一种山地轻轨用跨坐式单轨转向架的制作方法

1.本发明涉及交通设施技术领域，尤其涉及一种山地轻轨用跨坐式单轨转向架。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，对旅游的需求也呈现出多样性和差异性。与之前游客趋之若鹜去一些传统意义上的著名风景区不同，越来越多的游客开始钟情于相对偏僻的、静谧的，但自然风光秀丽的旅游项目——山地轻轨项目。山地轻轨项目的突出优点是：
①
将休闲旅游与轨道交通相结合，是轨道交通在旅游业中的延伸，实现了旅游的便捷性，给游客带来实实在在的好处；
②
可全线高架，从而尽可能少地占用土地，实现了对景区生态环境的最大保护。该类项目对车辆的各个方面如轻量化、易维修性、安全性和舒适性等要求极为严格。
3.现有技术所采用的跨坐式单轨转向架结构大体相似，其典型结构如附图1所示。该转向架的主要组成部分为转向架构架1a、走行轮2a、牵引杆3a、车体连接座4a、连杆5a、扭臂6a、垂向减震器7a、减震弹簧8、驱动电机9a、横向减震器10a、轨道梁11a、基础制动装置12a、导向轮13a、稳定轮14a。车辆的走行轮2a作用在轨道梁11a顶面上，当走行轮2a滚动时受到轨道梁顶面11a施加的摩擦力，从而驱动车辆向前或向后运行。导向轮13a卡在轨道11a的上侧面两侧，当轻轨经过弯道时，导向轮13a受到上侧面的导向力，从而引导车辆沿着一定的曲线运行。稳定轮14a位于轨道的下侧面两侧，以防止车辆受到较大的横向力时发生倾覆。基础制动装置12a采用盘形制动。驱动电机9a安装在转向架构架1a上，驱动电机9a位于转向架构架1a侧梁之外。
4.现有技术中，当导向轮和稳定轮有了一定的磨损量后，导向轮和稳定轮分别与轨道上侧面和下侧面之间的间隙加大，造车车辆在运行过程中左右摆动，从而降低了车辆运行的安全性；严重的情况下，尤其在山地间运行时侧向风很大的情况下，车辆有倾覆的危险。现有技术小直径转弯能力低。轻轨车辆在山地中行驶时，会出现较多小直径弯道（5m）的情况，此时导向轮需要较大的横向变形量。现有技术中，导向轮只具有车轮的一级减震作用，进行这样的小直径转弯几乎是不可能的。现有技术中，当导向轮和稳定轮有了一定的磨损量后，与轨道上侧面和下侧面之间的间隙加大，造车车辆在运行过程中蛇形运动加大，降低了车辆运行的安全性和乘客的乘坐舒适性。现有技术横向受力性能差。当轨道不平顺时，只有一级减震作用的导向轮受到的横向力忽大忽小，造成车体横向晃动加大，甚至倾覆。现有技术刹车反应时间长。基础制动装置采用盘形制动从启动制动机构到制动机构响应时间长。
5.目前，在大坡度、小弯道、地形复杂的轻型轨道交通系统中，广泛地采用跨坐式单轨交通系统。跨坐式单轨交通系统因其能够有效利用空间、适应地形能力强、环境效益优越、运量适中、全线高架等独特的优点，在城市轨道交通、机场快线、观光旅游等项目中获得广泛的应用。跨坐式单轨车辆的转向架中一般包含中央悬挂装置、走行轮、稳定轮、导向轮、驱动装置、基础制动装置、高度调整装置、胎压监测装置、牵引电动机、受流器、接地装置、发
电机等。导向轮总成卡在轨道的侧面，当车辆在平直道上有轻微的横向偏移、尤其当车辆经过弯道时，导向轮受到轨道侧面的导向力，从而引导车辆沿着一定的曲线运行。稳定轮总成位于轨道的下侧面两侧，以防止车辆受到较大的横向力时发生倾覆。基础制动装置采用盘形制动。牵引电动机安装在构架上，牵引电动机位于构架侧梁之外。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种山地轻轨用跨坐式单轨转向架。
7.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：本发明由转向架构架、减震机构、牵引机构、制动机构、稳定机构、导向机构和驱动装置组成，所述牵引机构固定设置于所述转向架构架的中部上端，所述转向架的上端中部为镂空结构，所述减震机构为四个，四个所述减震机构分别设置于所述转向架构架的上端四角处，所述制动机构与所述驱动装置的转轴连接，所述驱动装置固定设置于所述转向架构架的上端中部的镂空结构处，所述稳定机构固定设置于所述转向架构架的两侧，所述导向机构为四个，四个所述导向机构分别设置于所述转向架构架的下端四个端部上。
8.进一步，所述减震机构由紧固件、悬挂弹簧、弹簧导杆、弹簧尼龙垫、弹簧导套和弹簧调整垫组成，所述紧固件连接在车体与所述弹簧导套之间，所述弹簧导套的上端面设置所述弹簧尼龙垫，所述弹簧导杆位于所述弹簧导套内并过盈配合连接，所述悬挂弹簧位于所述弹簧导杆与所述弹簧导套之间，所述悬挂弹簧的下端设置所述弹簧调整垫，所述弹簧导杆的下端与所述转向架构架的上端固定连接。
9.进一步，所述牵引机构由牵引座组件和牵引心盘组件组成，牵引座组件通过牵引座紧固件与转向架构架可拆卸连接，牵引心盘组件通过定位件与车体实现定位，并通过心盘紧固件与车体可拆卸连接。
10.进一步，所述制动机构由失电摩擦式电磁制动器、制动器支座组件和普通平键组成，失电摩擦式电磁制动器和制动器支座组件通过普通平键实现键连接，普通平键和驱动装置的空心驱动轴实现键连接，且失电摩擦式电磁制动器和制动器支座组件的内孔与空心驱动轴轴颈间隙配合，制动器支座组件上设有支座紧固件，支座紧固件与转向架构架可拆卸连接。采用可调节的稳定机构和导向机构均采用两级减震，使得轻轨车辆具有良好的减震性和安全性，并且在稳定轮或者导向轮磨损后可调节，进一步提高稳定性和安全性。采用失电摩擦式电磁制动器，从启动制动机构到制动机构响应时间缩短。
11.进一步，所述稳定机构与所述导向机构的结构相同，所述稳定机构的方向向上压在轨道侧边下端面，所述导向机构的方向向内侧压在轨道侧面上，包括固定螺栓、导向弹簧、轮胎、调整件、叉形支架、活动板，所述轮胎与所述叉形支架之间转动连接，所述叉形支架与外壳体之间活动连接，外壳体的另一端设置有调整件，所述调整件的内侧与所述活动板接触，所述导向弹簧位于所述叉形支架与所述活动板之间，所述壳体通过固定螺栓与转向架构架可拆卸连接。导向机构和稳定机构采用由轮胎和弹簧构成的两级减震机构，减小了车体横向晃动量，提高了轨道车辆运行平稳性。
12.进一步，所述驱动装置采用轮毂电机，所述轮毂电机通过在空心驱动轴设置引线来供电，还包括走行轮、带座外球面轴承、轴承固定件、套筒， 所述带座外球面轴承通过所
述轴承固定件与转向架构架可拆卸连接，所述空心驱动轴与所述带座外球面轴承转动连接，所述行走轮设置于轮毂电机外，所述轮毂电机与所述带座外球面轴承之间设置所述套筒。电动总成采用轮毂电机，实现轻量化，减小体积，并实现转向架的平衡布置。走行轮作用在轨道顶面上，当走行轮滚动时受到顶面施加的摩擦力，从而驱动车辆向前或向后运行。导向轮卡在轨道的上侧面两侧，当车辆经过弯道时，导向轮受到上侧面的导向力，从而引导车辆沿着一定的曲线运行。稳定轮4位于轨道的下侧面两侧，以防止车辆受到较大的横向力时发生倾覆。
13.本发明的有益效果在于：本发明是一种山地轻轨用跨坐式单轨转向架，与现有技术相比，本发明采用轮毂电机，实现轻量化，减小体积，并实现转向架的平衡布置。走行轮作用在轨道顶面上，当走行轮滚动时受到顶面施加的摩擦力，从而驱动车辆向前或向后运行。导向轮卡在轨道的内，当车辆经过弯道时，导向轮受到内侧面的导向力，从而引导车辆沿着一定的曲线运行。稳定轮位于轨道的下侧面两侧，以防止车辆受到较大的横向力时发生倾覆。导向机构采用两级减震，提高了车辆运行的平稳性。采用可调节的稳定机构和导向机构均采用两级减震，使得轻轨车辆具有良好的减震性和安全性，并且在稳定轮或者导向轮磨损后可调节，进一步提高稳定性和安全性。基础制动装置采用失电摩擦式电磁制动器，从启动制动机构到制动机构响应时间缩短。
附图说明
14.图1是现有技术跨坐式单轨的轨道和转向架结构图；图2是本发明的山地轻轨用跨坐式单轨转向架整体结构示意图；图3是转向架构架结构示意图；图4是减震机构结构示意图；图5是牵引机构结构示意图；图6是制动机构结构示意图；图7是稳定机构（导向机构）结构示意图；图8是稳定机构（导向机构）后视图；图9是驱动装置结构示意图；图10是本发明山地轻轨用跨坐式单轨转向架实施例轴测图；图11是本发明山地轻轨用跨坐式单轨转向架实施例前视图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步说明：如图2和图3所示：本发明由转向架构架10、减震机构20、牵引机构30、制动机构40、稳定机构50、导向机构60和驱动装置70组成，所述牵引机构固定设置于所述转向架构架的中部上端，所述转向架的上端中部为镂空结构，所述减震机构为四个，四个所述减震机构分别设置于所述转向架构架的上端四角处，所述制动机构与所述驱动装置的转轴连接，所述驱动装置固定设置于所述转向架构架的上端中部的镂空结构处，所述稳定机构固定设置于所述转向架构架的两侧，所述导向机构为四个，四个所述导向机构分别设置于所述转向架
构架的下端四个端部上。转向架构架10为钢板焊接结构，作为承载构件，并且在转向架上设有螺纹孔，起到安装、连接转向架其他机构的作用。
16.本发明安全性高，在该技术中，弹性轮可同时作为导向轮与稳定轮，当导向轮和稳定轮有了一定的磨损量后，导向轮和稳定轮分别与轨道内侧面和下侧面之间的间隙会有加大，但是由于设置了两级减震元件（轮胎53和导向弹簧52），且导向弹簧52在安装时事先已经调整至压缩状态，当间隙增大时弹簧受到的压力减小，会伸长，以弥补间隙，从而保证了轻轨车辆在运行过程中始终保持导向轮和稳定轮与轨道接触，不会发生震动和倾覆。
17.如图4所示：所述减震机构由紧固件21、悬挂弹簧22、弹簧导杆23、弹簧尼龙垫24、弹簧导套25和弹簧调整垫26组成，所述紧固件连接在车体与所述弹簧导套之间，所述弹簧导套的上端面设置所述弹簧尼龙垫，所述弹簧导杆位于所述弹簧导套内并过盈配合连接，所述悬挂弹簧位于所述弹簧导杆与所述弹簧导套之间，所述悬挂弹簧的下端设置所述弹簧调整垫，所述弹簧导杆的下端与所述转向架构架的上端固定连接。紧固件21的作用是将减震机构20与车体连接。悬挂弹簧22承受和传递垂直载荷，缓和及抑制冲击，起到垂向减震的作用。弹簧导杆23的导杆面和弹簧导套25的导套面与悬挂弹簧22的内圆过盈配合。弹簧导杆23的下端面与转向架构架10焊接连接。弹簧尼龙垫24和弹簧调整垫26均起到防松的作用。
18.如图5所示：所述牵引机构由牵引座组件31和牵引心盘组件32组成，牵引座组件31通过牵引座紧固件31a与转向架构架10可拆卸连接，牵引心盘组件32通过定位件32b与车体实现定位，并通过心盘紧固件32a与车体可拆卸连接。
19.如图6所示：所述制动机构由失电摩擦式电磁制动器41、制动器支座组件42和普通平键43组成，失电摩擦式电磁制动器41和制动器支座组件42通过普通平键43实现键连接，普通平键43和驱动装置70的空心驱动轴73实现键连接，且失电摩擦式电磁制动器41和制动器支座组件42的内孔与空心驱动轴73轴颈间隙配合，制动器支座组件42上设有支座紧固件42a，支座紧固件42a与转向架构架10可拆卸连接。失电摩擦式电磁制动器41由磁轭、励磁线圈、弹簧、制动盘、衔铁、花键套、安装镙钉等组成，空心驱动轴73与花键套与制动盘联结。失电摩擦式电磁制动器41的励磁线圈接通额定电压（dc）时，电磁力吸合衔铁，使衔铁与制动盘脱离，这时空心驱动轴73带着制动盘正常运转或启动，当断电时，失电摩擦式电磁制动器41也同时断电，此时弹簧施压于衔铁，迫使制动盘与衔铁及法兰盘之间产生摩擦力矩，使空心驱动轴73快速停转。
20.如图7和图8所示：所述稳定机构与所述导向机构的结构相同，所述稳定机构的方向向上，所述导向机构的方向向内侧， 包括固定螺栓51、导向弹簧52、轮胎53、调整件54、叉形支架55、活动板56，所述轮胎与所述叉形支架之间转动连接，所述叉形支架与外壳体之间活动连接，外壳体的另一端设置有调整件，所述调整件的内侧与所述活动板接触，所述导向弹簧位于所述叉形支架与所述活动板之间，所述壳体通过固定螺栓51与转向架构架10可拆卸连接。稳定机构50和导向机构60为二级减震机构，稳定机构50和导向机构60的轮胎53为第一级减震，导向弹簧52为第二级减震。调整件54和活动板56可以实现在启动前对导向弹簧52的预调整。叉形支架55可上下滑动，实现轻轨车辆转弯时的自调整。稳定机构50的轮胎53和导向机构60的轮胎53在运行时轴线垂直，提高轻轨车辆运行时的稳定性。
21.稳定机构50的轮胎53轴线和牵引机构70的走行轮71轴线平行上下夹紧轨道；稳定
机构50的轮胎53和导向机构60的轮胎53在运行时轴线垂直；进一步地，转向架中央悬挂使用心盘组件32和四个减震机构20的组合，综合以上三点，稳定性相较现有技术大为提升。
22.本发明有较高的小直径转弯能力。该山地轻轨车辆在小直径转弯过程中，当轮胎53在转弯时受到压力以后，通过叉形支架55传给弹簧52，由于活动板56在轻轨车辆运行时已经调整，位置不会发生变化，所以受到压力的导向弹簧会产生压缩，且压缩范围可以较大，最终实现小直径转弯。并且驱动装置中轮毂电机的使用也会使得轻轨车辆的转弯半径进一步减小，转弯能力提高。
23.本发明使得乘客舒适性高。在该技术中，第一，当稳定机构50和导向机构60的轮胎53有了一定的磨损量后，由于在轻轨运行前，已经通过调整调整件54，使得导向弹簧52处于压缩状态，当产生磨损导致间隙增大时，导向弹簧52受到的压力减小，导向弹簧52伸长，能自动补偿产生的间隙，减小了震动；第二，转向架中央悬挂使用心盘组件32和四个减震机构20的组合，车体震动更小。综合以上两点乘客乘坐的舒适性大为提高。
24.如图9所示：所述驱动装置采用轮毂电机，所述轮毂电机通过在空心驱动轴73设置引线来供电，还包括走行轮71、带座外球面轴承72、轴承固定件72a、套筒74， 所述带座外球面轴承72通过所述轴承固定件72a与转向架构架10可拆卸连接，所述空心驱动轴与所述带座外球面轴承72转动连接，所述行走轮设置于轮毂电机外，所述轮毂电机与所述带座外球面轴承72之间设置所述套筒74。
25.本发明利于拆卸维修。转向架构架与各构件用螺栓连接，当构件出现问题需要维修或者轻轨车辆定期检修阶段拆卸螺栓即可实现修理。当导向机构和稳定机构出现故障，更可实现不架车实现更换或维修。
26.本发明轻量化优势明显，体积减小。该轻轨转向架制动机构40使用smb010aa 失电制动器41，驱动装置的电动总成采用轮毂电机，其结构紧凑实现转向架体积的减小。
27.本发明制动反应快，易于实现远距离控制。该轻轨转向架制动机构40使用失电摩擦式电磁制动器41，从启动制动机构到制动机构响应时间短，操作简单，响应灵敏，使用可靠，易于实现远距离控制。
28.本发明经济性优势明显。该山地轻轨用跨坐式单轨转向架利于拆卸维修，减少维修和检修成本。且稳定机构50和导向机构60结构相同减少制造成本。因此经济性提升。
29.本发明传动效率高。由于驱动装置中轮毂电机的应用，大大提高了驱动效率。且本发明自身平衡性高。
30.如附图10和附图11所示，为种山地轻轨用跨坐式单轨转向架实施例，安装完成的转向架与轨道组件80的安装如图所示。
31.驱动装置70的走行轮与轨道组件80的上顶面接触，实现轻轨车辆的走行。稳定机构50的稳定轮与轨道组件80的上底面接触，稳定轻轨车辆，防止车辆倾覆。导向机构60的导向轮与轨道组件80的下侧面接触，实现轻轨车辆的导向。
32.轻轨车辆制动时，制动机构40的失电摩擦式电磁制动器41与衔铁及法兰盘之间产生摩擦力矩，使空心驱动轴73快速停转，最终实现制动。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种山地轻轨用跨坐式单轨转向架，其特征在于：由转向架构架、减震机构、牵引机构、制动机构、稳定机构、导向机构和驱动装置组成，所述牵引机构固定设置于所述转向架构架的中部上端，所述转向架的上端中部为镂空结构，所述减震机构为四个，四个所述减震机构分别设置于所述转向架构架的上端四角处，所述制动机构与所述驱动装置的转轴连接，所述驱动装置固定设置于所述转向架构架的上端中部的镂空结构处，所述稳定机构固定设置于所述转向架构架的两侧，所述导向机构为四个，四个所述导向机构分别设置于所述转向架构架的下端四个端部上。2.根据权利要求所述的山地轻轨用跨坐式单轨转向架，其特征在于：所述减震机构由紧固件、悬挂弹簧、弹簧导杆、弹簧尼龙垫、弹簧导套和弹簧调整垫组成，所述紧固件连接在车体与所述弹簧导套之间，所述弹簧导套的上端面设置所述弹簧尼龙垫，所述弹簧导杆位于所述弹簧导套内并过盈配合连接，所述悬挂弹簧位于所述弹簧导杆与所述弹簧导套之间，所述悬挂弹簧的下端设置所述弹簧调整垫，所述弹簧导杆的下端与所述转向架构架的上端固定连接。3.根据权利要求所述的山地轻轨用跨坐式单轨转向架，其特征在于：所述牵引机构由牵引座组件和牵引心盘组件组成，牵引座组件通过牵引座紧固件与转向架构架可拆卸连接，牵引心盘组件通过定位件与车体实现定位，并通过心盘紧固件与车体可拆卸连接。4.根据权利要求所述的山地轻轨用跨坐式单轨转向架，其特征在于：所述制动机构由失电摩擦式电磁制动器、制动器支座组件和普通平键组成，失电摩擦式电磁制动器和制动器支座组件通过普通平键实现键连接，普通平键和驱动装置的空心驱动轴实现键连接，且失电摩擦式电磁制动器和制动器支座组件的内孔与空心驱动轴轴颈间隙配合，制动器支座组件上设有支座紧固件，支座紧固件与转向架构架可拆卸连接。5.根据权利要求所述的山地轻轨用跨坐式单轨转向架，其特征在于：所述稳定机构与所述导向机构的结构相同，所述稳定机构的方向向上压在轨道侧边下端面，所述导向机构的方向向内侧压在轨道侧面上，包括固定螺栓、导向弹簧、轮胎、调整件、叉形支架、活动板，所述轮胎与所述叉形支架之间转动连接，所述叉形支架与外壳体之间活动连接，外壳体的另一端设置有调整件，所述调整件的内侧与所述活动板接触，所述导向弹簧位于所述叉形支架与所述活动板之间，所述壳体通过固定螺栓与转向架构架可拆卸连接。6.根据权利要求所述的山地轻轨用跨坐式单轨转向架，其特征在于：所述驱动装置采用轮毂电机，所述轮毂电机通过在空心驱动轴设置引线来供电，还包括走行轮、带座外球面轴承、轴承固定件、套筒， 所述带座外球面轴承通过所述轴承固定件与转向架构架可拆卸连接，所述空心驱动轴与所述带座外球面轴承转动连接，所述行走轮设置于轮毂电机外，所述轮毂电机与所述带座外球面轴承之间设置所述套筒。

技术总结
本发明公开了一种山地轻轨用跨坐式单轨转向架，由转向架构架、减震机构、牵引机构、制动机构、稳定机构、导向机构和驱动装置组成，本发明采用轮毂电机，实现轻量化，减小体积，并实现转向架的平衡布置。走行轮作用在轨道顶面上，导向轮卡在轨道的内侧面两侧，稳定轮位于轨道的下侧面两侧，以防止车辆受到较大的横向力时发生倾覆，采用可调节的稳定机构和导向机构均采用两级减振，使得轻轨车辆具有良好的减振性和安全性，并且在稳定轮或者导向轮磨损后可调节，进一步提高稳定性和安全性，基础制动装置采用失电摩擦式电磁制动器，从启动制动机构到制动机构响应时间缩短，具有推广应用的价值。值。值。


技术研发人员：唐协跃
受保护的技术使用者：唐协跃
技术研发日：2021.06.28
技术公布日：2023/1/13