CN110091887B - 一种胶轮电车转向架及胶轮电车*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶轮电车转向架及胶轮电车***，涉及胶轮电车技术领域，转向架包括滑块、滑块连接组件、丝杠模组、驱动电机及转向组件，转向组件包括支撑板、转向臂及车轮连杆，支撑板的一端通过滑块连接组件与滑块转动连接，支撑板的另一端与电车底部转动连接，转向臂设置在支撑板的两端之间且与支撑板转动连接，其两端分别与两侧的车轮连杆一端铰接，车轮连杆另一端分别与电车底部转动连接，滑块安装在丝杠模组上，丝杠模组与电车底部固定连接。本发明通过丝杠模组驱动转向组件实现转向，通过获取磁轨信号实现导航，无需在路面铺设钢轨，避免了胶轮电车与钢轨相互作用造成的损伤，有效延长了***使用寿命及降低了维护成本。

Description

一种胶轮电车转向架及胶轮电车***

技术领域

本发明涉及胶轮电车技术领域，尤其是涉及一种胶轮电车转向架及胶轮电车***。

背景技术

城市公共交通是交通运输服务业的重要组成部分，“十二五”期间，国家已确立了“公交优先”的战略。现代城市公共交通***主要构成为地铁、有轨电车、传统公交车等。但目前各公共交通方式仍存在着的运输力、基础设施建设成本、运营成本及线路调配之间的矛盾。如：地铁虽然运输力强大，但其成本巨大，使得其在中小城市不能广泛应用；有轨电车需要专门的电力***和轨道配合设计，无论是设计建设成本或者维护成本相对较大且易受制于运行环境；传统公交车受制于其运输能力限制无法满足城市早晚运输高峰阶段需求。胶轮电车属于中等运能的新型交通工具，具有比地铁投资小、工期短，比高架轻轨成本低、污染小的优点。但是目前的胶轮电车多采用单轨导向的方式，即胶轮电车通过导向机构的导向轮与钢轨卡接，从而将导向力传递给两侧的行走轮，胶轮电车依然需要依赖于钢轨实现导向，导向机构和钢轨长期作用必然会加速导向机构及钢轨的损伤，影响使用寿命，增加维护成本，而城市中修建大量钢轨无可避免的会对公共交通造成影响和带来不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种胶轮电车转向架及胶轮电车***。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胶轮电车转向架，包括滑块、滑块连接组件、丝杠模组、驱动电机及转向组件，所述转向组件包括支撑板、转向臂及车轮连杆，所述支撑板的一端通过所述滑块连接组件与所述滑块转动连接，支撑板的另一端与电车底部转动连接，所述转向臂设置在支撑板的两端之间，且与支撑板转动连接，转向臂的两端分别与两侧的所述车轮连杆的一端铰接，两侧的车轮连杆另一端分别与电车底部转动连接，所述滑块安装在所述丝杠模组上，所述驱动电机用于驱动丝杠模组，丝杠模组与电车底部固定连接。

进一步的，所述滑块连接组件包括滑块连杆、连接块及伸缩套筒，所述滑块连杆的一端与所述连接块的一端固定连接，连接块的另一端与所述支撑板的一端转动连接，滑块连杆通过其另一端上下活动插接于所述伸缩套筒内。

进一步的，所述丝杠模组包括模组支架及移动组件，所述移动组件及驱动电机固定安装在所述模组支架上，模组支架与电车底部固定连接，所述移动组件还包括丝杠螺母副、直线导轨、滑台及移动块，所述丝杠螺母副包括滚珠丝杠及螺旋套装在滚珠丝杠上的丝杠螺母，所述直线导轨分别设置在滚珠丝杠的两侧，所述移动块设置在直线导轨上且与直线导轨滑动连接，所述滑台与所述丝杠螺母及移动块分别固定连接，所述滑块固定安装在滑台上。

进一步的，所述转向臂的长边与所述丝杠模组的长边平行设置。

进一步的，所述车轮连杆包括第一连杆、第二连杆及第三连杆，所述第一连杆的一端与所述转向臂的一端铰接，其另一端与所述第二连杆的一端固定连接，第二连杆的另一端与电车底部转动连接，且第二连杆分别与第一连杆及车架垂直，所述第三连杆的一端与第二连杆固定连接且第三连杆与第二连杆垂直设置。

具体的，一种胶轮电车***，包括车体，所述车体底部设置有车架、底座及胶轮电车转向架，所述转向组件与所述车架连接，所述丝杠模组及驱动电机与所述底座连接，所述***还包括磁轨、磁轨信号采集单元、驱动单元、安全防护单元、报警单元、通信单元及中央控制单元，所述磁轨铺设在地下，所述磁轨信号采集单元安装在车体底部，磁轨信号采集单元包括多个磁传感器，多个所述磁传感器在车体底部呈十字型设置，多个所述磁传感器、安全防护单元、驱动单元、报警单元及通信单元分别与所述中央控制单元电连接，驱动单元与驱动电机连接。

进一步的，所述安全防护单元包括激光测距传感器、红外传感器及超声波传感器中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的转向架通过丝杠模组驱动转向组件实现胶轮电车转向，无需在车体设置导向轮及在路面铺设钢轨，通过在地下铺设磁轨引导胶轮电车行驶，避免了传统钢轨对道路的占用，胶轮电车无需与钢轨直接作用，从而避免了胶轮电车与钢轨相互作用造成的损伤，有效延长了胶轮电车及磁轨的使用寿命，有效降低了后期维护成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例提供的一种胶轮电车转向架结构示意图；

图2为本发明较佳实施例提供的一种胶轮电车转向架转向状态时的结构示意图；

图3为本发明较佳实施例提供的丝杠模组结构示意图；

图4为本发明较佳实施例提供的一种胶轮电车转向架原理图；

图5为本发明较佳实施例提供的一种胶轮电车车体结构示意图；

图6为本发明较佳实施例提供的一种胶轮电车车体另一视角的结构示意图；

图7 为本发明较佳实施例提供的一种胶轮电车***结构示意图。

附图标记说明：1-滑块，2-丝杠模组，201-模组支架，202-滚珠丝杠，203-直线导轨，204-丝杠螺母，205-移动块，206-滑台，3-驱动电机，401-支撑板，402-转向臂，403-车轮连杆，501-伸缩套筒，502-滑块连杆，503-连接块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1及图2所示，一种胶轮电车转向架，包括滑块1、滑块连接组件、丝杠模组2、驱动电机3及转向组件，转向组件包括支撑板401、转向臂402及车轮连杆403，支撑板401的一端通过滑块连接组件与滑块1转动连接，支撑板401的另一端与电车底部转动连接，转向臂402设置在支撑板401的两端之间，且与支撑板401转动连接，转向臂402的两端分别与两侧的车轮连杆403的一端铰接，两侧的车轮连杆403另一端分别与电车底部转动连接，转向臂402的长边与丝杠模组2的长边平行设置，滑块1安装在丝杠模组2上，驱动电机3用于驱动丝杠模组2，丝杠模组2与电车底部固定连接。

进一步的，滑块连接组件包括滑块连杆502、连接块503及伸缩套筒501，滑块连杆502的一端与连接块503的一端固定连接，连接块503的另一端与支撑板401的一端转动连接，滑块连杆502通过其另一端上下活动插接于伸缩套筒501内。

如图3所示，丝杠模组2包括模组支架201及移动组件，移动组件及驱动电机3固定安装在模组支架201上，模组支架201与电车底部固定连接，移动组件还包括丝杠螺母副、直线导轨203、滑台206及移动块205，丝杠螺母副包括滚珠丝杠202及螺旋套装在滚珠丝杠202上的丝杠螺母204，直线导轨203分别设置在滚珠丝杠202的两侧，移动块205设置在直线导轨203上且与直线导轨203滑动连接，滑台206与丝杠螺母204及移动块205分别固定连接，滑块1固定安装在滑台206上，滑台206在移动块205的支撑下稳定性更高。

进一步的，车轮连杆403包括第一连杆、第二连杆及第三连杆，第一连杆的一端与转向臂402的一端铰接，其另一端与第二连杆的一端固定连接，第二连杆的另一端与电车底部转动连接，且第二连杆分别与第一连杆及车架垂直，第三连杆的一端与第二连杆固定连接且第三连杆与第二连杆垂直设置，第三连杆的另一端与胶轮电车的车轮连接。

如图4所示，胶轮电车转向时，驱动电机3带动丝杠模组2的滚珠丝杠202转动，从而带动丝杠螺母204在滚珠丝杠202上做直线运动，从而通过滑台206带动滑块1沿滚珠丝杠202做直线移动，从而带动支撑板401绕着与车架的旋转轴旋转，支撑板401与丝杆模组2之间的距离差通过伸缩套筒501及滑块连杆502的运动进行弥补，当滑块1由丝杠模组2的中间点向丝杠模组2的一端移动时，滑块连杆502在伸缩套筒501内由靠近滑块1的一侧向原理滑块1的一侧运动，直至滑块1运动到丝杠模组2的端点或滑块连杆502由于伸缩套筒501的作用无法继续远离滑块1时，达到转向的最大角度，从而实现将直线运动转换为圆周运动。两侧的车轮连杆403、转向臂402、支撑板401及车体的车架构成一个平行四边形的四连杆机构，因此支撑板401所旋转的角度就是车轮的旋转角度，当滑块连杆502伸长到最长距离Y时，有最大的旋转角度θ，滑块1达到最长的移动距离X。

如图5、图6及图7所示，一种胶轮电车***，包括车体，车体底部设置有车架、底座及胶轮电车转向架，转向组件与车架连接，丝杠模组2及驱动电机3固定安装在底座上，***还包括磁轨、磁轨信号采集单元、安全防护单元、驱动单元、报警单元、通信单元及中央控制单元，通信单元为4G/5G无线通信模块，报警单元为声光报警器，中央控制单元为MCU，安全防护单元包括激光测距传感器、红外传感器及超声波传感器中的一种或几种，本实施例中，在胶轮电车车头设置多个超声波传感器进行障碍物监测。磁轨沿胶轮电车规划运行方向铺设在地下，避免了传统钢轨对城市道路的破坏及占用，节约了公共交通资源，提高了道路的利用率，磁轨信号采集单元安装在车体底部，磁轨信号采集单元包括多个磁传感器，多个磁传感器在车体底部呈十字型设置。多个磁传感器、超声波传感器、声光报警器、驱动单元及通信单元分别与中央控制单元连接，中央控制单元通过驱动单元与驱动电机3连接，实现对驱动电机3的驱动，多个磁传感器及超声波传感器分别通过RS485总线与中央控制单元连接，中央控制单元通过通信单元与地面控制中心通信连接。

胶轮电车行驶时，设置在车体底部的十字排列的多个磁传感器实时在胶轮电车底部的纵向和横向上采集地面下磁轨的磁感应信号，当纵向上的磁传感器采集到的磁感应信号强度最大时，表明胶轮电车行驶在磁轨的上方，且没有偏离航线，当胶轮电车偏离航线时，纵向上的磁传感器采集到的磁感应信号比较弱，横向上的磁传感器采集到磁感应信号最强的点的正下方即为磁轨方向，中央控制单元根据信号最强点的横向磁传感器的位置判断车体偏离磁轨的方向及距离，并及时通过驱动模块驱动驱动电机3控制丝杠模组2做相应的运动，从而通过转向组件带动车轮转向，使得车体向轨道方向进行靠拢，修正车体进入磁轨的正确方向。电车行驶过程中，多个超声波传感器实时对车体行驶方向进行障碍物监测，当中央控制单元判断超声波传感器监测到车体行驶方向前方有障碍物且距离车体的距离达到预设阈值时，中央控制单元控制声光报警器进行报警提示，同时通过通信单元向地面控制中心发送告警信号。

Claims (7)

1.一种胶轮电车转向架，其特征在于，包括滑块、滑块连接组件、丝杠模组、驱动电机及转向组件，所述转向组件包括支撑板、转向臂及车轮连杆，所述支撑板的一端通过所述滑块连接组件与所述滑块转动连接，支撑板的另一端与电车底部转动连接，所述转向臂设置在支撑板的两端之间，且与支撑板转动连接，转向臂的两端分别与两侧的所述车轮连杆的一端铰接，两侧的车轮连杆另一端分别与电车底部转动连接，所述滑块安装在所述丝杠模组上，所述驱动电机用于驱动丝杠模组，丝杠模组与电车底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种胶轮电车转向架，其特征在于，所述滑块连接组件包括滑块连杆、连接块及伸缩套筒，所述滑块连杆的一端与所述连接块的一端固定连接，连接块的另一端与所述支撑板的一端转动连接，滑块连杆通过其另一端上下活动插接于所述伸缩套筒内。

3.根据权利要求1所述的一种胶轮电车转向架，其特征在于，所述丝杠模组包括模组支架及移动组件，所述移动组件及驱动电机固定安装在所述模组支架上，模组支架与电车底部固定连接，所述移动组件还包括丝杠螺母副、直线导轨、滑台及移动块，所述丝杠螺母副包括滚珠丝杠及螺旋套装在滚珠丝杠上的丝杠螺母，所述直线导轨分别设置在滚珠丝杠的两侧，所述移动块设置在直线导轨上且与直线导轨滑动连接，所述滑台与所述丝杠螺母及移动块分别固定连接，所述滑块固定安装在滑台上。

4.根据权利要求1所述的一种胶轮电车转向架，其特征在于，所述转向臂的长边与所述丝杠模组的长边平行设置。

5.根据权利要求1所述的一种胶轮电车转向架，其特征在于，所述车轮连杆包括第一连杆、第二连杆及第三连杆，所述第一连杆的一端与所述转向臂的一端铰接，其另一端与所述第二连杆的一端固定连接，第二连杆的另一端与电车底部转动连接，且第二连杆分别与第一连杆及车架垂直，所述第三连杆的一端与第二连杆固定连接且第三连杆与第二连杆垂直设置。

6.一种胶轮电车***，包括车体，所述车体底部设置有车架及底座，其特征在于，还包括如权利要求1～5任一所述的胶轮电车转向架，所述转向组件与所述车架连接，所述丝杠模组及驱动电机与所述底座连接，所述***还包括磁轨、磁轨信号采集单元、驱动单元、安全防护单元、报警单元、通信单元及中央控制单元，所述磁轨铺设在地下，所述磁轨信号采集单元安装在车体底部，磁轨信号采集单元包括多个磁传感器，多个所述磁传感器在车体底部呈十字型设置，多个所述磁传感器、安全防护单元、驱动单元、报警单元及通信单元分别与所述中央控制单元电连接，所述驱动单元与所述驱动电机连接。

7.根据权利要求6所述的一种胶轮电车***，其特征在于，所述安全防护单元包括激光测距传感器、红外传感器及超声波传感器中的一种或几种。