面16是倾斜面，两个窄面17和18是导电体，窄面每次都用作与平的线性极性表面中的一个进行接触的平面，线性极性表面与极性元件或导电体19和20相对，以便通过沿极性元件或导电体的连续滑动接触而收集电能。

极性元件或导电体19和20按照相同的相位进行电连接，而且也可以单独用同一电源的两个不同相位。这里假定的是犁状件的复合结构，根据该结构，将每个部分进行电绝缘，并将该部分与不同的导电体元件连接。

根据本发明的装置的地面收集系统9沿道路线性伸展，并保持在支撑型材21中，该支撑型材包括以一定间隔例如通过电缆连接到两个极性元件19和20上的供电电接头，电缆在沉箱4和5中沿着沉箱行进。

如图所示，支撑型材21例如为具有平底22的沟槽形状，沟槽基本为矩形的截面向上是敞开的或被部分关闭。为了减少可能的事故，该支撑型材21最好相对于车辆运行道路高度一定的距离掩埋。

最好能将与地下排水系统相连的排水设备装在沟槽21的底壁22中。

与或不与同一相位连接的极性元件19和20例如形成固定不动的导电杆，每一个导电杆处在相应工件夹具型材23和24的槽中，所述工件夹具沿沟槽支撑件21延伸。处在工件夹具型材的槽中的导电杆每一个均相对于型材的窄面的相邻面缩进。这些工件夹具型材自由地装在沟槽支撑件21中，因此可以在里面进行侧向移动，同时由沟槽的底对其支撑。

这些工件夹具型材23和24是绝缘材料形成的线性组件，例如截面基本为正方形或矩形，它们占据了沟槽21内的大部分空间，而且处在限定出该型材内部空间的两个侧壁之间。

在该沟槽的内部空间中，并且在每一个工件夹具23和24与相邻侧壁之间，每个都有使工件夹具靠拢的弹性恢复型材25或26，例如弹性材料或其它等同材料制成的中空管状型材，这种型材可以承受局部挤压或局部侧向压缩，在恢复时产生能够使两个并排工件夹具23和24靠拢实现弹性恢复的侧向反作用力，直到挡住相对窄面。

当然，其它弹性恢复设备例如包括等距设置的弹性或弹簧材料的计时设备也可以是其它材料。

在胎式车辆的情况下，用一个地面导向系统8例如导向中心单轨式的导向系统进行导向。

为了另外的安全和密封，在没有被导向或有被导向的车辆的情况下，地面导向系统8或单独的地面收集系统27会被地面永久保护设备28覆盖，该保护设备可以由犁状件或其它设备例如车辆导向系统打开，并在收集犁状件通过以后由该犁状件或其它设备关闭。但是，在既不打开又不下沉的情况下，形成密封覆盖件的该地面永久保护设备28应当坚硬到足以将任何车辆重量支撑在例如辙叉高度。

该地面保护系统28例如可以做成两个直线型护板或叶片状，其中部被盖住或是不被盖住。最好在犁状件前部的作用下能够打开这些护板或这些叶片，并通过降下止动块利用弹性恢复力止动地将其关闭。

这种地面永久保护设备28还相对于朝电接头流动的水保持密封。

在被导向或没被导向但不是用中心单轨导向的胎式车辆的任何车辆的情况下，例如铁路车辆，利用单轨的地面导向系统是不存在的。在这种情况下，是地面收集设备或埋入地下的收集系统包括永久保护设备28。

当实施方式包括象上述实施方式的地面导向系统8时，是该地面导向系统8受到地面永久保护设备28的覆盖。

最好考虑能够在型材支撑件的上表面上带有电隔离罩，该电隔离罩敞向犁状件的通道。

本发明的电能收集安全系统的功能很容易从上面的描述中体现出来。

在没有车辆的情况下，弹性恢复型材强迫两个工件夹具23和24彼此间相互靠拢，直至停止侧面的两个相对的力，因而不让低压极化元件19和20进入。如果有车辆，则地面永久保护设备28处在关闭位置，因而确保辅助安全水平。

当车辆通过时，收集犁状件10或在其前面的其它设备自动打开地面永久保护设备28，随着车辆的前进，它使两个工件夹具23和24局部分开，以便能够保证与极化元件19和20连续电接触。由于弹性恢复型材25和26产生的相互靠拢的力，所以犁状件10的导电部分在沿这些线性极化元件滑动时一直保持电接触。

在车辆通过以后，地面永久保护设备28被关闭，弹性恢复型材25和26又推动工件夹具23和24，直至堵塞沟槽21内的空间。

在车辆正常运行阶段，设置本发明的地面电能收集系统是为了将收集犁状件10插在路线起始位置，并且只在路线结束的位置才出来。但是，本发明系统很软，并且有足够的间隙能在整个路线上一面升高犁状件，一面取出收集犁状件，例如在车辆安全装置出故障或断开的情况下。

上述设备的形状可以变化，但不超出本发明的范围。

例如，可以用开口朝上的沟槽21支撑收集系统9，但该沟槽也可以永久地或利用可拆卸的封闭件基本全部关闭，但不包括沿用于使收集犁状件10通过的中心槽，这正如这些附图所示。

如果将本发明的收集系统用在自动导向车辆上，并利用导向中心轨道用在城市运输车的轮胎上，则下面的收集系统9的型材支撑21最好被埋到导向中心轨道的下面，收集犁状件10最好由车辆导向系统支撑。

本发明的地面能量收集装置可以与地面导向器连接，而且也可与通过单轨导向的系统连接，从而给别的导向车辆供电。

本发明的地面能量收集装置与地面导向器连接，图1和2所示的地面导向器的实施模式在于型材导向件由两个相同的而且对称的半导向轨29和30形成，这两个半导向轨并排设置，它们彼此间在横向上留有足够的间隔，以便为使收集犁状件10的通过留出自由平坦区域，没有与两个导向轨29和30中的任何一个电接触的危险。

两个半导向轨29和30是相同的，只要描述其中的一个就行了。根据所述的变型，每个半导向轨29或30是总横截面为U型的型材，它包括轨道的一个向上的上升叶片31，它终止于轨道构造32，并有一个底33和一个向上的纵向回转，该回转形成的侧壁34终止于回到里面的上缘35。轨道的上升叶片31包括一个厚实的腹板36和一个从剖面看成为钩形的头部37，处在厚实腹板36和相应侧壁34之间的空间被一个管状中空体的柔性充填接头38占据，接头被嵌入到这些侧壁和回到下面的上缘35之间。

例如通过螺栓固定方法将导向轨固定到各个横梁6上。

更确切地说，轨道构造32的外侧包括一个由运行轨39形成的线性突起，车辆导向系统42的两个导向轮40和41(图1，3和4)中的一个在该突起的支撑面上运行，该运行轨向下的边是倾斜的斜面43，另一边是水平的平窄面44。构造的内侧是特殊的。它包括一个水平止动平窄面45，紧跟其后的垂直窄面，垂直窄面上有接收中心槽46。该构造构成轨内密封线性复合接头47的接收表面，在该变型中构成地面永久保护设备28。该复合接头47分成两个既相同又对称的水平接头48和49，如图1所示，在收集犁状件10通过时可以将这两个接头稍稍抬起。在静止平躺时这两个接头48和49边靠边地固定不动，并且如图2所示支撑在相应半导向轨29或30的头部37的水平止动平窄面45上。每一个接头48或49在相对边的附近有管状中空区，从而使其有一定的软度进行变形。相对的边有纵向舌片50和上唇51，这如图1和2所示。纵向舌片50会占据相应半导向轨29或30的中心接收槽46，上唇51支撑在相应半导向轨29或30的上水平窄面44上。这种与接头48或49弹性组合的各形状的结合构成与铰接相同的作用，这样如图1所示，通过利用各个接头在犁状件10附近的舌片50和纵向唇51的变形，就可以使每一个接头48或49局部升起，并利用弹性恢复力在犁状件10后面关闭。