專利名稱：微型乘坐列車及其配套車道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在軌道和道路中行駛的兩用車輛，特別是涉及一種在不同車軸上裝有軌道車輪和道路車輪的兩用車輛，還涉及在地面上的單軌車道中運(yùn)行的運(yùn)輸車輛；其配套的車道涉及到特種用途的單軌車輪軌道。
公知公用的道路車輛如汽車，公知公用的軌道車輛如火車，均是高速車輛，從動(dòng)力性能來說，高速車輛行駛時(shí)其功率主要消耗在滾動(dòng)阻力與空氣阻力上面，而用于克服爬坡阻力的功率相對(duì)比較少，所以鋪筑公路及鐵路時(shí)，其縱向坡度實(shí)際都不大。在機(jī)械工業(yè)出版社‘九五’部級(jí)重點(diǎn)教材，清華大學(xué)余志生編寫的“汽車?yán)碚摗钡?頁闡述美國EPA試驗(yàn)規(guī)定，在限定質(zhì)量下，美國新一代轎車的車速與爬坡能力規(guī)定應(yīng)能以104公里/時(shí)的車速通過6％(即3.45°)的坡道；交通部1988年12月3日頒發(fā)的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定高速公路縱向坡度3％-5％，最差的四級(jí)公路最大縱向坡度為9％，即5.2°；由清華大學(xué)出版社 暨南大學(xué)出版社出版的王夢(mèng)恕 干昆蓉編著的院士科普系列圖書“21世紀(jì)的鐵路”第6頁中闡述山區(qū)鐵路縱向坡度小于3.33％，即小于1.9°；由中國建筑工業(yè)出版社1993年出版‘七五’國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目成果何宗華主編的“城市輕軌交通工程設(shè)計(jì)指南”一書第70頁中闡述城市輕軌列車的鐵路，在坡道長(zhǎng)500米以內(nèi)，縱向坡度可達(dá)6％，即3.45°。為了實(shí)現(xiàn)高速公路、鐵路道軌坡度小，在施工鋪設(shè)時(shí)則要遇水架橋，逢山打洞。公知公用的汽車與火車的驅(qū)動(dòng)輪安裝方向是垂直于地面，施加在驅(qū)動(dòng)輪輪軸上的正壓力均是車輛自身的重量，對(duì)于這種驅(qū)動(dòng)方式，從附著性能來分析，在有坡度的車道中，由于促使車輛向前行駛的驅(qū)動(dòng)輪上附著力與因車輛自身重量而引起的下滑力的這兩種力的矛盾，使得車輛在坡道上向上爬坡時(shí)的坡度受到限制，例如，上述“汽車?yán)碚摗钡?、2頁闡述四輪驅(qū)動(dòng)的越野汽車能爬60％縱向坡度，即31°，而兩輪驅(qū)動(dòng)的貨車只能夠爬30％縱向坡度，即16.5°，但是，如果汽車后面牽引多輛拖車，由于這些拖車因自身重量在大坡度坡道上引起的下滑力也變大，使得汽車列車只能在很小坡度車道中向上運(yùn)行，公知公用的火車在坡道上運(yùn)行其情況也同樣如此。若使?fàn)恳熊嚹茉诖笃露溶嚨乐邢蛏线\(yùn)行，則牽引列車驅(qū)動(dòng)輪的位置不宜垂直安裝，最好是平行于地面，呈水平方向安裝，施加在驅(qū)動(dòng)輪上的正壓力不是車輛自身的重力，也不是固定的彈簧力，最好是其它的力，例如是可變的液壓力或可變的電磁力。公知公用的傳統(tǒng)車輛的制動(dòng)器，在道路上實(shí)施制動(dòng)時(shí)，實(shí)際是兩次制動(dòng)過程首先是制動(dòng)器內(nèi)的制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓(盤)之間的制動(dòng)，使車輪減低轉(zhuǎn)速，其后由減低轉(zhuǎn)速的車輪的表面與地面或道軌之間產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦而使車輛減速，這時(shí)制動(dòng)器內(nèi)部的制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓(盤)之間因摩擦而生成大量熱量，如果車輛在既長(zhǎng)又陡的坡道中向下運(yùn)行，這時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)制動(dòng)要出現(xiàn)制動(dòng)器內(nèi)部過熱而引起制動(dòng)器熱衰退，使制動(dòng)功能下降甚至燒壞制動(dòng)器；公知公用的傳統(tǒng)車輛，如果在陡坡中向下運(yùn)行即使有理想的制動(dòng)器，但由于車輪表面與地面之間的滑動(dòng)附著系數(shù)的限制，車輪與地表面(軌道面)之間的摩擦力有可能小于車輛重力引起的下滑力，這時(shí)車輛中車輪即使在完全制動(dòng)而不轉(zhuǎn)動(dòng)的狀況下，車輛還是有可能自行下滑而駕駛員無法控制其車速及方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種在山區(qū)自然風(fēng)景區(qū)內(nèi)，供老幼殘及體弱游客乘坐的游覽觀光微型乘坐列車，該微型乘坐列車能在三十至四十公里范圍內(nèi)連續(xù)行駛。微型乘坐列車在沒有軌道的平坦停車場(chǎng)內(nèi)具有與汽車相仿的能迴轉(zhuǎn)及自行改變行駛車道的機(jī)動(dòng)性，而在單軌車道里運(yùn)行時(shí)又具有軌道車輛的自動(dòng)導(dǎo)向、限制側(cè)移的長(zhǎng)處，在大坡度車道中行駛時(shí)能夠使乘坐游客較為舒適且又安全地低速行進(jìn)式觀光游覽山區(qū)自然風(fēng)景，另外，在徒步游客及普通自驅(qū)式車輛難以到達(dá)的江河湖海岸邊灘涂、沼澤濕地地域的淺水區(qū)域中，乘坐游客也能夠觀光游覽。微型乘坐列車在道路和軌道過渡過程中，能夠不停頓的連續(xù)行駛。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其技術(shù)方案分兩部分第一部分是微型乘坐列車即山區(qū)自然風(fēng)景區(qū)的觀光游覽微型乘坐列車，第二部分是微型乘坐列車行駛其上的與微型乘坐列車相配套的專用的單軌凸字型車道。本發(fā)明的微型乘坐列車組成主要是一、動(dòng)力車，二、多輛裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的供游客乘坐的座椅車，三、多輛裝配軌道制動(dòng)裝置的供游客乘坐的座椅車，四、在微型乘坐列車當(dāng)中有游客座椅自動(dòng)調(diào)平裝置，在以上各個(gè)車輛之間用牽引桿相互連接成為微型乘坐列車。
動(dòng)力車是微型乘坐列車的動(dòng)力源，其內(nèi)裝配道路驅(qū)動(dòng)裝置、軌道驅(qū)動(dòng)裝置以及為了在平坦停車場(chǎng)中能使微型乘坐列車轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向裝置。微型乘坐列車在道路上、在平坦停車場(chǎng)中迴轉(zhuǎn)及在微小坡度凸字型車道中運(yùn)行時(shí)，是由動(dòng)力車中道路驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)，而微型乘坐列車在大坡度的凸字型車道中運(yùn)行時(shí)，是由軌道驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，或軌道制動(dòng)器制動(dòng)。本發(fā)明的微型乘坐列車在道路驅(qū)動(dòng)與軌道驅(qū)動(dòng)兩者相互轉(zhuǎn)換時(shí)，與前述兩種專利“路軌動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置、路軌兩用滑軌鞋及路軌兩用車輛”及“鐵汽兩棲車”不同，該微型乘坐列車不需要停車，駕駛員在駕駛座中操作即可使這兩者完成相互轉(zhuǎn)換。不停車實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換，必要條件是道路驅(qū)動(dòng)輪上正壓力與軌道驅(qū)動(dòng)輪上正壓力兩者不需要轉(zhuǎn)換，本發(fā)明的道路驅(qū)動(dòng)輪上正壓力是車輛自身重量，而軌道驅(qū)動(dòng)輪上正壓力是夾緊裝置施加的水平方向的夾緊力形成的，這是兩種又可以同時(shí)存在的不同的正壓力，另外，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)方式的不停車轉(zhuǎn)換，還必然有一個(gè)暫短的過渡過程，這就是道路驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)與軌道驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)有暫短時(shí)間兩者同時(shí)對(duì)微型乘坐列車實(shí)施驅(qū)動(dòng)，因此就需要這兩種驅(qū)動(dòng)動(dòng)力能夠同步，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)此要求。
裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車，其內(nèi)是由軌道馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，軌道驅(qū)動(dòng)輪呈水平方向安裝，微型乘坐列車的軌道驅(qū)動(dòng)輪輪軸上不承載車輛及游客自身重量，作用在軌道驅(qū)動(dòng)輪輪軸上的正壓力是水平夾緊力，其水平夾緊力的大小隨軌道驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力大小同步增加或同步減小，也就是微型乘坐列車上坡運(yùn)行需要軌道驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生大的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，這時(shí)作用在軌道驅(qū)動(dòng)輪上的正壓力也自動(dòng)增大，反之減少；這種驅(qū)動(dòng)方式與傳統(tǒng)車輛驅(qū)動(dòng)方式不同，軌道驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，不受到車輛自身重量的影響，從車輛驅(qū)動(dòng)原理上講，如驅(qū)動(dòng)功率足夠大，驅(qū)動(dòng)輪輪軸上的正壓力足夠大，該微型乘坐列車在大陡坡車道中，軌道驅(qū)動(dòng)輪也能產(chǎn)生很大驅(qū)動(dòng)力牽引微型乘坐列車向上行駛；當(dāng)微型乘坐列車在小坡度車道中運(yùn)行，由于驅(qū)動(dòng)力小，則施加在軌道驅(qū)動(dòng)輪輪軸上的正壓力相應(yīng)減小，因而軌道驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻力也相應(yīng)同步減少，從而減少功率消耗；在下坡運(yùn)行不需要軌道驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，能使軌道驅(qū)動(dòng)輪離開本發(fā)明的專用的單軌凸字型車道。
裝配軌道制動(dòng)裝置座椅車?yán)锩娴闹苿?dòng)器是由夾緊裝置直接夾緊，夾緊在軌道中，使其座椅車中軌道制動(dòng)裝置的制動(dòng)面與單軌車道直接緊貼接觸產(chǎn)生制動(dòng)力，在單軌車道上的夾緊力即是制動(dòng)器中制動(dòng)面上的正壓力，正壓力越大，則制動(dòng)力越大，該夾緊力是水平方向，與車輛自身重力無關(guān)，從而可知，該微型乘坐列車即使在很陡的車道中有很大的下滑力時(shí)，如果能在足夠大的制動(dòng)面上施加足夠大的正壓力，總能夠不使微型乘坐列車下滑失控；軌道制動(dòng)裝置是常閉式制動(dòng)器，與公知公用的普通車輛常開式制動(dòng)器不同，即在常態(tài)下，該微型乘坐列車不運(yùn)行時(shí)，或車中出現(xiàn)如動(dòng)力失靈等故障時(shí)，該常閉式制動(dòng)器會(huì)自動(dòng)處于制動(dòng)狀態(tài)，因此該常閉式制動(dòng)器對(duì)該微型乘坐列車又起到駐車制動(dòng)作用；微型乘坐列車在既長(zhǎng)又陡的車道中向下運(yùn)行，此時(shí)對(duì)車輛要長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施制動(dòng)，由于本發(fā)明的軌道制動(dòng)裝置中沒有制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓(盤)這些零部件，而是由軌道制動(dòng)裝置中的制動(dòng)器的制動(dòng)面與單軌車道直接緊貼接觸，是直接制動(dòng)，所以該常閉式制動(dòng)器連續(xù)實(shí)施制動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)制動(dòng)器的熱衰退現(xiàn)象。
微型乘坐列車騎跨在凸字型車道上，該車在凸字型車道下部寬體部分上面行走的所有行走輪及道路驅(qū)動(dòng)輪的車輪內(nèi)側(cè)面緊靠凸字型車道上部凸出部分，只留有小間隙，否則，如間隙過大，凸字型車道上部凸出部分有可能不能夠阻止該微型乘坐列車在車道中橫向側(cè)翻。
在公知公用普通車輛中的乘坐人員在下坡時(shí)要前俯，而上坡時(shí)恰又后仰，本發(fā)明微型乘坐列車?yán)镒诬囍械淖卧谄碌郎夏茏詣?dòng)調(diào)平，其自動(dòng)調(diào)平裝置由兩部分組成動(dòng)力車與第一輛座椅車之間裝配具有動(dòng)力的自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，用于第一輛座椅車中游客座椅的調(diào)平，而其后的第二、三、四……輛座椅車中游客座椅調(diào)平是由第一、二、三、四……輛座椅車相鄰的兩車之間的平行四連桿機(jī)構(gòu)來完成調(diào)平。
座椅車中裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的位置空間，也可以裝配軌道制動(dòng)裝置，所以軌道驅(qū)動(dòng)裝置與軌道制動(dòng)裝置這兩者在座椅車中能夠互換安裝。微型乘坐列車在坡度比較大的車道里向上運(yùn)行需要較多的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而在坡度比較大的車道里向下運(yùn)行又需要較多的制動(dòng)器制動(dòng)，因此在動(dòng)力車及每輛座椅車當(dāng)中，可以裝配兩對(duì)以上相同的軌道驅(qū)動(dòng)裝置，或裝配兩對(duì)以上相同的軌道制動(dòng)裝置。
微型乘坐列車中兩側(cè)行走輪及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪直立安裝，但向外傾斜一個(gè)小角度，其主要目的是微型乘坐列車在道路中運(yùn)行，兩側(cè)行走輪及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪與道路表面接觸面要變窄，其效果是減小微型乘坐列車側(cè)滑阻力，便于微型乘坐列車在道路中轉(zhuǎn)向迴轉(zhuǎn)；另外與之相配套的凸字型車道中的兩側(cè)行走輪及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪的走行面也有一個(gè)向外、向下傾斜一個(gè)小角度，形成橫向斜面，該橫向斜面便于排除凸字型車道中的雨水和冰雪。
在夏天，為了能遮擋烈日，在微型乘坐列車中要安裝車頂蓬；在冬天，為了能阻隔風(fēng)雨雪在微型乘坐列車中需要安裝車廂。
在微型乘坐列車中各車輛之間的牽引桿要承受拉力，是為避免出現(xiàn)受壓而使微型乘坐列車中各車輛相互擠撞而可能在車道中拱起離開軌道，為此，大部分裝配軌道驅(qū)動(dòng)輪的座坐車應(yīng)配置在微型乘坐列車的前半部，大部分裝配軌道制動(dòng)器的座坐車應(yīng)配置在微型乘坐列車的后半部。
本發(fā)明技術(shù)方案的第二部分是一種供微型乘坐列車行駛其上的專用的單軌凸字型車道，亦稱凸字型車道，其要點(diǎn)是該車道分上、下兩部分，這兩部分之間有通孔，其雨水流可以橫向流過，采用積木方式鋪建。該凸字型車道具有單軌車道能夠防止微型乘坐列車側(cè)移及有自動(dòng)導(dǎo)向作用，凸字型車道的上部凸出部分是微型乘坐列車軌道驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)面、也是軌道制動(dòng)裝置的制動(dòng)面、還是阻止該微型乘坐列車側(cè)向翻轉(zhuǎn)的限制面，下部寬體部分是微型乘坐列車中所有行走輪及道路驅(qū)動(dòng)輪行走的車道，這種車道如前所述，兩邊是向外、向下的橫向斜表面。此專用單軌車道比較窄小，鋪建時(shí)便于保護(hù)自然風(fēng)景區(qū)內(nèi)的原始風(fēng)貌，該車道還能夠鋪設(shè)在徒步游客及普通自驅(qū)式車輛難以到達(dá)的江河湖海岸邊灘涂、沼澤濕地地域的淺水水下。傳統(tǒng)的軌道車輛為了變換車道需要設(shè)置活動(dòng)“道岔”，但本發(fā)明的在軌道和道路中行駛的微型乘坐列車變換車道是在平坦停車場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行，沒有可移動(dòng)的“活動(dòng)凸字型車道”。在冬天，由于冰雪不易附著在凸字型車道上部凸出部分的垂直面上，冰雪即使附著也較容易清除，所以該微型乘坐列車在冰雪環(huán)境中的大坡度車道中運(yùn)行時(shí)，其軌道驅(qū)動(dòng)輪上也能夠有較大的附著系數(shù)，同理，在軌道制動(dòng)裝置的制動(dòng)面上也能夠有較大的摩擦系數(shù)，因而能確保微型乘坐列車在冰雪環(huán)境中運(yùn)行安全。
微型乘坐列車如果是液壓驅(qū)動(dòng)，則動(dòng)力車(圖2)中裝配有恒功率液壓變量泵13、液壓定量泵12、包括減速器、離合器在內(nèi)的30千瓦左右發(fā)動(dòng)機(jī)總成11、自動(dòng)調(diào)平用液壓缸16、道路驅(qū)動(dòng)輪18、道路馬達(dá)17、軌道馬達(dá)34及軌道驅(qū)動(dòng)輪33，該軌道馬達(dá)34及軌道驅(qū)動(dòng)輪33與座椅車(圖4)中軌道馬達(dá)和軌道驅(qū)動(dòng)輪相同，還有圖3中油箱19。動(dòng)力車1中的道路驅(qū)動(dòng)裝置包括呈直立方向安裝的道路驅(qū)動(dòng)輪(即轉(zhuǎn)向前輪)18及道路馬達(dá)17，道路馬達(dá)17裝配在道路驅(qū)動(dòng)輪18當(dāng)中，帶動(dòng)道路驅(qū)動(dòng)輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)微型乘坐列車在道路上行駛，道路馬達(dá)17如果是液壓馬達(dá)，則油源由液壓定量泵12提供，道路馬達(dá)17也可以是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)向裝置中有轉(zhuǎn)向盤15及液壓轉(zhuǎn)向器14，由駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤15控制液壓轉(zhuǎn)向器14使道路驅(qū)動(dòng)輪18偏轉(zhuǎn)，引導(dǎo)微型乘坐列車在道路中轉(zhuǎn)向，供給液壓轉(zhuǎn)向器14的油源也是定量泵12。如果是電力驅(qū)動(dòng)，則動(dòng)力車(圖2)中要裝配蓄電池或發(fā)電機(jī)及整流裝置(圖中未畫出)，圖8是蓄電池供電的串勵(lì)繞組而中間抽頭的變速示意圖，S1和S2是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)電刷，C1、C2、C3是電接點(diǎn)，在起動(dòng)時(shí)，直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)中電樞回路內(nèi)接入起動(dòng)電阻Rp(圖8)，以限制起動(dòng)電流，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低而轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)以后，當(dāng)電源的負(fù)極從原來由C2輸入改為由串勵(lì)繞組中間抽頭C3輸入，將Rp切除，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變快，轉(zhuǎn)矩降低。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)要避免空載運(yùn)行。
微型乘坐列車在道路中行駛及在微小坡度凸字型車道中運(yùn)行，是由動(dòng)力車中道路驅(qū)動(dòng)輪18驅(qū)動(dòng)，此時(shí)軌道驅(qū)動(dòng)輪33離開軌道，而微型乘坐列車在大坡度的凸字型車道中向上行駛，是由軌道驅(qū)動(dòng)輪33驅(qū)動(dòng)，這時(shí)動(dòng)力車中道路驅(qū)動(dòng)輪18成為自由輪。微型乘坐列車是在沒有坡度或只是微小坡度的凸字型車道中對(duì)道路驅(qū)動(dòng)輪18驅(qū)動(dòng)與軌道驅(qū)動(dòng)輪33驅(qū)動(dòng)在不停車的狀況下完成兩者相互轉(zhuǎn)換，由于本發(fā)明的微型乘坐列車中的軌道驅(qū)動(dòng)輪33呈水平方向安裝，其正壓力是非重力，道路驅(qū)動(dòng)輪18呈垂直方向安裝，其正壓力是車輛自身重量，因此這兩種驅(qū)動(dòng)輪上正壓力不同而且能同時(shí)存在；實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)方式的不停車轉(zhuǎn)換，還有一個(gè)過渡過程，這個(gè)過渡過程就是道路驅(qū)動(dòng)輪18與軌道驅(qū)動(dòng)輪33在一段距離內(nèi)兩者同時(shí)對(duì)微型乘坐列車實(shí)施驅(qū)動(dòng)，此時(shí)就需要這兩種驅(qū)動(dòng)動(dòng)力同步運(yùn)轉(zhuǎn)。如果是液壓驅(qū)動(dòng)，軌道驅(qū)動(dòng)動(dòng)力是軌道驅(qū)動(dòng)輪33由恒功率液壓變量泵13供油的液壓馬達(dá)34驅(qū)動(dòng)，而道路驅(qū)動(dòng)動(dòng)力是道路驅(qū)動(dòng)輪18由定量泵12供油的道路液壓馬達(dá)17驅(qū)動(dòng)，由于恒功率液壓變量泵的流量與油壓力的相互關(guān)系成反比例變化，所以軌道驅(qū)動(dòng)輪33的轉(zhuǎn)速與產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力也成反比例變化，這種特性從動(dòng)力性能來講，可稱為有很強(qiáng)的超負(fù)荷能力，由于有此特性也就能夠使軌道驅(qū)動(dòng)輪33自動(dòng)地與道路驅(qū)動(dòng)輪18同步；如果是電力驅(qū)動(dòng)，軌道馬達(dá)34是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)軌道驅(qū)動(dòng)輪33轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)道路馬達(dá)17也是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)道路驅(qū)動(dòng)輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，由于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)外特性是隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加，勵(lì)磁電流(電樞電流)增加，磁通也隨之增加，所以引起轉(zhuǎn)速急劇下降，故直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的這種機(jī)械特性是一條軟特性，接近反比例變化，所以直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)承受超負(fù)荷的能力也很強(qiáng)，因此直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的軌道驅(qū)動(dòng)輪33與道路驅(qū)動(dòng)輪18它們之間也能自動(dòng)同步，所以，微型乘坐列車在不停車的狀態(tài)下，駕駛員在駕駛座中操作，即可使道路驅(qū)動(dòng)輪18與軌道驅(qū)動(dòng)輪33這兩種驅(qū)動(dòng)動(dòng)力完成相互轉(zhuǎn)換。
裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車(圖4、圖6)是在有坡度的凸字型車道中向上運(yùn)行時(shí)牽引微型乘坐列車的車輛，軌道驅(qū)動(dòng)裝置包括一對(duì)夾緊裝置39、一對(duì)軌道馬達(dá)34、一對(duì)軌道驅(qū)動(dòng)輪33、液壓缸35及壓縮彈簧36，液壓缸35及壓縮彈簧36的兩端的耳環(huán)分別與一對(duì)夾緊裝置39相連結(jié)，這一對(duì)夾緊裝置39可以分別以k1、k2轉(zhuǎn)動(dòng)樞點(diǎn)為中心橫向擺動(dòng)。軌道馬達(dá)34及軌道驅(qū)動(dòng)輪33裝配在夾緊裝置39當(dāng)中連結(jié)成一體。該座椅車3還包括搖板31、座椅32、支架38、平行四連桿機(jī)構(gòu)中的平行桿41、十字架42及使其相互連結(jié)的鉸鏈43、行走輪37、自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2、拉桿21及汞水平傳感器22。當(dāng)油液進(jìn)入液壓缸35有桿腔當(dāng)中就產(chǎn)生使活塞桿縮回的液壓拉力，呈水平方向，又稱水平液壓夾緊拉力，該拉力使一對(duì)夾緊裝置39克服壓縮彈簧36的彈簧力，向中間收攏兩邊的軌道驅(qū)動(dòng)輪33，並緊貼在凸字型車道上部凸出部分61的兩側(cè)垂直面上(圖9)，此時(shí)液壓油也進(jìn)入軌道液壓馬達(dá)34，該軌道液壓馬達(dá)34轉(zhuǎn)動(dòng)軌道驅(qū)動(dòng)輪33產(chǎn)生使微型乘坐列車運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，反之，在平地或下坡不需要軌道驅(qū)動(dòng)輪實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí)，停止給液壓缸35供油，則壓縮彈簧36推開兩側(cè)軌道驅(qū)動(dòng)輪33離開凸字型車道上部凸出部分61的兩側(cè)垂直面。由于液壓缸35與軌道液壓馬達(dá)34其油源是同一臺(tái)恒功率液壓變量泵13，所以它們液壓壓力相等，因此由液壓缸35產(chǎn)生的水平液壓夾緊拉力與軌道液壓馬達(dá)34產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力是按正比例同步增加或按正比例同步減小，因此，軌道驅(qū)動(dòng)輪33在驅(qū)動(dòng)面(即是凸字型車道上部凸出部分61的兩側(cè)垂直面)上面的滾動(dòng)阻力也隨軌道驅(qū)動(dòng)輪33產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力按正比例同步增加或按正比例同步減小。如果是電力驅(qū)動(dòng)，則液壓缸35由直流螺線管電磁鐵(圖中未畫出)取代，這種直流螺線管電磁鐵的電磁拉力與磁感應(yīng)強(qiáng)度的平方成正比，直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是與大于一次方的電樞電流成正比，所以，直流螺線管電磁鐵與直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)如果串接起來，則直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)通過的電流與直流螺線管電磁鐵通過的電流是同時(shí)增加或同時(shí)減小的，因此直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力增加時(shí)，則直流螺線管電磁鐵產(chǎn)生的電磁拉力也相應(yīng)同步增加，反之亦然。本發(fā)明采用的車輪輪面與軌道接觸面之間的附著系數(shù)為0.6-0.8。軌道驅(qū)動(dòng)輪實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于兩側(cè)軌道驅(qū)動(dòng)輪33緊貼在凸字型車道上部凸出部分61的兩側(cè)垂直面上，所以這兩側(cè)垂直面可稱之為驅(qū)動(dòng)面。這種呈水平方向的驅(qū)動(dòng)方式，即使在很大陡坡車道中，該微型乘坐列車軌道驅(qū)動(dòng)輪33也能產(chǎn)生很大驅(qū)動(dòng)力牽引微型乘坐列車向上行駛。
裝備軌道制動(dòng)裝置的座椅車(圖5、圖7)，它是在凸字型車道中制動(dòng)微型乘坐列車的車輛。軌道制動(dòng)裝置是常閉式制動(dòng)器，該常閉式制動(dòng)器包括一對(duì)制動(dòng)器51、一對(duì)制動(dòng)器夾緊裝置54、液壓缸52及拉伸彈簧53，該液壓缸52及拉伸彈簧53兩端耳環(huán)分別與一對(duì)制動(dòng)器夾緊裝置54相連結(jié)，一對(duì)制動(dòng)器夾緊裝置54可以分別以k3、k4轉(zhuǎn)動(dòng)樞點(diǎn)為中心橫向擺動(dòng)，當(dāng)停止向液壓缸52供油，則兩側(cè)制動(dòng)器51在拉伸彈簧53拉力作用下，向中間收攏，使兩側(cè)制動(dòng)器51緊貼在凸字型車道上部凸出部分61的兩側(cè)垂直面上(圖9)，此時(shí)該彈簧力稱之為水平彈簧夾緊拉力，這種水平彈簧夾緊拉力引起的作用在凸出部分61兩側(cè)垂直面上的力，稱之為制動(dòng)器51的正壓力，有此正壓力而產(chǎn)生制動(dòng)力，對(duì)微型乘坐列車實(shí)施制動(dòng)，此時(shí)凸字型車道的凸出部分61兩側(cè)垂直面又可稱之為制動(dòng)面，若要解除制動(dòng)，則要供給液壓缸52液壓油使得活塞桿伸出才能使制動(dòng)器51脫離制動(dòng)面。作用于座椅車(圖7)中制動(dòng)器51上面的正壓力與車輛自身重力無關(guān)，按理，微型乘坐列車即使在很陡的車道中，總能夠用足夠大的彈簧施加大的正壓力，形成大制動(dòng)力阻止微型乘坐列車下滑；微型乘坐列車當(dāng)中的座椅車5里面是常閉式制動(dòng)器，在常態(tài)，即該微型乘坐列車不運(yùn)行時(shí)，或車中出現(xiàn)如動(dòng)力失靈等故障時(shí)，由于此時(shí)不向液壓缸52供油，這時(shí)常閉式制動(dòng)器中拉伸彈簧53會(huì)自動(dòng)拉緊制動(dòng)器51處于制動(dòng)狀態(tài)，只是在駕駛員操縱下，制動(dòng)才會(huì)部分或全部解除，所以微型乘坐列車運(yùn)行是很安全的，因此，常閉式制動(dòng)器還起到駐車制動(dòng)器的作用；微型乘坐列車?yán)镒诬?當(dāng)中常閉式制動(dòng)器里面沒有傳統(tǒng)制動(dòng)器必有的制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓(盤)，其制動(dòng)器51是直接與制動(dòng)面摩擦而制動(dòng)微型乘坐列車，所以又稱之為直接制動(dòng)。
軌道驅(qū)動(dòng)輪33實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí)及制動(dòng)器51實(shí)施制動(dòng)時(shí)，凸字型車道上部凸出部分61對(duì)微型乘坐列車均有自動(dòng)導(dǎo)向及阻止該微型乘坐列車橫向側(cè)翻的作用；如果既不驅(qū)動(dòng)也不制動(dòng)，而微型乘坐列車還在運(yùn)動(dòng)，這時(shí)阻止微型乘坐列車橫向側(cè)翻的部件只是微型乘坐列車兩側(cè)所有行走輪37、兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪18和凸字型車道上部凸出部分兩側(cè)垂直面61，為此，應(yīng)該要求行走輪37、道路驅(qū)動(dòng)輪18的內(nèi)側(cè)面要緊靠凸字型車道上部凸出部分兩側(cè)垂直面61，這兩者之間所留間隙要小，以不使兩側(cè)行走輪37及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪18過度磨損即可。
自動(dòng)調(diào)平裝置包括自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2、拉桿21、液壓缸16及平行四連桿機(jī)構(gòu)4。該微型乘坐列車中的座椅32(圖4、圖5)固定在搖板31上，自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2(

圖1)是控制第一輛座椅車3(圖4)中搖板31處在水平狀態(tài)的機(jī)構(gòu)，當(dāng)座椅車3在坡道中，汞水平傳感器22自動(dòng)接通電磁閥電路，(電磁閥未畫出)供油給動(dòng)力車中液壓缸16，使液壓缸16中的活塞桿伸出(縮回)，推(拉)動(dòng)自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)2及拉桿21使得第一輛座椅車3中的搖板31圍繞0點(diǎn)(圖4)改變角度，使搖板31恢復(fù)到水平狀態(tài)。汞水平傳感器22只是裝配在第一輛座椅車3當(dāng)中，而其后的座椅車5是由平行四連桿機(jī)構(gòu)4控制各個(gè)座椅車中搖板31處在水平狀態(tài)。在平行四連桿機(jī)構(gòu)4里邊，上、下兩桿41相互平行，左、右兩個(gè)十字架42(圖4、圖5)的豎向長(zhǎng)度方向的兩桿也相互平行，這四桿之間用鉸鏈43相互連接在一起成為平行四邊形，十字架42卡套在各自搖板31當(dāng)中，該十字架42並能夠在搖板31中前后往復(fù)滑動(dòng)，十字架42豎向長(zhǎng)度方向與搖板31任何時(shí)候都是保持相互垂直，所以，當(dāng)?shù)谝惠v座椅車3(圖4)中搖板31處在水平狀態(tài)時(shí)，而后面座椅車5(圖5)中因?yàn)槎加衅叫兴倪B桿機(jī)構(gòu)4，所以第二、三、四……輛座椅車中搖板31及座椅32也就自然地同時(shí)保持在水平狀態(tài)。
圖6座椅車中裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的位置空間，也可以裝配軌道制動(dòng)裝置成為圖7座椅車，這兩者能夠互換安裝。微型乘坐列車在坡度比較大的車道里向上運(yùn)行需要較多的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而在坡度比較大的車道里向下運(yùn)行又需要較多的制動(dòng)器制動(dòng)，因此，在動(dòng)力車1及每輛座椅車3、5……當(dāng)中，可以裝配2-3對(duì)相同的軌道驅(qū)動(dòng)裝置，或裝配2-3對(duì)相同的軌道制動(dòng)裝置，軌道驅(qū)動(dòng)裝置及軌道制動(dòng)裝置也可以裝配在同一輛座椅車當(dāng)中。
微型乘坐列車兩側(cè)行走輪37及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪18是直立安裝並向外傾斜5°角度，因此，微型乘坐列車在平坦地面上運(yùn)行時(shí)，能使其車中所有兩側(cè)行走輪37及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪18與平坦地表面的接觸面變窄，便于微型乘坐列車在道路上轉(zhuǎn)向迴轉(zhuǎn)。
為了遮擋夏天烈日，在微型乘坐列車中包括駕駛座20及全部游客座椅32上方裝配車頂蓬(圖中未畫出)；為了阻擋冬天風(fēng)、雨、雪，在微型乘坐列車中包括駕駛座20及全部游客座椅32周圍可以裝配封閉車箱(圖中未畫出)。
在微型乘坐列車當(dāng)中，裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車3與裝配軌道制動(dòng)裝置的座椅車5的排列編組次序，可以隨機(jī)組合，但為了行駛安全，為避免微型乘坐列車運(yùn)行時(shí)前后各座椅車互相擠撞而可能出軌，則微型乘坐列車中大部分裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車3應(yīng)配置在微型乘坐列車的前部，而大部分裝配軌道制動(dòng)裝置的座椅車5應(yīng)配置在微型乘坐列車的后部。
微型乘坐列車行駛其上的配套車道，即是專用的單軌凸字型車道(圖9)，該凸字型車道具有傳統(tǒng)車輛軌道能防止微型乘坐列車側(cè)移及有自動(dòng)導(dǎo)向作用，凸字型車道的上部凸出部分(61)是微型乘坐列車軌道驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)面、也是軌道制動(dòng)裝置的制動(dòng)面、還是阻止該微型乘坐列車側(cè)向翻轉(zhuǎn)的限制面。該車道上部凸出部分61和下部寬體部分63兩部分是分置、分段的兩個(gè)部件，在預(yù)制工廠事先預(yù)制，在鋪建道路的現(xiàn)場(chǎng)將上、下兩部分相互交錯(cuò)搭接(圖9)，用螺帽螺栓62(圖9中B-B剖面圖)擰緊，使上、下兩部分緊密貼合裝配成一條整體車道，但上、下兩部分的中間接合面有通過水流的橫向通孔，可以使凸字型車道兩側(cè)水流橫向流過該通孔(圖9中A-A剖面圖)。凸字型車道(圖9)的下部寬體部分63兩邊上表面有5°的向下、向外傾斜的橫向坡度角；凸字型車道用硬質(zhì)耐磨材料制成，該車道鋪設(shè)實(shí)施時(shí)，不挖山洞，不架橋，隨山區(qū)自然起伏地形鋪建，為保護(hù)風(fēng)景區(qū)內(nèi)原始自然風(fēng)貌，可以建造在灌木林中、亂石中、草叢里、淺水下及濕地上，由于微型乘坐列車較輕、較窄，所以該車道是窄路基，凸字型車道的地基只求堅(jiān)實(shí)、表面堅(jiān)硬、平展即可，在凸字型車道中在螺栓螺帽62的接合處及其周圍充填防水型潤滑脂用于防銹，便于再次拆卸。傳統(tǒng)單軌車輛為改變車道，需要設(shè)置由地面操作人員控制的活動(dòng)道岔，在本發(fā)明的配套的專用的單軌凸字型車道當(dāng)中沒有活動(dòng)的車道。如果要使微型乘坐列車具有最佳的結(jié)構(gòu)，則行走的車道坡度不宜太陡，為此相應(yīng)的在鋪設(shè)凸字型車道時(shí)其坡度就不宜太大，縱向坡度低于35°為好。
權(quán)利要求
1.一種微型乘坐列車是一種在不同車軸上裝配軌道車輪和道路車輪的在軌道和道路中行駛的兩用車輛，它又是在地面上的單軌車道中運(yùn)行的運(yùn)輸車輛，在單軌車道中運(yùn)行有自動(dòng)導(dǎo)向及防止車輛側(cè)移的功能，其軌道驅(qū)動(dòng)輪呈水平方向安裝，作用在軌道驅(qū)動(dòng)輪上正壓力的方向也是水平方向，道路驅(qū)動(dòng)輪呈直立方向安裝，作用在道路驅(qū)動(dòng)輪上正壓力是垂直方向的車輛自重，本微型乘坐列車在道路中運(yùn)行能自由迴轉(zhuǎn)，微型乘坐列車的組成主要包括——?jiǎng)恿?，是裝配液壓驅(qū)動(dòng)或電力驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置的車輛，其內(nèi)在不同車軸上裝配軌道驅(qū)動(dòng)輪和道路驅(qū)動(dòng)輪，還有轉(zhuǎn)向裝置；——多輛裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車，在大坡度凸字型車道里向上行駛時(shí)，這些座椅車是微型乘坐列車中的牽引車；——多輛裝配軌道制動(dòng)裝置的座椅車，在大坡度凸字型車道里向下行駛及停駛時(shí)，這些座椅車是微型乘坐列車中的制動(dòng)車；和——用于游客座椅調(diào)平的自動(dòng)調(diào)平控制裝置；其特征是在所述的微型乘坐列車中采用具有超負(fù)荷能力的軌道驅(qū)動(dòng)裝置，還另有一個(gè)道路驅(qū)動(dòng)裝置，這兩種驅(qū)動(dòng)裝置能夠同時(shí)在配套車道中實(shí)施對(duì)微型乘坐列車的驅(qū)動(dòng)，並能夠自動(dòng)同步；微型乘坐列車在大坡度凸字型車道里向上運(yùn)行，該微型乘坐列車中一對(duì)軌道驅(qū)動(dòng)輪(33)壓向凸字型車道上部凸出部分(61)兩側(cè)垂直面上的正壓力是由車內(nèi)左、右兩邊夾緊裝置(39)施加的水平液壓夾緊拉力產(chǎn)生，該正壓力大小與軌道驅(qū)動(dòng)輪(33)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的大小同步增加或同步減小；微型乘坐列車在凸字型車道里向下運(yùn)行實(shí)施制動(dòng)時(shí)，該微型乘坐列車中一對(duì)制動(dòng)器(51)壓向凸字型車道上部凸出部分(61)兩側(cè)垂宜面上的正壓力是由車內(nèi)左、右兩邊制動(dòng)器夾緊裝置(54)施加的水平彈簧夾緊拉力產(chǎn)生；微型乘坐列車中座椅車(5)里面軌道制動(dòng)裝置是常閉式制動(dòng)器；微型乘坐列車中座椅車(5)里面常閉式制動(dòng)器是直接制動(dòng)的制動(dòng)器(51)；微型乘坐列車騎跨在凸字型車道上，其兩側(cè)行走輪(37)及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪(18)在車道寬體部分(63)上面兩邊車道上行駛，其兩側(cè)行走輪(37)及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪(18)的內(nèi)側(cè)面緊靠凸字型車道上部凸出部分(61)的兩側(cè)垂直面；微型乘坐列車中座椅車(3、5)的游客座椅(32)由自動(dòng)調(diào)平控制裝置實(shí)施調(diào)平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型乘坐列車，其特證是軌道驅(qū)動(dòng)裝置與軌道制動(dòng)裝置兩者可以互換安裝，在動(dòng)力車(1)及座椅車(3)中，能夠裝配軌道制動(dòng)裝置，在座椅車(5)中也能夠裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型乘坐列車，其特證是在動(dòng)力車(1)及座椅車(3)中，裝配2至3對(duì)軌道驅(qū)動(dòng)裝置，在座椅車(5)中，裝配2至3對(duì)軌道制動(dòng)裝置，在座椅車(3、5)中也可以同時(shí)裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置和軌道制動(dòng)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型乘坐列車，微型乘坐列車及游客自身重量由兩側(cè)行走輪(37)及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪(18)承受，兩側(cè)行走輪(37)及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪(18)直立安裝，其特證是兩側(cè)行走輪(37)及兩側(cè)道路驅(qū)動(dòng)輪(18)均向外傾斜一個(gè)微小角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型乘坐列車，其特證是微型乘坐列車中座椅是非敞開式，微型乘坐列車?yán)锏鸟{駛座(20)及座椅車(3、5)中全部游客座椅(32)上方裝配車頂蓬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型乘坐列車，其特證是微型乘坐列車中座椅是非敞開式，微型乘坐列車?yán)锏鸟{駛座(20)及座椅車(3、5)中全部游客座椅(32)周圍裝配車廂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型乘坐列車，其特證是多輛裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車(3)與多輛裝配軌道制動(dòng)裝置的座椅車(5)的編組次序是大部分裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車(3)應(yīng)在微型乘坐列車的前部，而大部分裝配軌道制動(dòng)裝置的座椅車(5)應(yīng)在微型乘坐列車的后部。
8.一種產(chǎn)品權(quán)利要求1所述的微型乘坐列車，而該微型乘坐列車行駛其上的配套車道，是地面上的專用的單軌凸字型車道，該配套車道分上、下兩部分上部凸出部分(61)與下部寬體部分(63)，上、下兩部分之間接觸面緊密貼合、相互交錯(cuò)，用螺栓螺帽(62)固定而成為一條整體凸字型車道，凸字型車道對(duì)微型乘坐列車有導(dǎo)向及防側(cè)移功能，凸字型車道上部凸出部分(61)的兩側(cè)垂直面是微型乘坐列車?yán)镒诬?3)中的軌道驅(qū)動(dòng)輪(33)的驅(qū)動(dòng)面，其特征是在凸字型車道上部凸出部分(61)的兩側(cè)垂直面是該微型乘坐列車?yán)镒诬?5)中的軌道制動(dòng)裝置制動(dòng)器(51)的制動(dòng)面，還是阻止該微型乘坐列車中道路驅(qū)動(dòng)輪(18)和行走輪(37)離開軌道橫向側(cè)翻的限制面；凸字型車道上、下兩部分之間有通過水流的橫向通孔；凸字型車道先期分段、分塊預(yù)制，其后在鋪建的現(xiàn)場(chǎng)按積木式安裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型乘坐列車行駛其上的配套車道，其特證是凸字型車道的下部寬體部分(63)兩邊的上表面是一個(gè)有微小的向下、向外傾斜角的橫向斜表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微型乘坐列車，該列車是在其配套的專用的單軌凸字型車道和道路中運(yùn)行的兩用車輛，是低速、微型，能夠在陡坡上、淺水中行駛的供游客乘坐的觀光游覽自然風(fēng)景的乘坐列車。該微型乘坐列車包括動(dòng)力車、多輛裝配軌道驅(qū)動(dòng)裝置的座椅車、多輛裝配軌道制動(dòng)裝置的座椅車及游客座椅自動(dòng)調(diào)平裝置；軌道與道路兩者驅(qū)動(dòng)可不停車轉(zhuǎn)換；軌道驅(qū)動(dòng)輪安裝呈水平方向，其上正壓力與該驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力同步增加或減?。卉壍乐苿?dòng)裝置是常閉式制動(dòng)器，是直接制動(dòng)。凸字型車道上部凸出部分的兩側(cè)垂直面是座椅車的驅(qū)動(dòng)面，也是制動(dòng)面，同時(shí)又是阻止微型乘坐列車側(cè)翻的限制面；車道中有通過水流的橫向通孔，該車道分段分塊預(yù)制，在現(xiàn)場(chǎng)按積木式安裝。
文檔編號(hào)B61B13/04GK1439557SQ0310905
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者于增揚(yáng), 陳佩芳 申請(qǐng)人:于增揚(yáng), 陳佩芳