本發(fā)明涉及城市公共交通領(lǐng)域，特指一種城市慢行交通系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

20世紀(jì)70年代以來，能源危機(jī)和環(huán)境污染等一系列問題的相繼爆發(fā)，引發(fā)了人們對(duì)高速工業(yè)化時(shí)代發(fā)展模式的反思，生態(tài)城市的理念和實(shí)踐逐步在全球興起。一種環(huán)保、健康的慢行交通方式逐漸進(jìn)入公眾的視野，并成為許多城市推崇的交通模式。所謂的城市慢行交通，就是把步行、自行車等慢速出行方式作為城市交通的主體，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的綠色出行模式，從而解決道路擁堵、汽車尾氣污染、停車難等城市管理難題。

近年來，多個(gè)城市在慢行交通的建設(shè)方面做出了不少努力，首先要在人流密集商業(yè)核心區(qū)規(guī)劃商業(yè)步行街，鼓勵(lì)發(fā)展慢行交通；其次將建設(shè)城市慢行休閑廊道，打造步行專用示范街區(qū)，并改造一批城市主干道，使其具有良好的自行車和步行環(huán)境。未來城市需要有供機(jī)動(dòng)車馳騁的快速道路，也需要有供行人和非機(jī)動(dòng)車出行者使用的慢行系統(tǒng)，只有兩者互補(bǔ)，互不干擾，才能形成有序、環(huán)保、快捷的城市交通。

當(dāng)前，在機(jī)場(chǎng)、地鐵或商場(chǎng)中，城市慢行交通又稱之為為“自動(dòng)人行道”，發(fā)明專利CN201510882317.7采用電機(jī)和滾輪配合驅(qū)動(dòng)技術(shù)，這種“自動(dòng)人行道”無法實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)向，且由于“自動(dòng)人行道”的摩擦阻力較大、效率較低，其消耗能源相當(dāng)可觀；同時(shí)，在城市小區(qū)與旅游景點(diǎn)，對(duì)于老弱病殘?jiān)卸裕L時(shí)間行走十分不便，而暫時(shí)還無相關(guān)專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜使用環(huán)境下的“自動(dòng)人行道”。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決城市慢行交通缺乏一套效率較高、環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)的城市慢行交通系統(tǒng)的問題，提供了一種城市慢行交通系統(tǒng)，能夠顯著降低城市慢行交通的能量消耗，滿足各種復(fù)雜環(huán)境的使用需求。

本發(fā)明涉及的城市慢行交通系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是：城市慢行交通系統(tǒng)包括軌道子系統(tǒng)和行駛子系統(tǒng)。

軌道子系統(tǒng)包括前上下客區(qū)域1、靜止軌道2、運(yùn)行軌道4和后上下客區(qū)域5。其中，靜止軌道2與運(yùn)行軌道4的前后部半圓部分相切，上下客區(qū)域1和后上下客區(qū)域5分別安裝在運(yùn)行軌道4的正前部和正后部。靜止軌道2和運(yùn)行軌道4由外懸浮磁鐵6、直線電機(jī)繞組7、內(nèi)懸浮磁鐵8和軌道基座9組成。軌道基座9為長方體內(nèi)部挖空半個(gè)橢圓形。外懸浮磁鐵6、直線電機(jī)繞組7、內(nèi)懸浮磁鐵8均安裝在軌道基座9內(nèi)環(huán)的表面內(nèi)。外懸浮磁鐵6處于靜止軌道2和運(yùn)行軌道4的外側(cè)，內(nèi)懸浮磁鐵8處于靜止軌道2和運(yùn)行軌道4的內(nèi)側(cè)，在橫向方向上相對(duì)安裝的兩個(gè)外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8極性是相反的。直線電機(jī)繞組7則安裝在外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8中間。在縱向軌道方向上相鄰兩個(gè)外懸浮磁鐵6之間極性相反，相鄰兩個(gè)內(nèi)懸浮磁鐵8極性之間也相反。

行駛子系統(tǒng)包括行駛機(jī)構(gòu)3、高壓電纜線14和直線電機(jī)控制器15。其中，行駛機(jī)構(gòu)3包括直線電機(jī)磁鐵10、支撐底座11、懸浮外殼12和站立平板13。支撐底座11為半橢圓形長方體，為了減輕質(zhì)量，中部也可掏空半個(gè)橢圓。在支撐底座11與軌道基座9相對(duì)的外表面安裝有懸浮外殼12，懸浮外殼12的材料為銅或鋅等導(dǎo)電材料，支撐底座11由強(qiáng)度較高且不導(dǎo)電的復(fù)合材料制成。直線電機(jī)磁鐵10安裝在支撐底座11的下表面，直線電機(jī)磁鐵10與直線電機(jī)繞組7相對(duì)形成直線電機(jī)。站立平板13則固定在支撐底座11的上表面。

行駛機(jī)構(gòu)3在運(yùn)行軌道4上以恒定速度移動(dòng)，行駛機(jī)構(gòu)3則在靜止軌道2停止不動(dòng)。當(dāng)行駛機(jī)構(gòu)3以一定速度在運(yùn)行軌道4上移動(dòng)時(shí)，根據(jù)法拉利電磁感應(yīng)定律，與外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8相對(duì)的懸浮外殼12內(nèi)表面上將會(huì)產(chǎn)生電渦流，而且電渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8極性相同，根據(jù)磁鐵同性相吸、異性相斥的原理，將會(huì)使行駛機(jī)構(gòu)3懸浮在運(yùn)行軌道4上。當(dāng)行駛機(jī)構(gòu)3停止在靜止軌道2時(shí)，此時(shí)行駛機(jī)構(gòu)3不能實(shí)現(xiàn)懸浮。直線電機(jī)控制器15通過高壓電纜線14與每個(gè)直線電機(jī)繞組7相連。使用直線電機(jī)控制器15，控制行駛機(jī)構(gòu)3在運(yùn)行軌道4上運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

本發(fā)明涉及的城市慢行交通系統(tǒng)的控制方法采用的技術(shù)方案是包括如下步驟：

在機(jī)場(chǎng)、地鐵或商場(chǎng)中，當(dāng)乘客進(jìn)入后上下客區(qū)域5準(zhǔn)備登車時(shí)，直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3駛出后部的靜止軌道2進(jìn)行運(yùn)行軌道4中，行駛機(jī)構(gòu)3同時(shí)實(shí)現(xiàn)懸浮狀態(tài)，乘客登上站立平板13。直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3以5km/h-10km/h的恒定速度在運(yùn)行軌道4上行駛。

當(dāng)行駛機(jī)構(gòu)3行駛到運(yùn)行軌道4正前部時(shí)，乘客離開站立平板13進(jìn)入前上下客區(qū)域1。若此時(shí)有乘客需要登車返回后上下客區(qū)域5，則直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3繼續(xù)在運(yùn)行軌道4上行駛；若此時(shí)沒有乘客需要登車，直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3減速駛?cè)朐谇安康撵o止軌道2并停止下來，以節(jié)約城市慢行交通系統(tǒng)的能源消耗。

在城市小區(qū)與旅游景點(diǎn)，直線電機(jī)控制器15控制每個(gè)行駛機(jī)構(gòu)3之間距離50mm-100mm，且每個(gè)行駛機(jī)構(gòu)3以相同的恒定速度運(yùn)行，乘客可以隨時(shí)隨地登上站立平板13，并隨時(shí)隨地的離開站立平板13。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)行駛機(jī)構(gòu)在運(yùn)行軌道上實(shí)現(xiàn)懸浮，顯著降低行駛機(jī)構(gòu)工作中的摩擦阻力，降低城市慢行交通系統(tǒng)的能量消耗；(2)行駛機(jī)構(gòu)由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且能夠?qū)崿F(xiàn)大半徑轉(zhuǎn)彎，能夠使用市區(qū)不同使用環(huán)境的需求。

附圖說明

圖1是商用城市慢行交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是城市慢行交通系統(tǒng)剖視圖

圖3是內(nèi)外懸浮磁鐵分布示意圖

圖4是民用城市慢行交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：1—前上下客區(qū)域，2—靜止軌道，3—行駛機(jī)構(gòu)，4—運(yùn)行軌道，5—后上下客區(qū)域，6—外懸浮磁鐵，7—直線電機(jī)繞組，8—內(nèi)懸浮磁鐵，9—軌道基座，10—直線電機(jī)磁鐵，11—支撐底座，12—懸浮外殼，13—站立平板，14—高壓電纜線，15—直線電機(jī)控制器；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明涉及的城市慢行交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

城市慢行交通系統(tǒng)包括軌道子系統(tǒng)和行駛子系統(tǒng)。本發(fā)明的附圖1、3、4均規(guī)定左側(cè)為前部，右側(cè)為后部。

如圖1所示，軌道子系統(tǒng)包括前上下客區(qū)域1、靜止軌道2、運(yùn)行軌道4和后上下客區(qū)域5。其中，靜止軌道2與運(yùn)行軌道4的前后部半圓部分相切，上下客區(qū)域1和后上下客區(qū)域5分別安裝在運(yùn)行軌道4的正前部和正后部。靜止軌道2和運(yùn)行軌道4由外懸浮磁鐵6、直線電機(jī)繞組7、內(nèi)懸浮磁鐵8和軌道基座9組成。軌道基座9為長方體內(nèi)部挖空半個(gè)橢圓形。外懸浮磁鐵6、直線電機(jī)繞組7、內(nèi)懸浮磁鐵8均安裝在軌道基座9內(nèi)環(huán)的表面內(nèi)。外懸浮磁鐵6處于靜止軌道2和運(yùn)行軌道4的外側(cè)，內(nèi)懸浮磁鐵8處于靜止軌道2和運(yùn)行軌道4的內(nèi)側(cè)，在橫向方向上相對(duì)安裝的兩個(gè)外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8極性是相反的。直線電機(jī)繞組7則安裝在外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8中間。聯(lián)合圖1和圖3所示，在縱向方向上相鄰兩個(gè)外懸浮磁鐵6之間極性相反，相鄰兩個(gè)內(nèi)懸浮磁鐵8極性之間也相反。

如圖2所示，行駛子系統(tǒng)包括行駛機(jī)構(gòu)3、高壓電纜線14和直線電機(jī)控制器15。其中，行駛機(jī)構(gòu)3包括直線電機(jī)磁鐵10、支撐底座11、懸浮外殼12和站立平板13。支撐底座11為半橢圓形長方體，為了減輕質(zhì)量，中部也可掏空半個(gè)橢圓。在支撐底座11與軌道基座9相對(duì)的外表面安裝有懸浮外殼12，懸浮外殼12的材料為銅或鋅等導(dǎo)電材料，支撐底座11由強(qiáng)度較高且不導(dǎo)電的復(fù)合材料制成。直線電機(jī)磁鐵10安裝在支撐底座11的下表面，直線電機(jī)磁鐵10與直線電機(jī)繞組7相對(duì)形成直線電機(jī)。站立平板13則固定在支撐底座11的上表面(本發(fā)明給出的實(shí)施例可以通過螺栓連接)。

行駛機(jī)構(gòu)3在運(yùn)行軌道4上以恒定速度移動(dòng)，行駛機(jī)構(gòu)3則在靜止軌道2停止不動(dòng)。當(dāng)行駛機(jī)構(gòu)3以一定速度在運(yùn)行軌道4上移動(dòng)時(shí)，根據(jù)法拉利電磁感應(yīng)定律，與外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8相對(duì)的懸浮外殼12內(nèi)表面上將會(huì)產(chǎn)生電渦流，而且電渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與外懸浮磁鐵6和內(nèi)懸浮磁鐵8極性相同，根據(jù)磁鐵同性相吸、異性相斥的原理，將會(huì)使行駛機(jī)構(gòu)3懸浮在運(yùn)行軌道4上。當(dāng)行駛機(jī)構(gòu)3停止在靜止軌道2時(shí)，此時(shí)行駛機(jī)構(gòu)3不能實(shí)現(xiàn)懸浮。

聯(lián)合圖1和圖3所示，直線電機(jī)控制器15通過高壓電纜線14與每個(gè)直線電機(jī)繞組7相連。使用直線電機(jī)控制器15，控制行駛機(jī)構(gòu)3在運(yùn)行軌道4上運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明涉及的城市慢行交通系統(tǒng)的控制方法。

如圖1所示，在機(jī)場(chǎng)、地鐵或商場(chǎng)中，當(dāng)乘客進(jìn)入后上下客區(qū)域5準(zhǔn)備登車時(shí)，直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3駛出后部的靜止軌道2進(jìn)行運(yùn)行軌道4中，行駛機(jī)構(gòu)3同時(shí)實(shí)現(xiàn)懸浮狀態(tài)，乘客登上站立平板13。直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3以5km/h-10km/h的恒定速度在運(yùn)行軌道4上行駛。

當(dāng)行駛機(jī)構(gòu)3行駛到運(yùn)行軌道4正前部時(shí)，乘客離開站立平板13進(jìn)入前上下客區(qū)域1。若此時(shí)有乘客需要登車返回后上下客區(qū)域5，則直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3繼續(xù)在運(yùn)行軌道4上行駛；若此時(shí)沒有乘客需要登車，直線電機(jī)控制器15控制行駛機(jī)構(gòu)3減速駛?cè)朐谇安康撵o止軌道2并停止下來，以節(jié)約城市慢行交通系統(tǒng)的能源消耗。

如圖4所示，在城市小區(qū)與旅游景點(diǎn)，直線電機(jī)控制器15控制每個(gè)行駛機(jī)構(gòu)3之間距離50mm-100mm，且每個(gè)行駛機(jī)構(gòu)3以相同的恒定速度運(yùn)行，乘客可以隨時(shí)隨地登上站立平板13，并隨時(shí)隨地的離開站立平板13。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。