[发明专利]装有气胎舵轮的快速车辆的自导系统

说明书

本发明涉及装有气胎舵轮的快速车辆用的自导系统。其中气胎舵轮可以是主动轮，该自导系统包括，在舵轮附近，沿车辆运行方向延伸的和支承企图跟随轨道运动的导轮的第一支承臂，和相对于导向轴沿与车辆运行方向相反的纵向延伸的第二支承臂，这第二支承臂也支承一个导轮，这二个支承臂也能绕二个基本上水平的轴垂直振荡，并连接于能绕基本上垂直的枢轴旋转预定角度范围的横臂，该垂直枢轴连接于转台，而转台至少接一个联轴杆，该联轴杆与为上述导向轴的舵轮之一导向的导向杆铰接，以使转台绕基本上垂直的轴旋转以控制导向轴，第一支承臂比第二支承臂更为刚性地被连接于该转台。

它主要用于靠轮胎运行的公共运输车辆。

特别是，它涉及双形态型车辆的自导系统，即当车辆在它的底层结构上运行时，车辆由自导向轨道系统导向，或当车辆自行时，则由驾驶员人工操纵导向。

从欧洲专利NO.0062370已知，车辆的自动导向系统至少装有一个导向轴，该轴装有带气胎的轮子，该带有气胎的轮子可以是主动轮。

该已知系统包括了在导向轴附近，沿车辆运行方向延伸的称为传感器的第一支承臂。这个臂与安装在基本垂直的枢轴上的转台连接，并被连接到至少一个铰接到为一个舵轮导向的导向杆上的联轴杆。

它也包括称为随动的第二支承臂，随动臂相对于导向轴沿车辆运行的相反方向延伸。这第二支承臂与转台相接，以便能够环绕基本垂直的枢轴在独立于转台而预定的范围内水平旋转。

这二支承臂各自支承一个设计成随轨道运动的导轮。

本系统包括抬起传感器臂和随动臂的装置。通过将该两臂抬起并把导向轴和一舵轮连接，使得车辆能够由人工操纵。

第一支承臂至今一直是传感器臂，通过提供使第一支承臂起相反作用的装置可以进行双向行驶，此时该臂成为能在一定范围内绕轴作水平旋转的随动臂，该旋转范围对转台是独立的，并能限制或抑止第二支承臂绕轴水平旋转的游动或自由度（freedom），第二支承臂以前是随动臂，而现在已成为传感器臂。

然而，这已知系统的缺点是使导向轴上的车轮的固有振荡模型不稳定。在时速为30-60公里级的某一临界速度时会出现这种不稳定性，并使车轮产生过度的横向振荡运动。

在这情况下，以这种速度运行的车辆是危险的，这是因为不管轨道所引起的路线轨迹是直线还是曲线，自导向的导轮会发生不适宜的出轨。

在无导向的公路车辆中，导向轴旋转，并不断地从由Z形道路所转化的某一定量的摆动中得益，由于道路状况和在轮子的转动部件的静态和/或动态不平衡状况和陀螺仪效应引起的扰动作用使导轮交替转向左或转向右，上述轮子的转动部件是鼓轮、轮缘和充气部件。

因此，这些Z形的振幅和频率取决于这些干扰的大小，同时也取决于由主销倾斜角度和车轮角度所产生的返回力大小及所引起的转动量的大小。

为防止一个非制导的导向轴出现周期性摆动现象，本质是平衡被引起的转动量，限止这些量和使产生的转向装置和悬架的几何尺寸能使本系统固有频率值保持在不同于这些干扰频率的值，从而防止出现共振现象，即众所周知的摆动。

也已经发现，有必要消除铰链和将各舵轮同另一个舵轮相连接的连接体中的任何间隙。

舵轮的不适时的和不平稳的绕轴转动将转化成摆动。这种现象随在一定临界速度时的某种干扰而加剧。

如欧洲专利No.0062370所述已经发现，在导向轴上加一用在轨道上的导轮进行导向的系统，能够引进使舵轮呈周期性摆动现象的振荡干扰，其大小取决于导轮和轨道的状态以及当处于时速高于30公里的运行速度时，这些周期性摆动现象与由人工驾驶车辆时所发生的摆动相同，至少如果不采取特别的预防措施的话。

本发明的目的是防止在装有一个由轨道上的导轮作导向用的装置的导向轴上发生周期性摆动现象。

由本发明在权利要求中所表述的解决方案，其特征包含在自导系统中通过舵轮与轨道之间的间隙设置一个允许舵轮自由转向一个角度的去耦装置，这角度是相对于轨道所产生的设定的转角来预定的。

用导向轴和车辆悬挂体之间的去耦装置作为本方案的补充更为有利。

舵轮和轨道的去耦包括将机械间隙引入至少一个连接构件，该构件设计成将轨道所产生的设定转角传递到舵轮，该机械间隙给与舵轮相对于设定转角自由转动一预定幅度，这个幅度应足以消除舵轮的任何振荡现象。

导向轴的自导向“导轮/轨道”系统的去耦合可采用多种方法。

第一种方法包括通过允许其上有导轮转动的轴在由其支承臂所支承的轴瓦中在将其滑动行程限制在预定范围内的滑块之间进行滑动，从而使至少一个导轮可横向自由移动一定幅度，该幅度是相对于其支承臂而预定的。