本發(fā)明涉及跨坐式單軌車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用轉(zhuǎn)臂式搖枕的跨坐式單軌車輛的單軸轉(zhuǎn)向架。

背景技術(shù)：

跨坐式單軌交通系統(tǒng)具備對復(fù)雜地形有較強的適應(yīng)性、土地占用少、運輸量適中、造價低的優(yōu)勢，成為中小城市、山地城市和地質(zhì)復(fù)雜城市軌道交通的首選型式之一?？缱絾诬壾囕v主要通過一條軌道梁來支撐、導(dǎo)向和穩(wěn)定，車輛騎跨在軌道梁上行駛，車體重心在軌道上方。與傳統(tǒng)的鐵道車輛的主要區(qū)別是車輛的走行部使用橡膠輪胎，并且在軌道梁兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪?？缱絾诬壍能壍懒簶?gòu)造簡單，既是承重結(jié)構(gòu)又是軌道結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)性能得以充分發(fā)揮，軌道梁的維護(hù)工作量很低。

我國重慶市使用的是日立模式的跨坐式單軌車輛。日立模式的跨坐式單軌車輛采用了兩軸轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)包括：2對走行輪、4個導(dǎo)向輪、2個穩(wěn)定輪、“日”字型構(gòu)架、空氣彈簧懸掛、橡膠堆牽引裝置、電機架懸驅(qū)動裝置、液氣轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)制動裝置和受流靴，2對走行輪安裝在構(gòu)架的懸臂式車軸上，通過懸臂式內(nèi)的半軸驅(qū)動，車輪旋轉(zhuǎn)而車軸不轉(zhuǎn)動，懸掛系統(tǒng)采用膜式空氣彈簧，同時提供垂向和橫向緩沖功能，車體與轉(zhuǎn)向架之間的縱向力采用橡膠堆傳遞，2個牽引電機斜對稱安裝在構(gòu)架上，通過齒輪箱和半軸驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。基礎(chǔ)制動裝置采用液壓制動缸和液氣轉(zhuǎn)換裝置。

龐巴迪跨坐式單軌車輛采用單軸轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)包括：1對走行輪、4個導(dǎo)向輪、2個穩(wěn)定輪、“口”字型構(gòu)架、沙漏型橡膠彈簧、空間4連桿牽引系統(tǒng)、輪轂電機和受流靴，走行輪的車軸上固接于構(gòu)架側(cè)梁上，永磁同步電機的定子設(shè)置于車軸上，轉(zhuǎn)子設(shè)置在車輪輪轂上，車輪旋轉(zhuǎn)而車軸不轉(zhuǎn)動，懸掛系統(tǒng)采用沙漏式橡膠彈簧，同時提供垂向和橫向緩沖功能，空間4連桿牽引系統(tǒng)不僅傳遞車體與轉(zhuǎn)向架之間的縱向力，同時抑制轉(zhuǎn)向架與車體之間的點頭運動，但現(xiàn)有單軸轉(zhuǎn)向架的垂向平穩(wěn)性、橫向平穩(wěn)性以及曲線通過性不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種采用轉(zhuǎn)臂式搖枕的跨坐式單軌車輛的單軸轉(zhuǎn)向架，其垂向以及橫向平穩(wěn)性好，曲線通過性好，實現(xiàn)單軸轉(zhuǎn)向架的承載、導(dǎo)向、驅(qū)動等功能，大幅度降低車體客室的地板面高度。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種采用轉(zhuǎn)臂式搖枕的跨坐式單軌車輛的單軸轉(zhuǎn)向架，包括走行于軌道梁上表面的一對走行輪、抱緊軌道梁兩個側(cè)面的兩對導(dǎo)向輪以及一對穩(wěn)定輪以及安裝走行輪、導(dǎo)向輪和穩(wěn)定輪的構(gòu)架，所述的構(gòu)架為“口”字型構(gòu)架，包括側(cè)梁和橫梁，所述的構(gòu)架橫向?qū)ΨQ設(shè)有兩對搖枕，所述的搖枕采用轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)，搖枕的內(nèi)端通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與構(gòu)架的橫梁連接并沿側(cè)滾方向旋轉(zhuǎn)，搖枕的外端與構(gòu)架之間沿豎直方向設(shè)有空氣彈簧。

進(jìn)一步地，所述的搖枕最外端的下方豎直吊掛吊桿，所述的吊桿上端通過球形關(guān)節(jié)與搖枕連接，吊桿下端通過球形關(guān)節(jié)與車體連接。

進(jìn)一步地，成對的搖枕之間設(shè)有抗側(cè)滾彈簧并通過該抗側(cè)滾彈簧連接。

進(jìn)一步地，所述的搖枕和構(gòu)架之間設(shè)置垂向減振器，所述的構(gòu)架和車體之間設(shè)置橫向減振器以及限制車體與構(gòu)架之間過大橫向位移的橫向止檔。

進(jìn)一步地，所述的構(gòu)架側(cè)梁固接空心車軸，所述的走行輪通過軸承安裝在空心車軸上并與軌道梁的上表面配合。

進(jìn)一步地，所述的構(gòu)架側(cè)梁下部中間設(shè)置支撐梁，所述的穩(wěn)定輪水平安裝于該支撐梁上并與軌道梁的側(cè)面下部配合；所述的構(gòu)架橫梁的兩端向下設(shè)置安裝座，所述的導(dǎo)向輪水平安裝于該安裝座上并與軌道梁的側(cè)面上部配合。

進(jìn)一步地，所述的走行輪采用高壓充氣橡膠輪胎。

進(jìn)一步地，所述的構(gòu)架沿其縱向中心線方向設(shè)置傳遞牽引力和制動力的牽引拉桿，所述的牽引拉桿一端通過球形轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與構(gòu)架的橫梁連接，另一通過端球形轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與車體連接。

進(jìn)一步地，所述的構(gòu)架側(cè)梁的外側(cè)設(shè)置牽引電機和輪邊減速箱，所述的牽引電機與輪邊減速箱設(shè)置在走行輪的同側(cè)或者兩側(cè)，當(dāng)輪邊減速箱與牽引電機設(shè)置在走行輪的同側(cè)時，牽引電機的輸出軸聯(lián)接到輪邊減速箱的輸入軸，輪邊減速箱的輸出軸聯(lián)接半軸，半軸穿過空心車軸后與輪轂聯(lián)接，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)；當(dāng)輪邊減速箱與牽引電機分別設(shè)置在走行輪的兩側(cè)時，牽引電機的輸出軸聯(lián)接半軸，半軸穿過空心車軸與輪邊減速箱的輸入軸聯(lián)接，輪邊減速箱的輸出軸與輪轂聯(lián)接，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述的輪邊減速箱的輸出軸端或走行輪上設(shè)置制動盤，所述的空心車軸或構(gòu)架上設(shè)置制動鉗夾及制動缸。

本發(fā)明的搖枕橫向布置在構(gòu)架的橫梁上，搖枕可繞構(gòu)架轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)在側(cè)滾方向旋轉(zhuǎn)，通過搖枕和空氣彈簧，實現(xiàn)垂向緩沖；在搖枕的外側(cè)端部設(shè)置吊桿，通過吊桿的橫向擺動，依靠車體重力實現(xiàn)橫向緩沖；通過吊桿適應(yīng)曲線上車體與轉(zhuǎn)向架之間的變位，曲線通過性好；在構(gòu)架同側(cè)橫梁上方的兩個搖枕，在轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)通過抗側(cè)滾彈簧連接，抗側(cè)滾彈簧不約束車體與轉(zhuǎn)向架之間的浮沉運動，只約束車體與轉(zhuǎn)向架之間的側(cè)滾運動。本發(fā)明通過改變搖枕轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的位置以及空氣彈簧的垂向剛度和抗側(cè)滾彈簧的垂向剛度，可靈活地改變懸掛系統(tǒng)的垂向剛度和抗側(cè)滾剛度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、通過轉(zhuǎn)臂式搖枕和空氣彈簧實現(xiàn)垂向緩沖，垂向平穩(wěn)性好；

2、通過吊桿實現(xiàn)橫向緩沖，橫向平穩(wěn)性好；

3、通過吊桿適應(yīng)曲線上車體與轉(zhuǎn)向架之間的變位，曲線通過性好；

4、通過轉(zhuǎn)臂式搖枕和抗側(cè)滾彈簧提供抗側(cè)滾剛度，提高了車體的抗側(cè)傾能力；

5、使用牽引電機和齒輪驅(qū)動，技術(shù)成熟，拆卸操作方便；

6、配合車體設(shè)計，可大幅度降低客室地板面的高度，客室地板面距軌道梁上表面的高度在400-600mm之間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為牽引電機與輪邊減速箱設(shè)置在走行輪同側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為牽引電機與輪邊減速箱設(shè)置在走行輪兩側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-車體；2-走行輪；3-導(dǎo)向輪；4-穩(wěn)定輪；5-構(gòu)架；6-搖枕；7-吊桿；8-空氣彈簧；9-抗側(cè)滾彈簧；10-牽引電機；11-輪邊減速箱；12-轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；13-軌道梁；14-牽引拉桿；15-半軸；16-空心車軸；17-制動盤；18-輪轂；19-第一聯(lián)軸節(jié)；20-第二聯(lián)軸節(jié)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

一種跨坐式單軌車輛單軸轉(zhuǎn)向架，參照圖1-3，包括跨坐于軌道梁13上部的構(gòu)架5、安裝于構(gòu)架5下部的一對走行輪2、構(gòu)架兩側(cè)的兩對導(dǎo)向輪3以及一對穩(wěn)定輪4，構(gòu)架5為“口”字型構(gòu)架，包括側(cè)梁和橫梁，構(gòu)架5橫向?qū)ΨQ設(shè)有兩對搖枕6，搖枕6采用轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)，搖枕6的內(nèi)端通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12與構(gòu)架5的橫梁連接并沿側(cè)滾方向旋轉(zhuǎn)，搖枕6的外端與構(gòu)架5之間沿豎直方向設(shè)有空氣彈簧8。

走行輪2采用高壓充氣橡膠輪胎，與軌道梁13的上表面配合，空心車軸16固接在構(gòu)架5一側(cè)側(cè)梁的內(nèi)側(cè)，走行輪2通過軸承安裝在空心車軸16上，車輪旋轉(zhuǎn)而車軸不轉(zhuǎn)；4個導(dǎo)向輪3設(shè)置在構(gòu)架5端部下方，呈水平狀態(tài)，與軌道梁13的側(cè)面上部配合；2個穩(wěn)定輪4設(shè)置在構(gòu)架5中部下方，呈水平狀態(tài)，與軌道梁13的側(cè)面下部配合。

構(gòu)架5主體整體呈“口”字形，主要由2根側(cè)梁和2根橫梁組成。在構(gòu)架一個側(cè)梁的中央設(shè)置牽引電機10和輪邊減速箱11的支撐座，用來安裝牽引電機10和輪邊減速裝置11；在側(cè)梁中央向下設(shè)置穩(wěn)定輪4的支撐梁，用來安裝穩(wěn)定輪4；在構(gòu)架5橫梁的端部向下設(shè)置導(dǎo)向輪3的安裝座，用來安裝導(dǎo)向輪3；在構(gòu)架5橫梁的上方設(shè)置轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12安裝座，用于安裝搖枕6；在構(gòu)架5橫梁的端部上部設(shè)置空氣彈簧8安裝座，用于安裝空氣彈簧8；在構(gòu)架5內(nèi)側(cè)橫梁的中央設(shè)置牽引拉桿14安裝座，用于安裝牽引拉桿14，牽引拉桿14一端通過球形轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與構(gòu)架5橫梁連接，牽引拉桿14另一通過球形轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與車體1連接，傳遞車體1與構(gòu)架2之間的縱向牽引力和制動力。

4個搖枕6橫向布置在構(gòu)架5的橫梁上方，搖枕6采用轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)，搖枕6可繞構(gòu)架橫梁上的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12在側(cè)滾方向旋轉(zhuǎn)，在搖枕轉(zhuǎn)軸外側(cè)的下方設(shè)置空氣彈簧8安裝座，用來安裝空氣彈簧8；在搖枕6外側(cè)的端部設(shè)置吊桿7安裝座，用來安裝吊桿7；在搖枕6內(nèi)側(cè)的端部設(shè)置抗側(cè)滾彈簧9安裝座，用來安裝抗側(cè)滾彈簧9?？諝鈴椈?設(shè)置在搖枕6和構(gòu)架5橫梁之間，由于搖枕6繞只有繞轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)12的自由度，故空氣彈簧8只承受垂向載荷，車體1通過吊桿7吊掛在搖枕6上，通過轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)的搖枕6和空氣彈簧8，實現(xiàn)了垂向振動的緩沖。在搖枕6和構(gòu)架5之間設(shè)置垂向減振器，實現(xiàn)了垂向振動的衰減。

車體1通過4根吊桿7吊掛在搖枕6外端，吊桿7上端通過球形關(guān)節(jié)與搖枕6外端連接，吊桿7下端通過球形關(guān)節(jié)與車體1連接。通過吊桿7的橫向擺動，依靠車體重力實現(xiàn)橫向緩沖；通過吊桿7的縱向擺動，適應(yīng)車體1與構(gòu)架5通過水平曲線時的位移，在構(gòu)架5和車體1之間設(shè)置橫向減振器，衰減車體1與構(gòu)架5之間的橫向振動。在構(gòu)架5和車體1之間還設(shè)有橫向止檔，限制車體1與構(gòu)架5之間過大的橫向位移。

在構(gòu)架5同側(cè)橫梁上方的2個搖枕6，在內(nèi)端通過抗側(cè)滾彈簧9連接。當(dāng)車體1產(chǎn)生浮沉運動時，左、右連接的2個搖枕6內(nèi)側(cè)同時向上或向下，抗側(cè)滾彈簧9沒有發(fā)生變形，故不產(chǎn)生作用力，車體1的浮沉運動沒有收到約束；當(dāng)車體1產(chǎn)生側(cè)滾運動時，左、右連接的2個搖枕6中一個向上一個向下，抗側(cè)滾彈簧9發(fā)生變形而產(chǎn)生作用力，約束車體1的側(cè)滾運動。

牽引電機10設(shè)置在構(gòu)架5側(cè)梁的外側(cè)。輪邊減速箱11可與牽引電機10設(shè)置在走行輪2的同側(cè)，也可分別設(shè)置在走行輪2的兩側(cè)。當(dāng)輪邊減速箱11與牽引電機10設(shè)置在走行輪2的同側(cè)時，牽引電機10的輸出軸聯(lián)接到輪邊減速箱11的輸入軸，輪邊減速箱11的輸出軸聯(lián)接半軸15，半軸15穿過空心車軸16后與輪轂18聯(lián)接，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輪邊減速箱11與牽引電機10分別設(shè)置在走行輪1的兩側(cè)時，牽引電機10的輸出軸聯(lián)接半軸15，半軸15穿過空心車軸16與輪邊減速箱11的輸入軸聯(lián)接，輪邊減速箱11的輸出軸與輪轂18聯(lián)接，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。

制動盤17可設(shè)置在輪邊減速箱11的輸出軸端，也可設(shè)置在走行輪2上，制動鉗夾及制動缸設(shè)置在空心車軸16或構(gòu)架5上，制動鉗夾的作用力來自制動缸，制動缸的動力源可以是空氣的，也可以是液壓的。

圖5、圖6分別提供了兩種牽引傳動系統(tǒng)方案。當(dāng)輪邊減速箱11與牽引電機10設(shè)置在走行輪2的同側(cè)時，可采取圖5所示的牽引傳動方式，牽引電機10的輸出軸聯(lián)接到輪邊減速箱11的輸入軸，之間通過第一聯(lián)軸節(jié)19和第二聯(lián)軸節(jié)20連接，輪邊減速箱11的輸出軸聯(lián)接半軸15，半軸15穿過空心車軸16后與輪轂18聯(lián)接，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)輪邊減速箱11與牽引電機10分別設(shè)置在走行輪1的兩側(cè)時，可采取圖6所示的牽引傳動方式，牽引電機10的輸出軸聯(lián)接半軸15，半軸15穿過空心車軸16與輪邊減速箱11的輸入軸聯(lián)接，輪邊減速箱11的輸出軸與輪轂18聯(lián)接，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明通過改變搖枕轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的位置以及空氣彈簧的垂向剛度和抗側(cè)滾彈簧的垂向剛度，可靈活地改變懸掛系統(tǒng)的垂向剛度和抗側(cè)滾剛度。如圖4，設(shè)吊桿懸掛點到轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的長度為l1、空氣彈簧支撐點到轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的長度為l2、抗側(cè)滾彈簧到轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的長度為l3，空氣彈簧的剛度為ka，抗側(cè)滾彈簧的剛度為kr，則有：

每側(cè)懸掛的等效垂向剛度：

每側(cè)懸掛的等效側(cè)滾剛度為：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，使轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁外側(cè)中央部位的空間大，可靈活選擇牽引傳動方式，避免使用了復(fù)雜的輪轂電機，降低了跨坐式單軌車輛單軸轉(zhuǎn)向架的技術(shù)難度。