本發(fā)明涉及城市軌道車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種懸掛式單軌交通領(lǐng)域的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)不斷加速，交通擁堵成為了各個大中城市不得不面對的棘手問題。大力發(fā)展公共交通設(shè)施是解決這種問題的一個行之有效的方法。絕大多數(shù)城市將建設(shè)地鐵作為緩解交通擁堵問題的一個手段，但是地鐵的建設(shè)存在著成本高、周期長、運營管理成本高、對地形有一定要求等問題，并且部分大城市地鐵建設(shè)已瀕臨飽和，單單依靠地鐵去解決城市中存在的交通問題是遠遠不夠的。

而懸掛式單軌作為一種中運量的城市公共軌道交通系統(tǒng)，可以彌補地鐵在運營與建設(shè)中所存在的不足，并且可與地鐵并行運營以發(fā)揮各自的優(yōu)勢緩解城市交通問題。較地鐵而言，懸掛式單軌交通有下列優(yōu)點：建設(shè)成本低；建設(shè)周期短；運營成本低；基本無污染；噪音小；可適用于更加復(fù)雜的地理環(huán)境；同時由于其采用膠輪，所以懸掛式單軌具有良好的粘著性能和更強的爬坡能力。

現(xiàn)有懸掛式單軌車輛的走行輪主要有兩種，一種為充氣橡膠輪胎，一種為實心橡膠輪胎。充氣橡膠輪胎較實心橡膠輪胎而言具有更好的動力學(xué)性能，但是由于其體積龐大使得轉(zhuǎn)向架橫向距離較寬，因此增加了軌道梁的建設(shè)成本，而充氣橡膠輪輪轂內(nèi)的空間又沒有得到充分的利用。同時由于傳統(tǒng)的懸掛式單軌列車使用電機齒輪箱作為車輛的驅(qū)動裝置使得其效率降低，并且增加了運行時的噪聲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)，包括縱向延伸的轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架，所述構(gòu)架包括前、后兩側(cè)縱向布置的端梁和中部的下沉段，構(gòu)架中部的下沉段固定連接有橫向拉桿安裝座，端梁靠近中部的一側(cè)分別設(shè)有一對與構(gòu)架轉(zhuǎn)動連接的走行輪，每個走行輪的旋轉(zhuǎn)軸橫向水平設(shè)置，端梁遠離中部下沉段的一端分別設(shè)有一對導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪安裝于構(gòu)架前后兩側(cè)，每個導(dǎo)向輪的旋轉(zhuǎn)軸垂向設(shè)置，構(gòu)架中部的下沉段上設(shè)有空氣彈簧以及壓裝于空氣彈簧上方的枕梁，枕梁左右兩側(cè)分別設(shè)有水平設(shè)置并垂直于端梁的橫向拉桿，橫向拉桿一端與枕梁相連另一端通過橫向拉桿座與構(gòu)架相連，枕梁壓裝于空氣彈簧上，懸吊裝置的上端穿過構(gòu)架中部并壓裝于枕梁上方，懸吊裝置的下端與車體固定連接，懸吊裝置為四連桿機構(gòu)，允許車體與轉(zhuǎn)向架發(fā)生一定的橫移。走行輪內(nèi)部設(shè)有為走行輪提供旋轉(zhuǎn)動力的外轉(zhuǎn)子式輪轂電機。

作為優(yōu)選方式，每個走行輪通過橫向焊接于端梁左右兩側(cè)的走行輪安裝軸與構(gòu)架轉(zhuǎn)動連接。

作為優(yōu)選方式，端梁靠近中部的一側(cè)設(shè)有焊接安裝座，走行輪安裝軸插入焊接安裝座并與焊接安裝座焊接在一起。

作為優(yōu)選方式，端梁遠離中部的一側(cè)設(shè)有與構(gòu)架固定連接的導(dǎo)向輪安裝座，導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪安裝座連接于構(gòu)架上。

作為優(yōu)選方式，外轉(zhuǎn)子式輪轂電機包括：中部的走行輪安裝軸，套裝于走行輪安裝軸外表面的內(nèi)定子機架，內(nèi)定子機架外側(cè)設(shè)有內(nèi)定子鐵芯，內(nèi)定子鐵芯上設(shè)有凸極，凸極上纏繞勵磁線圈，電機外轉(zhuǎn)子為輪轂，輪轂在鐵芯的外側(cè)，輪轂上裝有圓弧片狀永磁體，內(nèi)定子機架兩側(cè)端面安裝有端蓋，端蓋封閉內(nèi)定子機架、內(nèi)定子鐵芯、凸極、勵磁線圈，走行輪安裝軸的末端套裝軸承，端蓋壓裝于軸承端面并且套裝于走行輪安裝軸外側(cè)，走行輪的左右兩側(cè)端面安裝有制動盤，制動盤通過螺栓同時與電機的端蓋以及輪轂相連。

作為優(yōu)選方式，導(dǎo)向輪、走行輪為充氣橡膠輪。

由于轉(zhuǎn)向架采用充氣橡膠導(dǎo)向輪，所以轉(zhuǎn)向架進入軌道梁內(nèi)時需要添加預(yù)壓力，以保證導(dǎo)向輪與軌道梁有較好的接觸，同時構(gòu)架采用的是中部下凹的結(jié)構(gòu)(即下沉段)，其目的在于，在轉(zhuǎn)向架運行時枕梁始終處于軌道梁的下方，以減小軌道梁的橫向距離，降低軌道梁的建設(shè)成本。

作為優(yōu)選方式，走行輪的外側(cè)設(shè)有直徑小于走行輪的實心的走行安全輪，走行安全輪的旋轉(zhuǎn)軸平行于走行輪，且走行輪與走行安全輪的輪距相同。

作為優(yōu)選方式，導(dǎo)向輪的上方設(shè)有實心的導(dǎo)向安全輪，導(dǎo)向安全輪與導(dǎo)向輪的旋轉(zhuǎn)軸重合，且導(dǎo)向安全輪的輪徑小于導(dǎo)向輪的輪徑。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用外轉(zhuǎn)子式永磁輪轂電機作為懸掛式單軌的驅(qū)動裝置，輪轂為電機的外轉(zhuǎn)子，能直接將電機扭矩傳遞于走行輪上，避免了加裝齒輪箱、連軸節(jié)等設(shè)備，能夠充分利用輪轂內(nèi)未被利用的空間大大降低轉(zhuǎn)向架的橫向距離，減小軌道梁的橫向尺寸降低軌道梁的建設(shè)成本，同時無齒輪箱，減小了驅(qū)動裝置的能量損失，提高驅(qū)動效率。轉(zhuǎn)向架兩端的走行輪均為獨立輪且采用充氣橡膠輪，直接安裝于構(gòu)架兩側(cè)的半軸上，同時加設(shè)走行安全輪，轉(zhuǎn)向架無一系懸掛，其制動方式為盤型制動，制動盤與輪轂相連。永磁電機相比傳統(tǒng)的交流電機，有體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點，并且能減少電機的發(fā)熱，增加電機的功率因數(shù)。轉(zhuǎn)向架上的四臺輪轂電機可通過電控實現(xiàn)差速，在列車通過曲線時可使內(nèi)外輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差以減少充氣橡膠輪的磨耗，同時無須安裝差速器，簡化的轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)，提高了其可靠性，也降低了其維修成本。走行輪采用充氣橡膠輪，提高了轉(zhuǎn)向架的垂向動力學(xué)性能，減小了噪聲。在轉(zhuǎn)向架上安裝走行安全輪可防止充氣橡膠輪出現(xiàn)的泄露等問題，在走行輪失效時安全輪發(fā)揮作用，提高運行的安全性，轉(zhuǎn)向架的導(dǎo)向輪依然采用充氣橡膠輪，由于其剛度較小，可有效減小轉(zhuǎn)向架進入曲線時與軌道梁相互作用所產(chǎn)生的沖擊。在導(dǎo)向輪上同樣采用安全輪的設(shè)計，在導(dǎo)向輪失效時安全輪發(fā)揮作用，以避免導(dǎo)向輪的發(fā)生泄漏等問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖。

圖2是本發(fā)明的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的左視圖。

圖4是本發(fā)明的軸測立體示意圖。

圖5是本發(fā)明的構(gòu)架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的輪轂電機的結(jié)構(gòu)剖視圖。

1為構(gòu)架，2為導(dǎo)向輪，3為走行安全輪，4為走行輪，5為枕梁，6為橫向拉桿，7為導(dǎo)向輪安裝座，8為導(dǎo)向安全輪，9為空氣彈簧，10為懸吊裝置，11為車體，12為端梁，13為焊接安裝座，14為橫向拉桿安裝座，15為制動盤，16為輪轂，17為圓弧片狀永磁體，18為內(nèi)定子鐵芯，19為勵磁線圈，20為內(nèi)定子機架，21為走行輪安裝軸，22為端蓋，23為軌道梁。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

一種懸掛式單軌列車的外轉(zhuǎn)子輪轂電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)，包括縱向延伸的轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架1，構(gòu)架1整體為焊接構(gòu)架。所述構(gòu)架1包括前、后兩側(cè)縱向布置的端梁12和中部的下沉段，構(gòu)架中部的下沉段固定連接有橫向拉桿安裝座14，端梁12靠近中部的一側(cè)分別設(shè)有一對與構(gòu)架轉(zhuǎn)動連接的走行輪4，每個走行輪4的旋轉(zhuǎn)軸橫向水平設(shè)置，每個走行輪4通過橫向焊接于端梁12左右兩側(cè)的走行輪安裝軸21與構(gòu)架轉(zhuǎn)動連接，端梁12遠離中部下沉段的一端分別設(shè)有一對導(dǎo)向輪2，導(dǎo)向輪安裝于構(gòu)架前后兩側(cè)，每個導(dǎo)向輪的旋轉(zhuǎn)軸垂向設(shè)置，構(gòu)架中部的下沉段上設(shè)有空氣彈簧9以及壓裝于空氣彈簧9上方的枕梁，枕梁左右兩側(cè)分別設(shè)有水平設(shè)置并垂直于端梁12的橫向拉桿6，橫向拉桿6一端與枕梁相連另一端通過橫向拉桿座14與構(gòu)架1相連，橫向拉桿6用于傳遞導(dǎo)向力，枕梁5壓裝于空氣彈簧9上，懸吊裝置10的上端穿過構(gòu)架中部并壓裝于枕梁5上方，懸吊裝置10的下端與車體11固定連接，懸吊裝置10為四連桿機構(gòu)，允許車體與轉(zhuǎn)向架發(fā)生一定的橫移；走行輪4內(nèi)部設(shè)有為走行輪提供旋轉(zhuǎn)動力的外轉(zhuǎn)子式輪轂電機。導(dǎo)向輪2、走行輪4為充氣橡膠輪。走行輪4的外側(cè)設(shè)有直徑小于走行輪4的實心的走行安全輪3，走行安全輪3的旋轉(zhuǎn)軸平行于走行輪4，且走行輪4與走行安全輪3的輪距相同。導(dǎo)向輪2的上方設(shè)有實心的導(dǎo)向安全輪8，導(dǎo)向安全輪8與導(dǎo)向輪2的旋轉(zhuǎn)軸重合，且導(dǎo)向安全輪8的輪徑小于導(dǎo)向輪2的輪徑。。

端梁12靠近中部的一側(cè)設(shè)有焊接安裝座13，走行輪安裝軸21插入焊接安裝座13并與焊接安裝座13焊接在一起。

端梁12遠離中部的一側(cè)設(shè)有與構(gòu)架1固定連接的導(dǎo)向輪安裝座7，導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪安裝座7連接于構(gòu)架上。

外轉(zhuǎn)子式輪轂電機包括：中部的走行輪安裝軸21，套裝于走行輪安裝軸21外表面的內(nèi)定子機架20，為減輕材料并且方便安裝將內(nèi)定子機架設(shè)計為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)定子機架20外側(cè)設(shè)有內(nèi)定子鐵芯18，內(nèi)定子鐵芯18上設(shè)有凸極，凸極上纏繞勵磁線圈19，電機外轉(zhuǎn)子為輪轂16，輪轂16在鐵芯的外側(cè)，輪轂16上裝有圓弧片狀永磁體17，內(nèi)定子機架20兩側(cè)端面安裝有端蓋22，端蓋22封閉內(nèi)定子機架20、內(nèi)定子鐵芯18、凸極、勵磁線圈19，走行輪安裝軸21的末端套裝軸承，端蓋22壓裝于軸承端面并且套裝于走行輪安裝軸21外側(cè)，走行輪4的左右兩側(cè)端面安裝有制動盤15，制動盤15通過螺栓同時與電機的端蓋22以及輪轂16相連。

由于轉(zhuǎn)向架采用充氣橡膠導(dǎo)向輪，所以轉(zhuǎn)向架進入軌道梁23內(nèi)時需要添加預(yù)壓力，以保證導(dǎo)向輪2與軌道梁23有較好的接觸，同時構(gòu)架1采用的是中部下凹的結(jié)構(gòu)(即下沉段)，其目的在于，在轉(zhuǎn)向架運行時枕梁5始終處于軌道梁23的下方，以減小軌道梁的橫向距離，降低軌道梁的建設(shè)成本。

本發(fā)明采用外轉(zhuǎn)子式永磁輪轂電機作為懸掛式單軌的驅(qū)動裝置，輪轂為電機的外轉(zhuǎn)子，能直接將電機扭矩傳遞于走行輪上，避免了加裝齒輪箱、連軸節(jié)等設(shè)備，能夠充分利用輪轂內(nèi)未被利用的空間大大降低轉(zhuǎn)向架的橫向距離，減小軌道梁的橫向尺寸降低軌道梁的建設(shè)成本，同時無齒輪箱，減小了驅(qū)動裝置的能量損失，提高驅(qū)動效率。轉(zhuǎn)向架兩端的走行輪均為獨立輪且采用充氣橡膠輪，直接安裝于構(gòu)架兩側(cè)的半軸上，同時加設(shè)走行安全輪，轉(zhuǎn)向架無一系懸掛，其制動方式為盤型制動，制動盤與輪轂相連。永磁電機相比傳統(tǒng)的交流電機，有體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點，并且能減少電機的發(fā)熱，增加電機的功率因數(shù)。轉(zhuǎn)向架上的四臺輪轂電機可通過電控實現(xiàn)差速，在列車通過曲線時可使內(nèi)外輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差以減少充氣橡膠輪的磨耗，同時無須安裝差速器，簡化的轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)，提高了其可靠性，也降低了其維修成本。走行輪采用充氣橡膠輪，提高了轉(zhuǎn)向架的垂向動力學(xué)性能，減小了噪聲。在轉(zhuǎn)向架上安裝走行安全輪可防止充氣橡膠輪出現(xiàn)的泄露等問題，在走行輪失效時安全輪發(fā)揮作用，提高運行的安全性。轉(zhuǎn)向架的導(dǎo)向輪依然采用充氣橡膠輪，由于其剛度較小，可有效減小轉(zhuǎn)向架進入曲線時與軌道梁相互作用所產(chǎn)生的沖擊。在導(dǎo)向輪上同樣采用安全輪的設(shè)計，在導(dǎo)向輪失效時安全輪發(fā)揮作用，以避免導(dǎo)向輪的發(fā)生泄漏等問題。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。