Высокоскоростная разветвленная транспортная система для индивидуального перемещения пассажиров

 

Использование: переключаемые системы для быстрого персонального перемещения, которые обеспечивают пассажирам безостановочную прямую адресацию к точке назначения в малом бортовом устройстве. Сущность изобретения: переключающее устройство смонтировано в определенном районе в форме сети, включающей главный путь и пути ответвления и слияния с ним. Система для быстрого персонального перемещения имеет в своем составе путепровод, который включает необходимые для движения рульсы внутри себя, малые кабины, которые автоматически перемещаются по путепроводу и содержит ходовую часть, оборудованную направляющими колесами, введенными во внутреннюю полость путепровода, электромагнитное переключающее устройство, расположенное спереди и сзади ходовой части кабины. Последнее осуществляет операцию переключения путем обеспечения силы прижатия к рельсу, если кабина движется по прямому главному пути, и контролирует движение кабины в этом направлении путем создания плотного контакта с рельсом, когда переходит на переключающую секцию. Данное техническое решение обеспечивает переключение на коротком головном участке за половину секунды без подвижных частей на путепроводе, позволяя таким образом оперировать большим потоком кабин и гарнтировать их быстрое передвижение даже на переключающих секциях путепровода. 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к переключаемым системам для быстрого персонального перемещения, которые позволяют пассажирам быстро прибывать в пункт назначения и в которых малые транспортные средства могут перемещаться к желаемой точке назначения без единой подвижной части в местах развилок и слияний путевода.

Кабины быстрого персонального перемещения полностью автоматизированы и двигаются по малому облегченному воздушному путепроводу, который может быть расположен на улицах или в зданиях. Пассажирам не требуется разделять поездку с посторонними, а поскольку большинство перемещающихся по городам групп состоят из трех и менее человек, кабина снабжена тремя сиденьями. Принципиальное техническое требование к подобной коммерчески пригодной транспортной системе - очень высокая пропускная способность потока кабин вдоль одного путевода. Для достижения потока кабин на уровне 6000 кабин в час или более требуется текущее разделение кабин в долях секунды. Однако монорельс не может удовлетворить этим требованиям, поскольку полная секция пакета, по которому двигаются кабины, должна быть переведена на другой путь для достижения переадресации и таким образом перемещение пути на путепроводе требует разрыва во времени между кабинами, поскольку разрыв занимает секунды. Поскольку переключение направления поезда на железных дорогих осуществляется движением полотна, на это уходит примерно 3-45 с между поездами, имеющими разное направление после прохождения стрелки. Соответственно обычная система имеет тот недостаток, что время прохождения поездов запаздывает, а перевод в неправильном направлении приводит к сходу с рельсов.

Наиболее близкой к описываемой является высокоскоростная разветвленная транспортная система для индивидуального перемещения пассажиров, содержащая полый путепровод с главными секциями и примыкающими к ним переходными секциями, малогабаритные, функционирующие с секундами интервалами кабины, бортовые части которых расположены над центральной продольной щелью путепровода, а ходовые части с роторными элементами левосторонних и правосторонних линейных электродвигателей, направляющими или опорными колесами и роликами боковой стабилизации - в его внутренней полости, оборудованной статорными элементами линейных электродвигателей, маршрутные электромагнитные переключатели.

Указанная транспортная система также характеризуется невысоким быстродействием в части переключения направления движения кабин. Кроме того, необходимое переключение требует сложных, базирующихся на подвижных конструктивных элементах решений.

Целью предлагаемого изобретения является создание переключаемой системы для быстрого персонального перемещения, обеспечивающей операцию переадресации кабин, которая осуществляется за доли секунд в точках развилок и слияний путепровода.

Другой задачей изобретения является наделение переключаемой системы для быстрого персонального перемещения способностью переключать движущиеся кабины с одного пути движения на другой без единой подвижной части на путепроводе.

Поставленные задачи достигаются тем, что в высокоскоростной разветвленной транспортной системе для индивидуального перемещения пассажиров, содержащей полый путепровод с главными секциями и примыкающими к ним переходными секциями, малогабаритные, функционирующие с секундными интервалами кабины, бортовые части которых расположены над центральной продольной щелью путепровода, провода, а ходовые части с роторными элементами левосторонних и правосторонних линейных электродвигателей, направляющими или опорными колесами и роликами боковой стабилизации - в его внутренней полости, оборудованной статорными элементами линейных электродвигателей, маршрутные электромагнитные переключатели, последние установлены на ходовых частях кабин с возможностью притягивания к выполненным с ферромагнитными участками статорным элементам линейных электродвигателей соответствующей стороны при движении упомянутых малогабаритных кабин по переходным секциям путепровода с выключенными линейными электродивагателями на противоположной стороне.

Достижению поставленных задач способствует ряд частных существенных признаков системы.

Путепровод включает в себя направляющие уголки, расположенные в вершинах его прямоугольного сечения, прямоугольные рамы, выполненные с центральными щелями на верхних перекладинах и установленные через пространственные интервалы вдоль направляющих уголков для их жесткого поддерживания и крепления внутри путепровода токоведущих шин и статорных элементов линейных электродвигателей, элементы фиксации соединения прямоугольных рам с направляющими уголками и изолирующие кожухи для закрытия всех конструктивных элементов путепровода за исключением щелей прямоугольных рам.

Во внутренней полости путепровода на вертикальных стойках прямоугольных рам укреплены по две токоведущие шины, предназначенные для электропитания потребителей кабин, а между ними - по одной из непрерывных реактивных шин, являющихся статорными элементами соответствующих линейных электродвигателей, при этом поверхности реактивных шин, обращенные к роторным элементам линейных электродвигателей, выполнены с алюминиевыми пластинами. а их внешние участки - из ферромагнитного материала, обеспечивающего взаимодействие с маршрутными электромагнитными переключателями.

Токоведущие шины установлены на изоляторах.

В путепроводе имеются каналы для прокладки кабелей.

По обеим сторонам щелевых разрезов верхних перекладин прямоугольных рам установлены вспомогательные продольные уголки.

К вспомогательным уголкам прикреплены гибкие закрывающие полоски, предназначенные для защиты изолирующих кожухов от попадания в них посторонних предметов, пыли, дождя и снега.

Обе половины изолирующих кожухов подвешены одними концами к нижним участкам путепровода, закрывая его дно, при этом противоположные их концы зафиксированы около верхней щели путепровода.

Бортовые и ходовые части кабин объединены посредством введенного в щель путепровода поддерживающего стабилизатора.

Опорные колеса установлены спереди и сзади ходовых частей кабин с возможностью перемещения по направляющим уголкам путепровода и снабжены смягчающими полиуретановыми шинами.

На каждой стороне ходовых частей кабин установлены по две пары маршрутных электромагнитных переключателей с ферромагнитными сердечниками, охваченными однофазными обмотками, и по две секции роторного элемента линейного электродвигателя с ферромагнитными сердечниками, примыкающими свободными концами к сердечникам соответствующей пары электромагнитных переключателей, и трехфазными обмотками, подключенными к соответствующим контроллерам.

Ролики для поддержания бокового зазора установлены на обеих сторонах переключательных и двигательных узлов с возможностью поддержания необходимого воздушного зазора между ферромагнитными сердечниками электромагнитных переключателей и роторных элементов линейных электродвигателей по отношению к соответствующим реактивным шинам.

С арматурой линейных электродвигателей связаны гидравлические тормоза, установленные с возможностью аварийного и остановочного торможения при воздействии на верхнюю и нижнюю поверхности соответствующей реактивной шины.

Ходовые части кабин снабжены блоками заряда аккумулятора, предназначеных для аварийного электропитания потребителей кабин.

Контроллеры линейных электродвигателей выполнены в виде трехфазных инверторов.

Обмотки спаренных электромагнитных переключателей имеют независимое электропитание.

Линейные электродвигатели выполнены с возможностью создания дополнительных сил маршрутного переключения кабин за счет электромагнитных нормальных сил на статорных элементах при выключенных линейных электродвигателях противоположной стороны.

На фиг. 1 показан трехмерный вид в разрезе переключаемой системы для быстрого персонального перемещения в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 2 - трехмерный вид рамы путепровода кабин в системе; на фиг. 3 - увеличенный поперечный разрез вдоль линии I-I на фиг. 1; на фиг. 4 - увеличенный поперечный разрез вдоль линии II-II на фиг. 1; на фиг. 5 - увеличенный трехмерный вид, показывающий только часть А на фиг. 1; на фиг. 6 - вид сбоку в направлении, показанном стрелкой B на фиг. 5; на фиг. 7 - увеличенный поперечный разрез вдоль линии III-III на фиг. 6, показывающий ходовую часть кабины, смонтированную на путепроводе кабины; на фиг. 8 - увеличенный поперечный разрез вдоль линии IV-IV на фиг. 6, показывающий ходовую часть кабины, смонтированную на путепроводе кабин; на фиг. 9 - увеличенный поперечный разрез вдоль линии V-V на фиг. 6, показывающий ходовую часть кабины, смонтированную на путепроводе кабин; на фиг. 10 - увеличенный поперечный разрез вдоль линии VI-VI на фиг. 6; на фиг. 11 - трехмерный вид в разрезе, показывающий секцию линейного двигателя и электромагнитного переключателя применительно к описываемой системе; на фиг. 12 - диаграмма, показывающая электросхему мощности для системы; на фиг. 13А и 13B - схематические диаграммы, показывающие условия движения кабин в точке развилка и в точке слияния системы.

На фиг. 1 переключаемая транспортная система содержит путепровод 10 кабин, малую кабину 30, которая автоматически перемещается по путепроводу 10 кабин, включающую ходовую часть 40 кабины, движущуюся внутри путепровода 10, и электромагнитную переключающую часть 70, которая способна переключать малую кабину 30 на путепроводе 10 кабин. Они объединены вместе и обеспечивают быстрое персональное перемещение с переключением направления движения. Подробное описание конструкции каждой части будет дано ниже.

В соответствии с фиг. 2 путепровод 10 кабин устанавливается в воздушном пространстве в виде сети в центральной части города и состоит из главного пути 10a и развилочных путей 10b и 10c, ответвляющихся от главного пути 10a к заданным районам. Путепровод 10 кабин представляет собой стальную ферму, поддержанную столбами через примерно каждые 25 м. Продольные конструкционные уголки 11a-11d расположены по четырем углам и работают так же, как несущие и направляющие поверхности для ходовой части 40 кабины 30. Продольные несущие и направляющие уголки 11a-11d присоединены к прямоугольным рамам 12 с интервалами 1,6 м. Рамы 12 фиксируют поверхности движения и также жестко удерживают каждый продольный направляющий уголок 11a-11d таким образом, что не происходит никакой деформации путепровода 10b, включая кручение.

Ходовая часть 40 кабины двигателя внутри коробчатой рамы путепровода 10 и тело кабины 30 удерживается на ходовой части 40 узким стабилизатором, который входит сверху в путепровод 10. Подробности конструкции будут описаны ниже.

Верх путепровода 10 имеет непрерывную узкую щель 14, через которую проходит стабилизатор. Эта щель 14 обычно снижает жесткость на кручение коробчатой конструкции. Прямоугольные рамы 12 изготовлены из очень прочных материалов, позволяющих зафиксировать размеры щели, обеспечивая таким образом адекватную жесткость на кручение. Конструкция коробчатой фермы путепровода 10 укреплена диагональными сдвиговыми элементами 15а по краям и поперечными сдвиговыми элементами 15b по днищу, причем сдвиговые элементы 15a и 15b прикреплены к прямоугольным рамам 12. Щель 14 наверху путепровода 10 обрамлена продольными угловыми деталями 16, расположенными в центре верха путепровода 10, которые служат для поддержки корпуса путепровода, описанного ниже.

В соответствии с фиг. 3 уголки 11a-11d являются конструкционными элементами, формирующими путепровод 10 коробчатой конструкции. Прямоугольные рамы 12 фиксируют поверхности движения и обеспечивают жесткость к кручению путепровода 10. Щель 14 на центре верхней части прямоугольных рам 12 закрыта гибкой полоской 18 кожуха, входящей в угловые элементы (вспомогательные уголки) 16, по которым идет поддерживающий стабилизатор 39. Гибкая полоска 18 кожуха, которая закрывает корпус 13 и щель 14, установлена на угловом элементе 16, имеющем щель 14. Одна сторона корпуса 13 зафиксирована к угловому элементу 16, а другая прикреплена таким образом, чтобы обхватывать дно путепровода 10, предоставляя доступ для чистки и обслуживания путепровода 10. Корпусы 13 изолированы, чтобы устранить прохождение шума и электромагнитной интерференции в процессе путешествия. Между корпусами 13 и прямоугольными рамами 12 проложены кабели электропитания 19а и кабели контроля и связи 19b. На прямоугольных рамах 12 в путепроводе 10 предусмотрены каналы 21 коммуникации для приема и передачи информационных данных между кабиной 30 и контроллером. Шины 23 электропитания (токоведущие шины), смонтированные на изоляторах 23а, располагаются на другой стороне внутренней части прямоугольных рам 12. Реактивные шины 22 металлического корпуса установлены между шинами 23 электропитания. Реактивные шины 22 являются вторичными элементами линейного двигателя, обеспечивающие движение вперед и торможение кабины. Реактивные шины 22 имеют алюминиевую пластину 24, зачеканенную в стальной корпус напротив линейного двигателя 44. Кабели электропитания 19а и кабели контроля и связи 19b поддерживаются внешними пучками кабелей снаружи прямоугольных рам 12.

В соответствии с фиг. 4 щели 14 путепровода 10, через которые проходят стабилизаторы, удерживающие корпус кабины, установлены в двух секциях, т.е. в путях развилок и слияний.

Как показано на фиг. 5 и 6, ходовая часть 40 кабины состоит из вертикальной корпусной рамы, изготовленной из алюминиевого сплава. Ходовая часть 40 кабины поддерживается спереди и сзади на вертикально установленных колесах 41 из алюминиевого сплава с полиуретановыми шинами, которые обеспечивают гладкое движение при пробеге по полированным и смазанным поверхностям движения направляющих уголков 11a-11d, выполненных из высоколегированной никелевой стали. Ходовая часть 40 кабины поддерживается также спереди и сзади, сверху и снизу горизонтально расположенными колесами 42 и 43, сделанными из алюминиевого сплава с полиуретановыми шинами, которые обеспечивают гладкое движение при пробеге по полированным и смазанным поверхностям движения направляющих уголков 11a-11d. Поддерживающие и ведущие колеса 41-43 немного деформированы под нагрузкой, но не настолько, чтобы изменить геометрическое соответствие ходовой части 40 по отношению к путепроводу 10 более, чем на 3 мм по любой оси.

Колеса 41-43 гладкие, поверхности движения направляющих уголков 11a-11d путепровода 10 слегка смазаны для минимизации сопротивления качения и износа покрышек. Все поддерживающие и ведущие колеса 41-43 могут быть отлажены таким образом, чтобы допускать износ покрышек до 5 мм перед заменой покрышек. Ходовая часть 40 приводится в движение и тормозится в нормальном режиме эксплуатации посредством линейных индукционных двигателей 44, расположенных на одной из сторон ходовой части 40. Двигатели 44 взаимодействуют с реактивными шинами 22 стального корпуса, расположенными вдоль одной из сторон путепровода 10. Алюминиевая пластина 24 реактивных шин 22 заделана в поверхности стального корпуса для улучшения проводимости для индукционного (асинхронного) двигателя. Индукционный двигатель 44 сочленен из двух сегментов с целью минимизации изменения зазора щели, когда кабина 30 проходит по сильно искривленным секциям путепровода 10, таким как секции переключения. Линейный двигатель 44 подвешен на амортизаторах, что позволяет ему следовать за искривленной поверхностью. Одной из важных характеристик линейного двигателя 44 является то, что он создает необходимую силу прижатия к реактивным шинам 22. На регулярном участке путепровода 10 с обоими работающими двигателями силы прижатия имеют тенденцию отменять действие друг друга, поскольку двигатели тянут противолежащие колеса путепровода 10. На переключающих секциях линейный двигатель 44 на поворотной стороне приводит в движение кабину 30. Сила прижатия между линейным двигателем 44 и реактивными шинами 22 путепровода 10 помогает удержать кабину 30 на стенке путепровода при прохождении через переключатель. После прохождения переключающей секции разные компоненты ходовой части 40 на неповоротной стороне снова мягко приходят в контакт с путепроводом.

На фиг. 6 позиция 45 обозначает колесо, поддерживающее щель, 46 - инвертор изменяемого напряжения и изменяемой частоты для контроля двигателя, 47 - соединительную точку с электромагнитным переключателем, 49 - 12 - 20-вольтовые аккумуляторы постоянного тока, объединенные в секцию, 50 - зарядное устройство аккумуляторов и 52 - приемопередатчик контроля и связи.

Из фиг. 7 видно, что электромагнитные переключатели 70 установлены на ходовой части 40 посредством гибких соединений 74. Соединения 74 допускают ограниченное продольное перемещение и ограниченное вращение, но пренебрежимо малое поперечное перемещение.

Фиг. 7 показывает также арматуру 75 электромагнитных переключателей 70, обмотки 76 арматуры 75 и трубы связи 77 между верхней и нижней магнитными арматурами 75. От ходовой части 40 отходит стабилизатор 39 для удержания корпуса кабины, проходящей сверху в щель 14, и таким образом ходовая часть 40 и кабина 30 объединены для движения по путепроводу 10.

В соответствии с фиг. 8 коллектор питания 78, который отбирает электрическую мощность для питания от рельса электропитания 23 и обеспечивает питание кабины 30, соединен с ходовой частью 40 кабины. Коллектор питания 78 соединен с ходовой частью 40 посредством соединений 79, которые сопрягают движение ходовой части 40 относительно путепровода 10. Щетки коллектора питания 78 шире, чем шина мощности 23 для сопряжения вертикальных относительных перемещений. Позиция 49 показывает блок аккумуляторов, который будет проиллюстрирован на фиг. 12.

На фиг. 9 представлены расположения линейных двигателей 44 и удерживающих зазор колес 45, которые двигаются по внешнему краю реактивных шин. Вертикальное расположение различных компонентов достигается вертикальной поддержкой ведущих колес 41.

Из фиг. 10 следует, что аварийные (остановочные) тормоза 59 установлены на арматуре линейных двигателей 44. Тормоза 59 удерживаются в раскрытом состоянии гидравлическим зажимом 60, который управляет тормозными концевиками 63. В случае полного отключения электропитания в кабине 30, тормоза 59 автоматически высвобождаются с такой скоростью, чтобы обеспечить отрицательное ускорение 5 м/с². Тормозные колодки 61 срабатывают по краям реактивной шины 22, которая имеет шероховатую поверхность.

Аварийные (остановочные) тормоза 59 сконструированы таким образом, чтобы они были полностью работоспособны при прохождении кабины 30 через переключающую секцию путепровода 10. Тормоз 59 полностью функционален при работе только по одной реактивной шине 22. Когда кабина 30 проходит через переключающую секцию, тормоз 59 на нерабочей стороне кабины 30 не будет включен. Это предотвращает любую возможность тормоза быть зажатым в точке развилки/слияния переключателя. Когда кабина 30 не используется или стоит на станции, тормоза 59 срабатывают после полной остановки кабины 30 линейными двигателями 44. В этом случае не происходит реального износа тормоза.

Из фиг. 11 видно, что ходовая часть 40 кабины с каждой стороны снабжена двумя электромагнитными переключателям 70. Каждый переключатель 70 состоит из двух U-образных сердечников 75 и обмоток 76 из медной проволоки, навитых по центру U. Сердечники 75 соединены вместе трубчатыми стальными фитингами 77 по обоим концам, так что два сердечника 75 работают как одно целое, однако каждый сердечник запитан независимо, так что нарушение в работе одного магнитного контура не повлияет на работу другого магнита. Кабина 30 может безопасно работать с одним неисправным сердечником магнитного переключателя, поскольку остальные магнитные переключатели могут развивать переключающее усилие в 3000 кг. Если выходят из строя два магнитных сердечника, кабина может быть переключена на пониженную скорость. Сердечники 75 электромагнитного переключателя 70 расположены вблизи верхнего и нижнего краев реактивной шины 22, так что магнитный поток проходит сквозь стальной корпус реактивной шины 22. Шейки реактивной шины 22 имеют толщину 50 мм на переключающей секции для обеспечения прохождения магнитного потока. Алюминиевая пластина 24, заведенная в реактивную шину 22, расположена между полюсными наконечниками переключателей 70 (фиг. 5) и не влияет на электромагнитную эффективность переключателя 70. Внутренние концы переключателя 70 установлены на арматуре линейного двигателя 44 таким образом, что переключатели 70 связаны с линейным двигателем 44. Колеса 45 поддержки зазора на линейных двигателях 44 гарантируют, что между полюсными наконечниками переключателя 70 и реактивными шинами 22 будет зазор примерно 10 мм. Колеса 45 поддержки зазора линейных двигателей 44 бегут по стальной поверхности реактивной шины 22 по другую сторону от алюминиевой пластины 24 (фиг. 9).

В соответствии с фиг. 12 мощность подается на шины 23 электропитания путепровода 10 при 600 B постоянного тока и снимается шиной мощности 78 кабины 30. Постоянный ток 600 B поступает на дупликацию на инверторы 46, где он преобразуется в трехфазный переменный ток 400 В. Контрольный компьютер 62 кабины 30 управляет работой инверторов 46 изменением напряжения, частоты и фазы инверторов 46 для обеспечения правильного усилия линейного двигателя 44 в любом направлении. Постоянный ток 600 B поступает также на преобразователи 63, где он преобразуется в постоянный ток 240 B. Постоянный ток 240 B подается на электромагнитные переключатели 70 и контроллер аварийных/остановочных тормозов 59. Постоянный ток 240 B поступает на преобразователь 48, где он преобразуется до 12 B постоянного тока, и на инвертор 46а, где он преобразуется в 220 B переменного тока. Постоянный ток 12 В поступает на различные узлы кабины 30, включая 12-вольтное зарядное устройство 50 аккумуляторов, радио 80, стеклоочиститель 81, внутренние светильники 82, интерком 83 и вентилятор 84. Переменное питание 220 В поступает на различные узлы кабины, включая кондиционер воздуха 90, обогреватель/вентилятор 91, устройство открывания дверей 92 и телевизионную систему информации 93. Кабина 30 несет двенадцать 12-вольтовых аккумуляторов 49, соединенных в блок для обеспечения резервного источника постоянного тока 240 В. Эти аккумуляторы постоянно поддерживаются в полностью заряженном состоянии за счет 12-вольтового зарядного устройства 50. Аккумуляторы дают постоянный ток 240 B преобразователям 64, которые преобразуют постоянный ток напряжением 240 B в 600 B. Этот резервный источник питания включается в случае нарушения основного питания постоянным током 600 B от шин 23 электропитания путепровода 10. Аккумуляторы 49 обеспечивают также аварийное питание постоянным током 240 B электромагнитных переключателей 70, аварийных/остановочных тормозов 59, инвертора 46 преобразования 240 B постоянного на 220 B переменного тока и преобразователя 48 постоянного тока 240 B/12 B. Аккумуляторы 49 имеют достаточную емкость для управления кабиной 30 на расстоянии 5 км, что достаточно для доставки в ближайший ремонтный пункт. Аккумуляторы 49 могут быть никель-цинковыми, никель-гидридными или литиевыми, или другими источниками, обеспечивающими высокую емкость при малом весе.

Фиг. 13A и 13B являются схематическими диаграммами, показывающими последовательность операций ответвления и слияния в секции переключения. Производство переключения кабины в точке развилки и в точке слияния в системе будет подробно описано в связи с чертежами.

Рассмотрим последовательность ответвления.

Фиг. 13А показывает, что кабина 30 переключается на другой путь в точке ответвления путепровода 10. В последовательности операций переключения направление движения кабины запрограммировано в компьютере кабины таким образом, что кабина 30 знает, поворачивать направо или налево на секции переключения S. Путепровод 10 оснащен сигнализирующей системой, которая будет оповещать контроллер компьютера кабины о направлении развилки. Если кабина 30, которая идет по прямому главному пути 10а путепровода 10, переключена на правый поворот, то за 25 м до точки переключения PI кабина 30 попадает на секцию переключения S, и электромагнитные переключатели 70 на правой стороне кабины (зачерненные части на чертеже) приводятся в активное состояние. Таким образом, когда кабина 30 идет по главному пути 10а, кабина 30 двигается с высокой скоростью за счет движущей силы только правосторонних линейных двигателей 44, а электромагнитная перпендикулярная сила левостороннего линейного двигателя как бы не влияет на реактивные шины 22. Как только кабина 30 проходит точку переключения PI, ток подается только на электромагнитный переключатель 70, расположенный на правой стороне кабины 30. Таким образом электромагнитный переключатель 70 генерирует магнитное поле и за счет этого удерживает кабину 30 в тесном контакте с правой частью путепровода 10. В заключение кабина 30 автоматически переходит на развилку 10c направления R, показанного на фиг. 13А. Как только кабина 30 проходит переходную секцию SI примерно 5-метровой длины, где имеется гладкий переход на развилку 10c, она снова встанет на главный путь, ток питания правостороннего электромагнитного переключателя 70 выключается. Кабина 30 движется только под действием движущей силы линейного двигателя 44. Эта операция будет повторена в процессе движения кабины по развилке 10b и 10c секции переключения. Было пояснено только переключение кабины 30 на развилку 10c справа, а объяснение операций переключения налево опущено, поскольку производится так же, как направо.

Рассмотрим последовательность слияния.

Фиг. 13B показывает, что кабина 30 переключается в точке слияния с любого пути путепровода 10. В последовательности операций слияния направление движения кабины запрограммировано в компьютере кабины. Путепровод 10 снабжен сигнализирующей системой, которая предупреждает о слиянии путепровода. Если кабина 30 попадает на секцию слияния путепровода 10 по направлению R с правой развилки 10c, то в точке примерно за 30 м до точки слияния S2' электромагнитные переключатели 70 с правой стороны (зачерненные части на чертеже) активируются. Электромагнитный переключатель 70 генерирует магнитную силу, которая удерживает кабину на правой стороне путепровода. Когда кабина 30 проходит сглаживающую секцию примерно за 5 м до точки слияния S2' путепровода 10, кабина 30 быстро попадает на секцию слияния S' в мягком контакте с правой стороной путепровода. Когда кабина 30, вступившая на секцию слияния S', идет на главный путь 10а через вторую переходную секцию S2', где контактные поверхности путепровода 10 медленно спрямляются, питающий ток правостороннего магнитного переключателя 70 отключается, и кабина 30 быстро движется по путепроводу 10 только за счет движущей силы линейных двигателей 44. Нормальная сила притяжения, генерируемая линейным двигателем и двигающая кабину через переключатель, действует также на прижатие кабины к стенке путепровода. Эта операция будет исполняться многократно при прохождении кабины 30 через секцию слияния. Здесь описано только прохождение кабины 30 от развилки 10 с права от секции слияния S', а объяснение работы от развилки 10b слева в направлении L опущено, поскольку выполняется так же.

Оценим теперь стратегию управления неисправностями и промышленную применимость.

Если один из четырех электромагнитных переключателей 80 не сработает, кабина 30 будет продолжать следовать через переключатель на станцию назначения пассажира, после чего кабина 30 будет направлена на пункт обслуживания для ремонта. Если два из четырех электромагнитных переключателей 70 не срабатывают, кабина 30 проследует до следующей станции, где пассажира попросят выйти. Затем кабина 30 будет направлена прямо на пункт обслуживания для ремонта. В случае полной аварии внешнего питания кабина может двигаться и переключаться от аккумуляторов.

Как описано выше, настоящее изобретение позволяет полностью автоматизировать кабину и перемещать в заданном направлении по вторичным путям посредством переключающих устройств, связанных с ходовой частью, когда кабина проходит через переключающую секцию пути, т.е. точку развилки или точку слияния пути. Наконец настоящее изобретение позволяет полностью автоматизировать кабину и перемещаться в заданном направлении по вторичным путям посредством переключающих устройств, связанных с ходовой частью, когда кабина проходит через переключающую секцию пути, т.е. точку развилки или точку слияния пути. Наконец настоящее изобретение содержит элементы, предотвращающие сход кабины с рельсов пути, и требует очень мало времени между успешными переводами кабин с одного пути на другой по сравнению с обычными устройствами для прямого изменения рельсовых путей для направления движения кабин. Такая возможность переключения делает технологию быстрого персонального перемещения экономически выгодной. Данная система может быть использована для перевозки пассажиров и грузов многих типов.

Формула изобретения

1. Высокоскоростная разветвленная транспортная система для индивидуального перемещения пассажиров, содержащая полый путепровод с главными секциями и примыкающими к ним переходными секциями, малогабаритные, функционирующие с секундными интервалами кабины, бортовые части которых расположены над центральной продольной щелью путепровода, а ходовые части с роторными элементами левосторонних и правосторонних линейных электродвигателей, направляющими или опорными колесами и роликами боковой стабилизации - в его внутренней полости, оборудованной статорными элементами линейных электродвигателей, маршрутные электромагнитные переключатели, отличающаяся тем, что маршрутные электромагнитные переключатели установлены на ходовых частях кабин с возможностью притягивания к выполненным с ферромагнитными участками статорным элементам линейных электродвигателей соответствующей стороны при движении упомянутых малогабаритных кабин по переходным секциям путепровода с выключенными линейными электродвигателями на противоположной стороне.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что путепровод включает в себя направляющие уголки, расположенные в вершинах его прямоугольного сечения, прямоугольные рамы, выполненные с центральными щелями на верхних перекладинах и установленные через пространственные интервалы вдоль направляющих уголков для их жесткого поддерживания и крепления внутри путепровода токоведущих шин и статорных элементов линейных электродвигателей, элементы фиксации соединения прямоугольных рам с направляющими уголками и изолирующие кожухи для закрытия всех конструктивных элементов путепровода за исключением щелей прямоугольных рам.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что во внутренней полости путепровода на вертикальных стойках прямоугольных рам укреплены по две токоведущие шины, предназначенные для электропитания потребителей кабин, а между ними - по одной из непрерывных реактивных шин, являющихся статорными элементами соответствующих линейных электродвигателей, при этом поверхности реактивных шин, обращенные к роторным элементам линейных электродвигателей, выполнены с алюминиевыми пластинами, а их внешние участки - из ферромагнитного материала, обеспечивающего взаимодействие с маршрутными электромагнитными переключателями.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что токоведущие шины установлены на изоляторах.

5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в путепроводе имеются каналы для прокладки кабелей.

6. Система по п. 2, отличающаяся тем, что по обеим сторонам щелевых разрезов верхних перекладин прямоугольных рам установлены вспомогательные продольные уголки.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что к вспомогательным уголкам прикреплены гибкие закрывающие полоски, предназначенные для защиты изолирующих кожухов от попадания в них посторонних предметов, пыли, дождя и снега.

8. Система по п.2, отличающаяся тем, что обе половины изолирующих кожухов подвешены одними концами к нижним участкам путепровода, закрывая его дно, при этом противоположные их концы зафиксированы около верхней щели путепровода.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что бортовые и ходовые части кабин объединены посредством введенного в щель путепровода поддерживающего стабилизатора.

10. Система по п. 2, отличающаяся тем, что опорные колеса установлены спереди и сзади ходовых частей кабин с возможностью перемещения по направляющим уголкам путепровода и снабжены смягчающими полиуретановыми шинами.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что на каждой стороне ходовых частей кабин установлены по две пары маршрутных электромагнитных переключателей с ферромагнитными сердечниками, охваченными однофазными обмотками, и по две секции роторного элемента линейного электродвигателя с ферромагнитными сердечниками, примыкающими свободными концами к сердечникам соответствующей пары электромагнитных переключателей, и трехфазными обмотками, подключенными к соответствующим контроллерам.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что ролики для поддержания бокового зазора установлены на обеих сторонах переключательных и двигательных узлов с возможностью поддержания необходимого воздушного зазора между ферромагнитными сердечниками электромагнитных переключателей и роторных элементов линейных электродвигателей по отношению к соответствующим реактивным шинам.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что с арматурой линейных электродвигателей связаны гидравлические тормоза, установленные с возможностью аварийного и остановочного торможения при воздействии на верхнюю и нижнюю поверхности соответствующей реактивной шины.

14. Система по п.1, отличающаяся тем, что ходовые части кабин снабжены блоками заряда аккумуляторов, предназначенных для аварийного электропитания потребителей кабин.

15. Система по п.11, отличающаяся тем, что контроллеры линейных электродвигателей выполнены в виде трехфазных инверторов.

16. Система по п.11, отличающаяся тем, что обмотки спаренных электромагнитных переключателей имеют независимое электропитание.

17. Система по п. 1, отличающаяся тем, что линейные электродвигатели выполнены с возможностью создания дополнительных сил маршрутного переключения кабин за счет электромагнитных нормальных сил на статорных элементах при выключенных линейных электродвигателях противоположной стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13