一种小型空轨车辆制动装置及其制动方法制造方法及图纸

一种小型空轨车辆制动装置及其制动方法，其走行轮为轮毂电机外箍轮胎构成，轮毂电机的定子上安装有霍尔传感器，霍尔传感器与车体上的电机控制器的信号输入端相连；轮毂电机的输入端与电机控制器的输出端相连；车体上的锂电池的输出端与电机控制器的输入端相连；制动电阻与继电器串接后与锂电池并联；锂电池上安装有电池电压传感器，电池电压传感器的输出端、继电器的控制端均与中心控制器相连；所述的转向架上还安装有电动缸和液压缸，电动缸的控制端与中心控制器相连；液压缸的推杆与电动缸的输出杆相连；液压缸的输出油口通过油管与制动夹钳的进油口相连。该制动装置占用空间小，制动噪音低，制动效果好，且其使用寿命长、可靠性强。

A Brake Device for Small Air Rail Vehicles and Its Braking Method

A small air-rail vehicle braking device and its braking method are described. The running wheel is composed of tyres with outer tyres of hub motor. Hall sensor is installed on the stator of hub motor. Hall sensor is connected with the signal input end of motor controller on the car body; the input end of hub motor is connected with the output end of motor controller; the output end of lithium battery on the car body is connected with the output end of motor controller. The input end is connected; the brake resistance is connected in series with the relay and then in parallel with the lithium battery; the lithium battery is equipped with a battery voltage sensor, the output end of the battery voltage sensor and the control end of the relay are connected with the central controller; the bogie is also equipped with an electric cylinder and a hydraulic cylinder, and the control end of the electric cylinder is connected with the central controller; the push rod of the hydraulic cylinder is connected with the output rod of the electric cylinder. Connecting; The output oil port of the hydraulic cylinder is connected with the oil inlet of the brake clamp through the oil pipe. The brake device occupies small space, has low braking noise, good braking effect, and has long service life and strong reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种小型空轨车辆制动装置及其制动方法
本专利技术涉及一种小型空轨车辆制动装置及其制动方法。
技术介绍
空轨车辆是适用于中小城市的交通工具，其轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中。现有的空轨车辆的动力装置为电动机。其制动装置，几乎都采用气压机械制动结合再生发电的电气制动。其中，气压机械制动通过两个气缸传递并放大制动力，存在气缸体积大，结构复杂、加工要求高，制动噪音大的问题；而再生发电的电气制动，制动产生的发电功率有限，制动效果有待提高；尤其是电池的剩余电量充足时，发电电流无法充入电池，车体的惯性动能无法转变为电能，导致其制动效果差。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种小型空轨车辆制动装置，该制动装置占用空间小，制动噪音低，制动效果好，结构简单、加工要求低，制造成本低，且制动装置的使用寿命长、可靠性强。本专利技术实现其专利技术的目的所采用的技术方案是，一种小型空轨车辆制动装置，包括固定于转向架左前、右前、左后、右后的走行轮，走行轮置于轨道梁中的轨道上，车体悬挂于转向架的下方，每个走行轮上安装的制动盘，转向架上安装的与制动盘配合的制动夹钳，其特征在于：所述的走行轮为轮毂电机外箍轮胎构成，轮毂电机的定子上安装有霍尔传感器，所述的霍尔传感器与车体上的电机控制器的信号输入端相连；轮毂电机的输入端与电机控制器的输出端相连；车体上的锂电池的输出端与电机控制器的输入端相连；制动电阻与继电器串接后与锂电池并联；锂电池上安装有电池电压传感器，电池电压传感器的输出端、继电器的控制端均与车体上的中心控制器相连；中心控制器的输出端与电机控制器的输入端相连；所述的转向架上还安装有电动缸，电动缸的控制端与中心控制器相连；所述的转向架上还安装有液压缸，且液压缸的推杆与电动缸的输出杆相连；所述的液压缸的输出油口通过油管与制动夹钳的进油口相连。本专利技术的第二目的是提供一种使用上述的小型空轨车辆制动装置对小型空轨车辆进行制动的方法。本专利技术实现其第二目的所采用的第一种技术方案是，一种使用所述的小型空轨车辆制动装置对小型空轨车辆进行低强度制动的方法，其作法是：A1、中心控制器接收电池电压传感器测出的电压，如电池电压传感器测出的电压对应的电池剩余电量低于95％，进行A2步的操作；否则，进行A3步的操作；A2、中心控制器发出低强度制动信号给电机控制器，电机控制器进入低强度制动模式：电机控制器结合霍尔传感器检测出的轮毂电机的转子相对于定子的位置，控制电机控制器的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机转子位置的反馈控制；使得左前、右前的轮毂电机断开、处于停机状态；左后、右后的轮毂电机的工作状态由电动状态转变为发电状态，左后、右后的轮毂电机发出的电流，经由电机控制器流入锂电池，对锂电池进行充电；进而将空轨车辆的动能通过轮毂电机转化为锂电池的电能，轮毂电机减速直至停止转动，实现小型空轨车辆的低强度再生式电气制动；A3、中心控制器向继电器的控制端发出控制信号，使继电器连通；同时中心控制器发出低强度制动控制信号给电机控制器，电机控制器进入低强度制动模式：电机控制器结合霍尔传感器检测出的轮毂电机的转子相对于定子的位置，控制电机控制器的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机转子位置的反馈控制；使得左前、右前的轮毂电机断开、处于停机状态；左后、右后的轮毂电机的工作状态由电动状态转变为发电状态，轮毂电机发出的电流，经由电机控制器及继电器流过制动电阻；进而将空轨车辆的动能通过轮毂电机、制动电阻转化为热能，轮毂电机减速直至停止转动，实现小型空轨车辆的低强度电阻式电气制动。本专利技术实现其第二目的所采用的第二种技术方案是，一种使用所述的小型空轨车辆制动装置对小型空轨车辆进行中强度制动的方法，其作法是：B1、中心控制器接收电池电压传感器测出的电压，如电池电压传感器测出的电压对应的电池剩余电量低于95％，进行B2步的操作；否则，进行B3步的操作；B2、中心控制器发出中强度制动信号给电机控制器，使电机控制器进入中强度制动模式：电机控制器结合霍尔传感器检测出的轮毂电机的转子相对于定子的位置，控制电机控制器的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机转子位置的反馈控制；使得所有的轮毂电机的工作状态均由电动状态转变为发电状态，轮毂电机发出的电流，经由电机控制器流入锂电池，对锂电池进行充电；进而将空轨车辆的动能通过轮毂电机转化为锂电池的电能，轮毂电机快速减速直至停止转动，实现小型空轨车辆的中强度再生式电气制动；B3、中心控制器向继电器的控制端发出控制信号，使继电器连通；同时中心控制器发出中强度制动控制信号使电机控制器进入中强度制动模式：电机控制器结合霍尔传感器检测出的轮毂电机的转子相对于定子的位置，控制电机控制器的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机转子位置的反馈控制；使得所有的轮毂电机的工作状态均由电动状态转变为发电状态，轮毂电机发出的电流，经由电机控制器、继电器流过制动电阻；进而将车体的动能通过轮毂电机、制动电阻转化为热能，轮毂电机快速减速直至停止转动，实现小型空轨车辆的中强度电阻式电气制动。本专利技术实现其第二目的所采用的第三种技术方案是，一种使用所述的小型空轨车辆制动装置对小型空轨车辆进行高强度制动的方法，其作法是：C1、中心控制器向继电器的控制端发出控制信号，使继电器连通；中心控制器同时发出高强度制动信号给电机控制器和电动缸；电机控制器进行C2步的操作；同时，电动缸进行C3步的操作；C2、电机控制器进入中强度制动模式：电机控制器结合霍尔传感器检测出的轮毂电机的转子相对于定子的位置，控制电机控制器的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机转子位置的反馈控制；使得所有的轮毂电机的工作状态均由电动状态转变为发电状态；轮毂电机发出的电流，经由电机控制器流入锂电池，同时再通过继电器流过制动电阻；进而将空轨车辆的动能，转化为锂电池的电能，同时通过制动电阻转化为热能；轮毂电机迅速减速直至停止转动，实现小型空轨车辆的中强度再生及电阻式电气制动；C3、电动缸的输出杆推动液压缸的推杆；液压缸的液压油受到挤压、压力放大，放大的压力通过进油管驱动所有的制动夹钳、产生强烈的夹紧动作，使所有的的制动盘夹紧走行轮；实现小型空轨车辆的机械摩擦制动。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一、将两个气缸传递并放大制动力的气压机械制动，改为电动缸+液压缸的电-液机械制动，其体积大幅减小、结构简单、在减少占用空间的同时，降低了加工要求和制造成本；且其制动噪音小。二、低强度制动时，两个后轮的轮毂电机由电动状态转为发电状态，进行两轮的低强度电气再生制动，在满足低强度制动要求的同时将能量返还给锂电池，提高了能量的利用率；而当锂电池剩余电量充足(＞95％)、无法充入电量时，轮毂电机发出的电能则通过制动电阻消耗为热能、进行低强度电阻式电气制动；保证了在锂电池无法充电时，仍能实现有效的低强度制动。中强度制动时，四个行走轮的轮毂电机转为发电状态，进行四轮的中强度电气再生制动，在满足中强度制动要求的同时将能量返还给锂电池，提高了能量的利用率；而当锂电池剩余电量充足、无法充入电量时，四个轮毂电机发出的电能均通过制动电阻消耗为热能、完成中强度电阻式电气制动；保证了在锂电池无法充电时，仍能实现有效的中强度制动。高强度制动时，则进行四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型空轨车辆制动装置，包括固定于转向架(3)左前、右前、左后、右后的走行轮(2)，走行轮(2)置于轨道梁(1)中的轨道上，车体(4)悬挂于转向架(3)的下方，每个走行轮(2)上安装的制动盘(8a)，转向架(3)上安装的与制动盘(8a)配合的制动夹钳(8b)，其特征在于：所述的走行轮(2)为轮毂电机(2a)外箍轮胎(2b)构成，轮毂电机(2a)的定子上安装有霍尔传感器(2c)，所述的霍尔传感器(2c)与车体(4)上的电机控制器(5)的信号输入端相连；轮毂电机(2a)的输入端与电机控制器(5)的输出端相连；车体(4)上的锂电池(6)的输出端与电机控制器(5)的输入端相连；制动电阻(7)与继电器(9)串接后与锂电池(6)并联；锂电池(6)上安装有电池电压传感器(6a)，电池电压传感器(6a)的输出端、继电器(9)的控制端(9a)均与车体(4)上的中心控制器(10)相连；中心控制器(10)的输出端与电机控制器(5)的输入端相连；所述的转向架(3)上还安装有电动缸(11)，电动缸(11)的控制端与中心控制器(10)相连；所述的转向架(3)上还安装有液压缸(12)，且液压缸(12)的推杆与电动缸(11)的输出杆相连；所述的液压缸(12)的输出油口通过油管与制动夹钳(8b)的进油口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种小型空轨车辆制动装置，包括固定于转向架(3)左前、右前、左后、右后的走行轮(2)，走行轮(2)置于轨道梁(1)中的轨道上，车体(4)悬挂于转向架(3)的下方，每个走行轮(2)上安装的制动盘(8a)，转向架(3)上安装的与制动盘(8a)配合的制动夹钳(8b)，其特征在于：所述的走行轮(2)为轮毂电机(2a)外箍轮胎(2b)构成，轮毂电机(2a)的定子上安装有霍尔传感器(2c)，所述的霍尔传感器(2c)与车体(4)上的电机控制器(5)的信号输入端相连；轮毂电机(2a)的输入端与电机控制器(5)的输出端相连；车体(4)上的锂电池(6)的输出端与电机控制器(5)的输入端相连；制动电阻(7)与继电器(9)串接后与锂电池(6)并联；锂电池(6)上安装有电池电压传感器(6a)，电池电压传感器(6a)的输出端、继电器(9)的控制端(9a)均与车体(4)上的中心控制器(10)相连；中心控制器(10)的输出端与电机控制器(5)的输入端相连；所述的转向架(3)上还安装有电动缸(11)，电动缸(11)的控制端与中心控制器(10)相连；所述的转向架(3)上还安装有液压缸(12)，且液压缸(12)的推杆与电动缸(11)的输出杆相连；所述的液压缸(12)的输出油口通过油管与制动夹钳(8b)的进油口相连。2.一种使用所述的小型空轨车辆制动装置对小型空轨车辆进行低强度制动的方法，其作法是：A1、中心控制器(10)接收电池电压传感器(6a)测出的电压，如电池电压传感器(6a)测出的电压对应的电池剩余电量低于95％，进行A2步的操作；否则，进行A3步的操作；A2、中心控制器(10)发出低强度制动信号给电机控制器(5)，电机控制器(5)进入低强度制动模式：电机控制器(5)结合霍尔传感器(2c)检测出的轮毂电机(2a)的转子相对于定子的位置，控制电机控制器(5)的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机(2a)转子位置的反馈控制；使得左前、右前的轮毂电机(2a)断开、处于停机状态；左后、右后的轮毂电机(2a)的工作状态由电动状态转变为发电状态，左后、右后的轮毂电机(2a)发出的电流，经由电机控制器(5)流入锂电池(6)，对锂电池(6)进行充电；进而将空轨车辆的动能通过轮毂电机(2a)转化为锂电池(6)的电能，轮毂电机(2a)减速直至停止转动，实现小型空轨车辆的低强度再生式电气制动；A3、中心控制器(10)向继电器(9)的控制端(9a)发出控制信号，使继电器(9)连通；同时中心控制器(10)发出低强度制动控制信号给电机控制器(5)，电机控制器(5)进入低强度制动模式：电机控制器(5)结合霍尔传感器(2c)检测出的轮毂电机(2a)的转子相对于定子的位置，控制电机控制器(5)的输出端、输入端的通断时刻，实现对轮毂电机(2a)转子位置的反馈控制；使得左前、右前的轮毂电机(2a)断开、处于停机状态；左后、右后的轮毂电机(2a)的工作状态由电动状态转变为发电状态，轮毂电机(2a)发出的电流，经由电机控制器(5)及继电器(9)流过制动电阻(7)；进而将空轨车辆的动能通过轮毂电机(2a)、制动电阻(7)转化为热能，轮毂电机(2a)减速直...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海凤，张仁川，李鹤，王伯铭，徐磊，朱健伟，郑开封，王立，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51