專用于跨座式單軌列車廂之間的連接裝置的制作方法

本發明涉及一種車廂連接裝置，具體涉及一種專用于跨座式單軌列車廂之間的連接裝置。

背景技術：

單軌鐵路，是鐵路的一種，使用單軌滑行而非傳統鐵路的兩條平衡路軌。單軌鐵路的路軌一般以超高硬度混凝土制造，比普通鋼軌寬很多。而單軌鐵路的車輛比路軌更寬。和城市軌道交通系統相似，單軌鐵路主要應用在城市人口密集的地方，用來運載乘客。亦有在游樂場內建筑的單軌鐵路，專門運載游人。單軌鐵路主要分成兩類。懸掛式單軌鐵路的列車懸掛在軌道之下。另一種較為常見的是跨座式單軌鐵路，列車跨座在路軌之上，兩旁蓋過路軌?，F代的單軌鐵路由電動機推進，一般使用輪胎而不使用鋼制的車輪。輪胎會在路軌的上面及兩旁轉動，推動列車及維持平衡。早期單軌系統的設計是不能使用轉轍器的，使到運作上出現很多不便?，F代的單軌系統多數已經可以使用轉轍器，讓車輛可以駛進不同的缐路，而同一缐路亦可作雙程行駛。已知技術為多個跨座式單軌列車車廂通過車鉤或棒式連接裝置進行連接，并架設在支撐每個車廂的兩個單軸或兩個雙軸轉向架上，這樣每個車廂均分別設有兩個單軸或兩個雙軸轉向架，如龐巴迪公司的跨座式單軌單軸轉向架列車，馬來西亞scomi公司的跨座式單軌單軸轉向架列車，日立及重慶的跨座式單軌雙軸轉向架列車。在標準鐵路軌道上行駛的鉸接式列車，如法國的tgv列車和agv列車以及西班牙的talgo擺式列車。

現有技術中并沒有在跨座式單軌上采用鉸接。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是現有技術中并沒有在跨座式單軌上采用鉸接，造成車輛結構復雜重量重，其目的在于提供一種專用于跨座式單軌列車廂之間的連接裝置，該裝置在跨座式單軌列車廂之間進行連接，簡化了結構，實現了車輛的輕量化。

本發明通過下述技術方案實現：

專用于跨座式單軌列車廂之間的連接裝置，包括位于車廂和軌道梁之間的轉向裝置，所述轉向裝置分別與每節車廂連接后再與軌道梁接觸，并且能夠沿著軌道梁表面移動。目前的單軌鐵路中，其車廂基本是采用車鉤或者棒式連接方式，車列的整體性低，車廂的縱向沖動大，乘坐不舒適，而且車輛結構復雜重量重，而本方案設計的轉向裝置，通過將轉向裝置分別與每節車廂連接后再與軌道梁接觸，并且能夠沿著軌道梁表面移動，其在跨座式單軌列車廂之間進行鉸接，簡化了結構，實現了車輛的輕量化。本方案利用在跨座式單軌列車廂設計的鉸接結構，其實現了每個轉向裝置最充分的承力，使得不需要采用較多數量的轉向裝置，相對于其它類型的連接方式，減輕了車輛的重量。

其中轉向裝置包括轉向架，轉向架上安裝有行走輪、導向輪、穩定輪以及減震器，且減震器與車廂連接，行走輪位于軌道梁上方并且行走輪的底面與軌道梁接觸，導向輪和穩定輪位于行走輪下方且導向輪和穩定輪均與軌道梁的側壁接觸。減震器用來緩和和減弱振動。本方案中減震器優選為空氣橡膠彈簧減震器，也可以采用其它減震器，采用空氣橡膠彈簧減震器的優點是剛度是可變的和可調節的。轉向架為碳鋼板材焊接，呈日字型框架結構，中間有橫梁，橫梁上設有附加氣室調節橡膠空氣彈簧的氣壓，轉向架上設置充氣橡膠輪胎的行走輪和導向輪及穩定輪，行走輪和導向輪及穩定輪與一根單獨的軌道梁接觸，引導轉向架在其上行駛，轉向架上設有高度限制閥，用以限制車廂地板距軌道行駛面的高度。本方案通過設置上下牽引臺來代替車鉤或棒式連接裝置，提高了車輛的整體性，減少了縱向沖動，相鄰的兩個車廂共用一個轉向架，在每節車廂下減少了轉向裝置的數量，按照本方案車列減少了轉向架數量從2倍于車廂數量減少為車廂數量加1，實現了車輛的輕量化，運行效率更高，節能效果明顯。還在于轉向架上的穩定輪和導向輪設置保護鋼盆，當穩定輪和導向輪的輪胎泄氣時靠保護鋼盆行駛，轉向架前后端設置聚氨酯安全輪，當行走輪的輪胎泄氣時靠安全輪低速行駛。

將車廂中相鄰的車廂中的一個車廂從相互靠近的側壁凸出形成承重臺，且承重臺與對應的減震器頂部連接，設置有承重臺的車廂側壁安裝有下牽引臺，下牽引臺設置在承重臺下方，下牽引臺上方設置有牽引銷座，且牽引銷座與轉向架連接，另一個車廂中相互靠近的側壁安裝有上牽引臺，上牽引臺設置在牽引銷座上方且上牽引臺與牽引銷座連接。其中承重臺的數量優選為兩塊，且下牽引臺設置在兩塊承重臺之間，每塊承重臺下方均連接有一個減震器。球形鉸接接頭代替取消車鉤或是棒式車鉤，使車廂縱向連接緊密，提高車列的整體性，減少車廂的縱向沖動，讓乘坐更舒適。

上牽引臺上設置有球形上心盤，下牽引臺上設置有球形下心盤，且球形下心盤與牽引銷座為一體結構，減少車廂下部的空間占用，車體的重心更低，球形上心盤放置在球形下心盤中并相互配合。利用球形心盤的配合結構，在水平轉彎時更加靈活，可以實現更小的轉彎半徑。在同樣的轉彎半徑和限界時車身加寬，增加載客面積。在過豎向彎道時，不再約束車廂的點頭運動，降低了軸重轉移，提高了粘著利用率。

還在球形上心盤和球形下心盤之間設置有襯墊，且襯墊同時與球形上心盤和球形下心盤接觸。襯墊是用于心盤之間的摩擦，其摩擦系數合理，采用復合材料制成。

球形上心盤中心處設置有中心銷軸，且中心銷軸穿過球形下心盤的中心后沿著牽引銷座的中心線布置，中心銷軸的頂部設置有止檔塊，止檔塊和球形上心盤之間留有運動間隙，用來控制車體的傾擺。其中止檔塊的底部為半圓球形。轉向架上設置橫向止檔限制車體的最大橫動量，轉向架和車體間設有抗側滾扭桿，垂向減震器。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明采用球形鉸接裝置使得車廂縱向連接緊密，提高了車列的整體性，減少了車廂的縱向沖動，讓乘坐更舒適；

2、本發明能夠在相鄰車廂共用一個轉向架，整個車列減少了轉向架數量，并可以使每根車軸都達到允許的最大軸重，實現車輛的輕量化，達到節能效果；

3、本發明在通過彎道時，可以自由地實現傾擺，降低車廂對轉向架輪重偏移的影響，減小了輪胎磨耗，使用球形鉸接裝置在水平轉彎時更加靈活，可以實現更小的轉彎半徑，在過豎向彎道時，不再約束車廂的點頭運動，降低了軸重轉移，提高了粘著利用率；

4、本發明在同等軸重的情況下，車廂長度更短，在同樣的轉彎半徑和限界時車身可以做的更寬，有效的增加載客面積，轉向架的中心距更小，這樣行駛時轉向架對軌道的沖角會減少，這樣也減少了輪胎的磨耗。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為圖1的d-d向剖視圖；

圖3為圖1的f處放大示意圖；

圖4為車廂之間的連接局部結構圖；

圖5為全部為雙軸轉向架車列的結構示意圖；

圖6為圖5的a-a向剖視圖；

圖7為全部為單軸轉向架車列的結構示意圖；

圖8為圖7的b-b向剖視圖；

圖9為同時有單軸和雙軸轉向架車列的結構示意圖；

圖10為圖9的c-c向剖視圖；

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-車廂一，2-車廂二，3-轉向架，4-承重臺，5-下牽引臺，6-牽引銷座，7-上牽引臺，8-球形上心盤，9-減震器，10-導向輪，11-穩定輪，12-行走輪，13-襯墊，14-連接構架，15-中心銷軸，16-止檔塊，17-軌道梁。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例：

如圖1至圖4所示，專用于跨座式單軌列車廂之間的連接裝置，其結構在車廂和軌道梁17之間設置轉向裝置，車列可以是只包括前端和后端的兩節車廂組成的車列，也可以是增加1至6節乃至更多節中間車廂的多車廂車列，其中兩個相鄰的車廂共用一個跨座式單軌雙軸轉向裝置，車列的最前端和最后端車廂使用跨坐式單軌轉向裝置，車列最前端和最后端使用單軸轉向架。采用短車廂，轉向架的中心距小，行駛時轉向架對軌道的沖角小，減少輪胎磨耗。車體的車廂采用如鋁合金，碳纖維等輕質材料制作。為方便描述，將相鄰的車廂分別命名為車廂一1和車廂二2，車廂一1中靠近車廂二2的側壁凸出形成兩塊承重臺4，且每塊承重臺4與對應的空氣橡膠彈簧減震器頂部連接，通過大橫向剛度的空氣橡膠彈簧支撐車廂靠近承臺的重量，車廂一1設置有承重臺4的車廂側壁安裝有下牽引臺5，下牽引臺5設置在承重臺4下方，下牽引臺5設置在兩塊承重臺4之間，下牽引臺5的結構強度足以支撐車廂一1的重量，同時承受牽引力、制動力、沖擊力，震動等，下牽引臺5上方設置有牽引銷座6，且牽引銷座6與轉向架3連接，車廂二2中靠近車廂一1的側壁安裝有上牽引臺7，上牽引臺7設置在牽引銷座6上方且上牽引臺7與牽引銷座6連接，上牽引臺7的結構強度足以支撐車廂自身的重量，同時承受牽引力、制動力、沖擊力，震動等。

車列的兩個相鄰車廂共用一個轉向裝置，轉向裝置由轉向架3、連接構架14、行走輪12、導向輪10、穩定輪11、橡膠輪胎空氣彈簧減震器及它們之間的連接結構組成，其中行走輪12安裝在連接構架14上，導向輪10、穩定輪11以及空氣橡膠彈簧減震器分別安裝在轉向架3上，行走輪12位于軌道梁17上方并且行走輪12的底面與軌道梁17接觸，導向輪10和穩定輪11位于行走輪12下方且導向輪10和穩定輪11均與軌道梁17的側壁接觸。兩個相鄰車廂共用一個轉向架，整個車列減少了轉向架數量，轉向架的數量從2倍于車廂數量減少為車廂數量加1，比非鉸接雙軸轉向架在每個車廂連接處減少了一個轉向架，比單軸轉向架車輛，在一個連接處減少了4個導向輪、2個穩定輪、一根橫梁、兩組平衡作用拉桿(車體定位桿)、兩個橡膠輪胎空氣彈簧減震器，這樣做的結果是減少了轉向架的數量，并可以使每根車軸都達到允許的最大軸重，實現車輛的輕量化，達到節能效果。

上牽引臺7上設置有球形上心盤8，下牽引臺5上設置有球形下心盤，且下心盤與牽引銷座6為一體結構，球形上心盤8放置在球形下心盤中并相互配合。球形上下心盤相互配合成對使用，合在一起稱為球形鉸接接頭，牽引銷座6的作用是連接轉向架3，使來自于轉向架3的牽引力和制動力傳遞給車廂一1，同時球面下心盤牽引銷座6把力通過上心盤傳遞給上牽引臺7，再傳遞給車廂二2，其他車廂間的連接和支撐結構相同，力傳遞情況也是相同的，這樣就實現整個車列的沿單軌軌道方向的運動和制動。球形鉸接裝置位于中央牽引裝置的上方與中央牽引裝置是重疊放置的，充分利用兩組輪胎中間的空檔位置。

還在球形上心盤8和球形下心盤之間設置有襯墊13，且襯墊13同時與球形上心盤8和球形下心盤接觸。球形上心盤8中心處設置有中心銷軸15，且中心銷軸15穿過球形下心盤的中心后沿著牽引銷座6的中心線布置，中心銷軸15的頂部設置有止檔塊16，止檔塊16的底部為半圓球形，止檔塊16和上心盤8之間留有運動間隙，用來控制車體的傾擺。使用球形鉸接接頭，在水平轉彎時更加靈活，可以實現更小的轉彎半徑。在同樣的轉彎半徑和限界時車身加寬，增加載客面積。在過豎向彎道時，不再約束車廂的點頭運動，降低了軸重轉移，提高了粘著利用率。球形鉸接接頭代替取消車鉤或是棒式車鉤，使車廂縱向連接緊密，提高車列的整體性，減少車廂的縱向沖動，讓乘坐更舒適。

如圖5至圖10所示，鉸接雙軸轉向架不需要單軸轉向架的平衡作用拉桿(車體定位桿)，單軸轉向架只有一個輪對，轉向架是不穩的，需要在轉向架構架和車體間設置相應的約束，這種約束功能和牽引必須由不同的機構實現，以實現抗傾覆和牽引功能的解耦，這種設計是非常困難的，每個單軸轉向架都需要一組平衡作用拉桿(車體定位桿)。除最少一節車廂為4點支撐外，其余車廂為三點支撐，車廂在通過彎道時，可以自由地實現傾擺，降低車廂對轉向架輪重偏移的影響，減少輪胎磨耗。

車列的兩端司機室采用抬高設計，司機室地板高于車廂中部地板，改善司機的駕駛視野。每個車廂包括一個乘客步行通道，該通道使得相鄰車廂的內部空間與相鄰車廂相通，其中一個相鄰的車廂一1通過對稱布置于車廂端部兩側的空氣橡膠彈簧9直接支撐在轉向架3上，另一個車廂二2的端部伸出的上牽引臺7通過球形鉸接接頭支撐在另一個車廂端部伸出的下牽引臺5上，這樣可以減少使用兩個空氣橡膠彈簧9并實現了兩個車廂共用一個轉向架。

球形鉸接裝置設置在高于車廂車身中部地板平面的位置，車廂連接處的地板設置為斜坡或階梯，可以略高于車廂車身中部地板，整個車列車廂的重心降低，提高了車列行駛的平穩性，減少轉向架的導向輪10和穩定輪11在轉向時的受力，使導向輪和穩定輪輪胎更耐用，整個車列所需的通過限界變小，降低整個工程造價，這種效果在需要設置隧道和橋梁時更為明顯。

轉向架的中部設有一個中心銷式中央牽引裝置，來自轉向架的牽引力和制動力通過中心銷傳遞給帶有下心盤的下牽引臺5，然后傳遞給焊有該下牽引臺5的車廂一1，同時通過下心盤6傳遞給上心盤8，然后傳遞給另一車廂，上下心盤同時也傳遞車列的縱向沖擊力。中央牽引裝置置于轉向架中部，與轉向架通過中心銷軸15彈性連接。

在同樣的車輛限界條件下，可以比非鉸接雙軸轉向架的長車體寬度增加20到50mm，有效地增加了載客面積。兩相鄰車廂的連接處，車廂地板通過設置斜坡或臺階抬高約200mm，整個車列的重心下降約200mm，減少車廂在過彎道時的傾擺力，減少穩定輪的反作用力，減少穩定輪磨耗。

本方案中還可以通過使用橡膠堆的中心銷牽引，也可以使用z字型拉桿的中心銷牽引，以及其他牽引方式實現牽引功能變形來實現；可以通過車列的最前端和最后端也可以使用雙軸轉向架來代替單軸轉向架方案來變形來實現，車列為雙向行駛，車列用途為載客。

相鄰車廂連接處地板有斜坡或者階梯，可以通過可以使用整體車廂抬高，車廂連接處不設階梯或斜坡的方案，或者是設置一個小斜坡或小階梯的方式變形來實現。

兩側的空氣橡膠彈簧減震器可以用普通鋼彈簧減震器的變形來實現。

為了降低整個車列的重心，側翻的傾覆力矩減小，采用小尺寸的軌道梁。也可以通過用平面心盤代替球形心盤的一種變形來實現，可以通過四點支撐的車廂可以在車列中處于不同的位置變形來實現，牽引銷座6可以設計為分體的方式變形來實現，可以通過上下心盤和中央牽引裝置不再同一條垂線上，而是在車列沿軌道方向的中心線錯開一定距離的變形來實現。

轉向裝置可以是動力的，也可以是非動力的，可以根據需要組合，車列的動力來源可以是蓄電池，可以是超級電容，也可以是接觸網及其他形式。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。