本發(fā)明涉及跨座式軌道交通，特別涉及一種多模式驅(qū)動(dòng)的跨座式單軌交通系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、跨座式單軌屬于城市軌道交通中的膠輪軌道交通系統(tǒng)，包含軌道梁、騎跨于軌道梁的走行部以及車體，在走行部上安裝有橡膠輪胎，通過(guò)橡膠輪胎與混凝土軌道梁之間的摩擦力提供牽引和制動(dòng)力；跨座式單軌具有軌道梁窄小、轉(zhuǎn)向架軸距小、轉(zhuǎn)彎半徑小、膠輪系統(tǒng)摩擦力大、爬坡能力較普通鋼輪-鋼軌系統(tǒng)大、可維護(hù)性高、舒適性強(qiáng)、噪音小的優(yōu)點(diǎn)，因此該交通系統(tǒng)線路布置靈活，特別適合于山地城市、地形復(fù)雜城市和建筑集中度高的城區(qū)和城郊，且在旅游景區(qū)也有很好的適應(yīng)性。

2、但隨著山地城市及旅游景區(qū)不斷向地形復(fù)雜的地區(qū)發(fā)展，其對(duì)交通工具爬坡能力的需求也越來(lái)越高；而對(duì)于現(xiàn)有的依靠橡膠輪胎與軌道梁之間的摩擦力爬坡的跨座式單軌列車，由于橡膠輪與軌道梁之間存在摩擦極限，其最大爬坡能力只能達(dá)到100‰坡度，已難以滿足日益增長(zhǎng)的爬坡能力需求；當(dāng)坡度增加時(shí)，為了使列車能夠爬更大坡度，需要提升橡膠輪與軌道梁之間的牽引力，當(dāng)牽引力大于橡膠輪與軌道梁的摩擦力時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)，加劇輪胎的磨耗，甚至?xí)霈F(xiàn)安全事故，因此急需開發(fā)一種新型跨座式軌道交通系統(tǒng)，能夠適應(yīng)100‰及以上更大的坡度，以提升其對(duì)地形復(fù)雜城市、山地旅游景區(qū)的適應(yīng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有跨座式交通系統(tǒng)依靠橡膠輪胎與軌道梁之間的摩擦力提供牽引力和制動(dòng)力，其爬坡能力受到摩擦極限的限制，無(wú)法適用于大坡度地形的技術(shù)問(wèn)題，提供一種多模式驅(qū)動(dòng)的跨座式單軌交通系統(tǒng)。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種多模式驅(qū)動(dòng)的跨座式單軌交通系統(tǒng)，包含走行部和軌道梁，走行部騎跨于軌道梁，還包含：

3、膠輪軌和齒軌，膠輪軌和齒軌均設(shè)置于軌道梁的側(cè)面，膠輪軌和齒軌沿軌道梁高度方向位置錯(cuò)開；膠輪軌和齒軌沿軌道梁長(zhǎng)度方向交替分布，沿軌道梁長(zhǎng)度方向在膠輪軌和齒軌之間設(shè)置有重合段，膠輪軌和齒軌均伸入重合段；

4、膠輪和嚙合齒輪，膠輪與嚙合齒輪均與走行部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，膠輪的位置與膠輪軌的位置匹配，膠輪的半徑大于膠輪軌與膠輪軸線之間的間距，膠輪能夠在膠輪軌上滾動(dòng)，且膠輪與膠輪軌能夠相互擠壓從而產(chǎn)生牽引力；嚙合齒輪的位置與齒軌匹配，嚙合齒輪能夠與齒軌嚙合；膠輪和嚙合齒輪均與驅(qū)動(dòng)裝置連接。

5、本方案將在軌道梁的側(cè)面連續(xù)、交替地設(shè)置膠輪軌和齒軌，并在走行部上對(duì)應(yīng)設(shè)置膠輪和嚙合齒輪，使本方案具備兩種不同的工作模式；當(dāng)走行部位于膠輪軌所在的區(qū)域時(shí)，膠輪能與膠輪軌接觸，從而通過(guò)膠輪與膠輪軌之間的摩擦提供牽引力和制動(dòng)力，并可以通過(guò)調(diào)整膠輪軌的高度增大膠輪與膠輪軌之間的摩擦力；在此狀態(tài)下，本方案的工作模式與現(xiàn)有的使用橡膠輪胎的跨座式交通系統(tǒng)相同，因此也同樣具備軌道梁窄小、轉(zhuǎn)向架軸距小、轉(zhuǎn)彎半徑小、膠輪系統(tǒng)摩擦力大、爬坡能力較普通鋼輪-鋼軌系統(tǒng)大、可維護(hù)性高、舒適性強(qiáng)、噪音小等現(xiàn)有跨座式交通系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)。

6、而當(dāng)走行部位于齒軌所在的區(qū)域時(shí)，嚙合齒輪能與齒軌嚙合，從而通過(guò)嚙合齒輪與齒軌之間的支反力提供牽引力和制動(dòng)力；其中，嚙合齒輪與齒軌之間支反力的大小取決于嚙合齒輪和齒軌的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及驅(qū)動(dòng)裝置所能提供的最大扭矩，而非嚙合齒輪與齒軌之間的摩擦極限，因此當(dāng)本方案運(yùn)行于齒軌所在的區(qū)域時(shí)，走行部能夠產(chǎn)生遠(yuǎn)大橡膠輪胎所能產(chǎn)生的牽引力和制動(dòng)力，從而能使本方案具有遠(yuǎn)比現(xiàn)有技術(shù)中橡膠輪胎更強(qiáng)的爬坡能力，并避免膠輪在上坡時(shí)的加劇磨損、延長(zhǎng)膠輪的使用壽命。

7、且由于膠輪軌和齒軌之間設(shè)置有重合段，當(dāng)走行部在膠輪軌和齒軌之間切換時(shí)，本方案能夠避免膠輪和嚙合齒輪中的一者已經(jīng)和軌道脫離接觸，而另一者還未與軌道接觸，導(dǎo)致走行部失去動(dòng)力，進(jìn)而危及走行部運(yùn)行的平順性和穩(wěn)定性的情況，使本方案的走行部能夠時(shí)刻維持動(dòng)力和平穩(wěn)地運(yùn)行。

8、綜上，本方案同時(shí)具備兩種工作模式，根據(jù)實(shí)際地形條件分配膠輪軌和齒軌的分布方式，例如在坡度較大的區(qū)域設(shè)置齒軌，在坡度平緩的區(qū)域設(shè)置膠輪軌，即可使本方案既能在平緩區(qū)域充分發(fā)揮跨座式交通系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，又能順利爬過(guò)大坡度區(qū)域，具備良好的地形適應(yīng)能力；且由于兩種工作模式是交替進(jìn)行的，相比于同時(shí)設(shè)置膠輪和齒輪兩套不同的走行系統(tǒng)，本方案還能夠抑制膠輪軌、齒軌、膠輪和嚙合齒輪的磨損，從而獲取更長(zhǎng)的使用壽命，同時(shí)還能回避兩種不同工作模式同時(shí)工作所需要的復(fù)雜同步機(jī)構(gòu)。

9、優(yōu)選地，膠輪和嚙合齒輪沿軌道梁長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置。

10、本方案推薦了其中一種膠輪和嚙合齒輪的分布方式，能夠使膠輪、嚙合齒輪及其附屬結(jié)構(gòu)，例如軸、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、減速結(jié)構(gòu)主要占用沿軌道梁長(zhǎng)度方向的空間，而減少他們沿高度方向的空間占用，更適合縱向空間寬裕而豎向空間不足的走行部，且這樣也有利于降低走行部的重心、減小走行部?jī)A覆的風(fēng)險(xiǎn)。

11、優(yōu)選地，膠輪的軸線和嚙合齒輪的軸線的間距小于或等于重合段的長(zhǎng)度。

12、本方案能夠確保不管膠輪在前或嚙合齒輪在前，走行部在從膠輪軌轉(zhuǎn)換到齒軌或從齒軌轉(zhuǎn)換到膠輪軌的各種工況下，均能保證膠輪和嚙合齒輪中的至少一個(gè)與軌道梁有接觸，從而保證走行部能夠時(shí)刻維持動(dòng)力和平穩(wěn)地運(yùn)行。

13、優(yōu)選地，走行部的數(shù)量大于一，各走行部上的膠輪與嚙合齒輪的排列順序相同。

14、在現(xiàn)有的具有多個(gè)走行部的列車上，相鄰兩個(gè)走行部的朝向多反向設(shè)置，以便在走行部中組件發(fā)生單向磨損時(shí)，將相鄰兩個(gè)走行部互換位置以更換磨損側(cè)，從而確保走行部中各部件磨損均勻；但是本方案中走行部的朝向與本方案切換工作模式時(shí)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特性有關(guān)，因此本方案推薦各走行部上的膠輪與嚙合齒輪朝向相同，從而確保本方案運(yùn)行的平穩(wěn)性。

15、優(yōu)選地，齒軌所在的高度高于膠輪軌所在的高度。

16、由于嚙合齒輪與齒軌相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的沿嚙合齒輪徑向向外的支反力，若將嚙合齒輪設(shè)置于走行部靠下的部分，則該支反力產(chǎn)生的力矩會(huì)使走行部對(duì)應(yīng)區(qū)域有遠(yuǎn)離軌道梁的趨勢(shì)，與走行部的理想受力特性相違；因此本方案推薦將齒軌設(shè)置于高處反轉(zhuǎn)該支反力產(chǎn)生的力矩，使走行部對(duì)應(yīng)區(qū)域有靠近軌道梁的趨勢(shì)，進(jìn)而使走行部具有更好的受力特性，能夠更加平穩(wěn)可靠地運(yùn)行。

17、優(yōu)選地，齒軌的一端與軌道梁固定連接，齒軌的另一端與軌道梁活動(dòng)連接，活動(dòng)連接包含至少一個(gè)沿水平方向的移動(dòng)自由度。

18、本方案使齒軌的一端具備至少一個(gè)移動(dòng)自由度，有利于釋放齒軌由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的形變和溫度應(yīng)力。

19、優(yōu)選地，齒軌具有移動(dòng)自由度的一端與軌道梁之間還連接有彈性元件。

20、本方案的彈性元件能夠吸收軌道梁和齒軌之間的振動(dòng)和沖擊，釋放由于熱脹冷縮軌道梁與齒軌之間產(chǎn)生的錯(cuò)動(dòng)。

21、優(yōu)選地，膠輪軌靠近齒軌的一端設(shè)置有過(guò)渡段，過(guò)渡段表面與膠輪軸線的距離沿靠近齒軌的方向逐漸減小。

22、本方案能夠使膠輪與膠輪軌的接觸動(dòng)作或分離動(dòng)作更加平滑，減少由于膠輪軌厚度突變而對(duì)膠輪造成的沖擊，從而能夠提高走行部運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

23、優(yōu)選地，膠輪軌和齒軌均在軌道梁的左右兩側(cè)對(duì)稱分布。

24、本方案能夠使走行部的受力左右對(duì)稱，從而使走行部能夠更加平穩(wěn)地運(yùn)行，減少翻覆的風(fēng)險(xiǎn)。

25、優(yōu)選地，齒軌的坡度大于或等于100‰且小于或等于480‰。

26、本方案推薦了需要設(shè)置齒軌的具體坡度區(qū)間范圍。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

28、本發(fā)明提供一種多模式驅(qū)動(dòng)的跨座式單軌交通系統(tǒng)，通過(guò)在軌道梁的側(cè)面連續(xù)、交替地設(shè)置膠輪軌和齒軌，并在走行部上對(duì)應(yīng)設(shè)置膠輪和嚙合齒輪，使本發(fā)明具備兩種不同的工作模式；根據(jù)實(shí)際地形條件分配膠輪軌和齒軌的分布方式，即可使本發(fā)明既能在平緩區(qū)域充分發(fā)揮跨座式交通系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，又能順利爬過(guò)陡峭區(qū)域，具備良好的地形適應(yīng)能力；且由于兩種工作模式是交替進(jìn)行的，本發(fā)明能夠適應(yīng)更大的坡度，還能夠抑制膠輪軌、齒軌、膠輪和嚙合齒輪的磨損，從而獲取更長(zhǎng)的使用壽命，同時(shí)還能回避兩種不同工作模式同時(shí)工作所需要的復(fù)雜同步機(jī)構(gòu)。