一种城市球面轨道交通网络电动公交车及数控运行系统

摘要

本发明公开了一种城市球面轨道交通网络电动公交车及数控运行系统，属于城市规划、轨道交通技术领域。本发明的电动公交车，包括车厢、左车头、右车头、牵引轮、球面轨道和大梁，大梁设置于左、右牵引轮之间，球面轨道包括上轨道、第一滚球和下轨道，上轨道设置于大梁的底部，下轨道铺设于地面或高架桥桥面，第一滚球置于上轨道和下轨道之间。本发明由转向平台和下轨道组成电动公交车的运行交通网，转向平台设置于下轨道的交叉处；其中，通过转向平台的旋转能够实现下轨道与第一平台轨道或第二平台轨道的对接。本发明具备节能环保、零排放，没有噪音、载运量大的优点，使用本发明提供的技术方案能够分解人和车的流量，大大缓解交通拥堵的压力。

说明书

技术领域

本发明涉及城市规划、轨道交通技术领域，更具体地说，涉及一种城市球面轨道交通网络电动公交车及数控运行系统。

背景技术

交通作为国民经济和社会发展的基础性产业，“十三五”开局以来，我国的交通运输系统在网络规模、运输结构以及服务水平等方面都取得了很大成就，为经济保持平稳较快发展发挥了重要作用。但我国现有的运输系统仍不能满足城市化的发展需要，尤其在首都等大城市的道路上经常发生拥堵现象，随着城市化发展，此类拥堵问题已经成为世界性难题，仅通过交通管制等方法和增加交通基础设施建设的方法已不能更好的改善交通环境，特别在繁忙的道路上公交车站处，常常因汽车进出车站上下车乘客，致使车站附近道路拥塞。北京市市长在刚刚落幕的全国两会上也提出，其目前最烦心的事就是北京的交通拥堵问题。

现代城市交通主要有地面交通和轨道交通两种基本模式；地面交通的主要参与者是机动车；随着经济的发展，机动车数量猛增，而新修道路却总跟不上汽车保有量的增速；于是地面交通的拥堵问题越来越突出，在这种情况下，发展轨道交通成了缓解地面交通拥堵唯一直接有效的途径。

传统意义上的城市轨道交通系统，是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。这个概念下的城市轨道交通系统，包括地铁、轻轨、通勤铁路以及磁悬浮铁路等多种类型。然而上述交通形式通常单一实现，不但严重浪费有限的土地资源，并且存在着诸多的安全隐患，诸如地铁由于要在地下运行，需要在地表下开挖隧道，这就需要大量投资，且建设周期长。而且，地铁运行之中的维护、防渗水、防洪、防毒气、防火、空气净化、照明，也需要一大笔开支。

轨道交通具有运量大，速度快，环保低碳的特点，大力发展轨道交通的建设具有重要意义。经检索，现有技术中也有相关方案公开：

如中国专利申请号：201210486487.X，申请日为2012年11月26日，发明创造名称为：用于旅客运输的改进型空中轨道交通系统；该申请案沿线设置有L型、Y型支撑臂支撑着下部的导轨梁，转向架小车在导轨中运行，乘客车厢位于轨道下方，在空中轨道梁箱体中轨道梁的上表面，设置有两条钢轨，转向架小车在轨道梁中的钢轨上来回运行。该申请案可以有 效的减小摩擦阻力，降低能耗。由于采用了钢制车轮的转向架小车在钢轨轨道上运行的方式，可以使转向架小车不必设有上下导向轮，减少维修量。但该申请案在乘客的运载量上有一定限制，实用性较差。

中国专利申请号201110154958.2，申请日为2011年6月10日，发明创造名称为：城市道路交通车辆集中输送系统，该申请案包括轨道电车和站台，所述站台分别设于车辆集中输送路段两端的两侧；所述轨道电车内设有机动车集中停放平台；所述站台设有用于机动车上下轨道电车时换向的倒车平台；所述倒车平台包括圆弧导轨和置于圆弧导轨上的转盘；所述机动车集中停放平台上表面、站台表面、倒车平台转盘上表面位于同一水平面。每个站台可设有2-6个倒车平台。轨道电车内机动车集中停放平台能集中停放10-30辆机动车。采用该申请案提供的系统，能在一定程度上避免道路拥堵，也减少道路交通事故的发生几率。但该申请案仅在轨道电车在站台处的中转方面做了改进，并没有实质性解决上下班高峰期的乘客输送问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明为根治城市地面交通拥堵的痼疾，改善交通条件，合理规划和使用道路资源，挖掘道路的增容潜力，提供了一种城市球面轨道交通网络电动公交车及数控运行系统；本发明提供的球面轨道电动公交具备节能环保、零排放，没有噪音、载运量大的优点，使用本发明提供的技术方案能够分解人和车的流量，大大缓解交通拥堵的压力。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车，包括车厢、左车头、右车头、牵引轮、球面轨道和大梁，所述的大梁设置于左、右牵引轮之间，所述的球面轨道包括上轨道、第一滚球和下轨道，上轨道设置于大梁的底部，下轨道铺设于地面或高架桥桥面，第一滚球置于上轨道和下轨道之间。

更进一步地，所述大梁的两端通过履带与牵引轮相连。

更进一步地，所述电动公交车在大梁的底部设置刹车制动器，该刹车制动器沿大梁的长度方向至少设置4个；所述刹车制动器包括液压缸和第一球头，第一球头与液压缸的活塞相连，且第一球头在下轨道内移动。

更进一步地，所述的牵引轮受第一驱动电机控制。

更进一步地，所述的电动公交车在竖直方向上设置多层箱体，并通过电气升降平台输送乘客至上层箱体。

更进一步地，所述的电气升降平台包括第一立柱、第二立柱、外套筒、第二滚球、筋板、承载平台和钢丝绳，该电气升降平台由钢丝绳牵引，第一立柱、第二立柱并排设置，在第一立柱、第二立柱的外部套设外套筒，所述的第二滚球设置于第一立柱与外套筒、第二立柱与外套筒之间；所述的承载平台与外套筒相连，且在承载平台与外套筒之间连接有筋板。

本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车数控运行系统，包括转向平台和下轨道，所述的转向平台和下轨道组成电动公交车的运行交通网，转向平台设置于下轨道的交叉处；其中，转向平台上表面铺设有相互垂直的第一平台轨道和第二平台轨道，通过转向平台的旋转能够实现下轨道与第一平台轨道或第二平台轨道的对接。

更进一步地，所述的转向平台设置于地面或高架桥桥面以下，该转向平台还包括支撑架、回转支承、圆盘转台、第二驱动电机和旋转制动件；所述的支撑架支撑回转支承，回转支承受第二驱动电机驱动，回转支承带动上部圆盘转台旋转；所述的旋转制动件用于制动回转支承。

更进一步地，所述的旋转制动件作用于回转支承上轨道，该旋转制动件以圆形排列，等间隔设置有4～12个。

更进一步地，所述的旋转制动件包括制动油缸、第二球头、制动片，第二球头通过活塞与制动油缸相连，第二球头外部套装制动片，制动片与回转支承上轨道的内圆弧面相贴合。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车，其在公交车底部设置球面轨道，利用球面轨道实现公交车的有轨运输，使用球面轨道一方面其承载能力较高，能够满足大吨位的承载要求，另一方面可通过滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力和提高机械动力的传递效率，减小了牵引上轨道移动所需消耗的能源；且利用球面轨道也不会有任何噪音，更不会产生由大轮胎带起的PM2.5；

(2)本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车，由伺服电机驱动牵引轮动作，提供电动公交车的原始动力，尾气零排放，节能环保；

(3)本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车，在竖直方向上设置多层箱体时，通过电气升降平台输送乘客至上层箱体，多层箱体的设置能够保证电动公交车的大载客量，缓解上、下班等高峰期的乘客滞留问题；电气升降平台的设计一方面节省了车厢内部空间，另一方面也方便了乘客，尤其是老年人和残疾人的上下通行；

(4)本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车数控运行系统，通过转向平台和下轨道组成电动公交车的运行交通网，电动公交车可以在转向平台上实现灵活、快速转向，电 动公交车的运行路线不再像传统有轨电车那样受到很大限制，机动灵活性大大提高，减少了乘客的换乘次数，节省了乘客的出行时间。

附图说明

图1为本发明的一种城市球面轨道交通网络电动公交车的结构示意图；

图2为本发明中双层车厢电动公交车的结构示意图；

图3为本发明中电气升降平台的结构示意图；

图4为本发明中球面轨道电动公交车的俯视结构示意图；

图5为本发明中电动公交车输送至转向平台的结构示意图；

图6为本发明中转向平台的制动原理示意图；

图7为本发明中电动公交车数控运行系统的运行原理示意图。

示意图中的标号说明：

11、车厢；111、上箱体；112、下箱体；12、左车头；13、右车头；21、牵引轮；22、履带；23、大梁；24、第一驱动电机；31、上轨道；32、第一滚球；33、下轨道；41、液压缸；42、第一球头；5、电气升降平台；51、第一立柱；52、第二立柱；53、外套筒；54、第二滚球；55、筋板；56、承载平台；57、钢丝绳；6、转向平台；61、支撑架；621、回转支承上轨道；622、回转支承下轨道；63、圆盘转台；641、第二驱动电机；642、齿轮；651、制动油缸；652、活塞；653、第二球头；654、制动片；661、第一平台轨道；662、第二平台轨道。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

参看图1，本实施例的一种城市球面轨道交通网络电动公交车，包括车厢11、左车头12、右车头13、牵引轮21、球面轨道和大梁23，所述的大梁23设置于左、右牵引轮21之间，大梁23的两端通过履带22与牵引轮21相连。所述的牵引轮21受第一驱动电机24控制，第一驱动电机24为伺服电机，本实施例由伺服电机驱动牵引轮21动作，提供电动公交车的原始动力，尾气零排放，节能环保。所述的球面轨道包括上轨道31、第一滚球32和下轨道33，上轨道31设置于大梁23的底部，下轨道33铺设于地面或高架桥桥面，第一滚球32置于上轨道31和下轨道33之间。大梁23主要起配重的作用，调平牵引轮21与第一滚球32之间的高低差，让第一滚球32在上轨道31和下轨道33之间平稳滚动，而不产生波动。

值得说明的是，本实施例的电动公交车可以运行于城市路面，相当于城市有轨电车，但鉴于现在城市路况已相当拥堵，让电动公交车在城市街道运行，等于是在跟城市中已有公交 车、私家车争资源，并不能很好的缓解城市交通拥堵的状况。所以，本实施例的电动公交车最好是运行于城市上空的高架桥上，即将下轨道33铺设于高架桥桥面，给路面车辆让路，再建一条绿色通道。

所述电动公交车在大梁23的底部设置刹车制动器，该刹车制动器沿大梁23的长度方向设置4个，具体为1组滚球的两侧设置2个刹车制动器，如此，电动公交车底盘大梁下端设置2排4列8台刹车制动器，制动系数高，行驶安全。本实施例的刹车制动器包括液压缸41和第一球头42，第一球头42采用耐磨且摩擦系数大的材料制成，第一球头42与液压缸41的活塞相连，且第一球头42在下轨道33内移动。需刹车制动时，液压缸41动作，活塞下移，第一球头42与下轨道33的圆弧面紧紧贴合，并摩擦下轨道33的圆弧面，使得电动公交车停止运行。

本实施例的电动公交车在底部设置球面轨道，球面轨道的设计灵感来源于滚珠轴承，其结构和工作原理也与滚珠轴承类似，所不同的是，所述球面轨道的上轨道31和下轨道33均为直线轨道。利用球面轨道实现公交车的有轨运输，一方面其承载能力较高，能够满足大吨位的承载要求，另一方面可通过滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力和提高机械动力的传递效率，减小了牵引上轨道31移动所需消耗的能源；且利用球面轨道也不会有任何噪音，更不会产生由大轮胎带起的PM2.5。

实施例2

结合图2，本实施例的一种城市球面轨道交通网络电动公交车，基本同实施例1，其改进之处在于：本实施例的电动公交车在竖直方向上设置两层箱体，即包括上箱体111和下箱体112，并通过电气升降平台5输送乘客至上箱体111。多层箱体与两层箱体的设计原理类似，在此不再赘述。

参看图3和图4，所述的电气升降平台5包括第一立柱51、第二立柱52、外套筒53、第二滚球54、筋板55、承载平台56和钢丝绳57，该电气升降平台5由钢丝绳57牵引，第一立柱51、第二立柱52并排设置，在第一立柱51、第二立柱52的外部套设外套筒53，所述的第二滚球54设置于第一立柱51与外套筒53、第二立柱52与外套筒53之间；所述的承载平台56与外套筒53相连，且在承载平台56与外套筒53之间连接有筋板55。本实施例同样利用了滚动方式来降低动力传递过程中的摩擦力，提高了电气升降平台5机械动力的传递效率，降低了电气升降平台5移动所需能耗。

本实施例双层箱体的设置能够保证电动公交车的大载客量，缓解上、下班等高峰期的乘客滞留问题。电气升降平台5的设计一方面节省了车厢内部空间，另一方面也方便了乘客，尤其是老年人和残疾人的上下通行。

实施例3

结合图5和图6，本实施例的一种城市球面轨道交通网络电动公交车数控运行系统，包括转向平台6和下轨道33，所述的转向平台6和下轨道33组成供实施例1和实施例2所述电动公交车通行的运行交通网，所述的转向平台6设置于下轨道33的交叉处。具体如图6所示，转向平台6设置于方形交通网的4个拐角处，下轨道33铺设于转向平台6的外周。其中，转向平台6上表面铺设有相互垂直的第一平台轨道661和第二平台轨道662，通过转向平台6的旋转能够实现下轨道33与第一平台轨道661或第二平台轨道662的对接。

所述的转向平台6可以设置于地面或高架桥桥面以下，具体到本实施例转向平台6设置于高架桥桥面下。该转向平台6还包括支撑架61、回转支承、圆盘转台63、第二驱动电机641和旋转制动件，所述的支撑架61支撑回转支承，回转支承包括回转支承上轨道621和回转支承下轨道622。回转支承受第二驱动电机641驱动，具体为第二驱动电机641与齿轮642相连，齿轮642与回转支承上轨道621啮合传动。回转支承上部设置圆盘转台63，圆盘转台63由回转支承带动旋转。

所述的旋转制动件用于制动回转支承，该旋转制动件包括制动油缸651、第二球头653、制动片654，第二球头653通过活塞652与制动油缸651相连，第二球头653外部套装制动片654，制动片654也采用耐磨且摩擦系数大的材料制成。鉴于转向平台6需实现电动公交车的整体旋转，所以其扭矩、惯性势必非常大，为了保证转向平台6旋转的保险系数，本实施例将旋转制动件作用于回转支承上轨道621，且设置旋转制动件以圆形排列，等间隔设置12个；同时，本实施例设置制动片654与回转支承上轨道621相接触的一面为较大面积弧面，以保证制动片654与回转支承上轨道621的内圆弧面密切贴合，获得更好的制动效果。

本实施例通过转向平台6和下轨道33组成电动公交车的运行交通网，电动公交车可以在转向平台6上实现灵活、快速转向，电动公交车的运行路线不再像传统有轨电车那样受到很大限制，机动灵活性大大提高，减少了乘客的换乘次数，节省了乘客的出行时间。

实施例4

本实施例的一种城市球面轨道交通网络电动公交车数控运行系统，基本同实施例3，其不同之处在于：本实施例的旋转制动件以圆形排列，等间隔设置8个。

实施例5

本实施例的一种城市球面轨道交通网络电动公交车数控运行系统，基本同实施例3，其不同之处在于：本实施例的旋转制动件以圆形排列，等间隔设置4个。

实施例1～5所述的一种城市球面轨道交通网络电动公交车及数控运行系统，具备节能环保、零排放，没有噪音、载运量大的优点；通过这一项目的筹建，不仅能够缓解交通拥堵的 压力，且能够拉动钢铁、水泥、建筑、勘察，电器，机电，制造，装备等多行业的发展，减轻国家经济下行的压力，推动国家经济的发展，扩大就业，减少国企下岗职工数及国家财政支付；响应了国家“大众创业，万众创新”的号召，能够优化国企改革、增强盈利能力。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。