[go: up one dir, main page]

RU2421348C1 - Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply - Google Patents

Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2421348C1
RU2421348C1 RU2010110662/11A RU2010110662A RU2421348C1 RU 2421348 C1 RU2421348 C1 RU 2421348C1 RU 2010110662/11 A RU2010110662/11 A RU 2010110662/11A RU 2010110662 A RU2010110662 A RU 2010110662A RU 2421348 C1 RU2421348 C1 RU 2421348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power supply
current collector
supply line
contact panel
vehicle
Prior art date
Application number
RU2010110662/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Герман Владимирович Репин (RU)
Герман Владимирович Репин
Вениамин Михайлович Липкин (RU)
Вениамин Михайлович Липкин
Original Assignee
Герман Владимирович Репин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Герман Владимирович Репин filed Critical Герман Владимирович Репин
Priority to RU2010110662/11A priority Critical patent/RU2421348C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2421348C1 publication Critical patent/RU2421348C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: transport. ^ SUBSTANCE: invention relates to power supply of electrically driven transport facilities with self-contained power sources. Its serves for automatic connection of transport facility to power supply line and disconnection thereof in motion without interference of driver. Proposed current collector incorporates laser range finder fixed on contact panel to measure distance between current collector contacts and power line wires. Automatic bar manipulator fixed on transport facility roof is used to move current collector contact panel depending upon traffic conditions either before contact with power supply line or change said panel into idle state. Said manipulator and transport facility are driven in motion along controlled trajectory by onboard computer proceeding from data received from range finder and turn angle transducers at bar manipulator joints. ^ EFFECT: ease of maneuver and control.

Description

Предлагаемый токоприемник для линий энергоснабжения транспортных средств с электротягой и независимым источником энергии предназначен для автоматического присоединения транспортного средства к линии энергоснабжения или отключения от нее с переходом на питание от независимого источника в процессе движения без вмешательства водителя. Транспортным средством может являться, например, троллейбус, оснащенный независимым источником энергии, гибридный автомобиль или автобус.The proposed current collector for power lines of vehicles with electric traction and an independent energy source is designed to automatically connect the vehicle to the power line or disconnect from it with the transition to power from an independent source during movement without driver intervention. The vehicle may be, for example, a trolleybus equipped with an independent energy source, a hybrid car or a bus.

Существующие токоприемники фактически жестко привязывают транспортные средства к линиям энергоснабжения. По этой причине затруднено маневрирование на дороге, например, троллейбусов или обгон движущегося другого троллейбуса или транспортного средства. Прохождение троллейбусом перекрестков и поворотов, развязок и пересечений с другими линиями энергоснабжения вызывает большие, а иногда непреодолимые трудности. По этим причинам не получают существенного развития троллейбусные внутригородские перевозки пассажиров несмотря на существенные их преимущества перед автобусами по экологической чистоте и экономии энергоносителей.Existing current collectors actually rigidly tie vehicles to power lines. For this reason, it is difficult to maneuver on the road, for example, trolley buses or overtake a moving other trolley bus or vehicle. Trolleybuses passing intersections and turns, junctions and intersections with other energy supply lines cause great and sometimes insurmountable difficulties. For these reasons, trolleybus intercity passenger transportation does not receive significant development despite their significant advantages over buses in terms of environmental cleanliness and energy savings.

Например, в патенте USA 4.698.462 предлагается устройство на штангах троллейбуса для осуществления его обгона движущимся за ним троллейбусом. Одним из недостатков устройства является возможность обгона только при остановке одного из троллейбусов и отсутствие возможности маневрирования при обгоне других транспортных средств. В патенте ЕР 0989015 предлагается управляемый водителем механизм для присоединения токоприемника к линии энергоснабжения. Одним из недостатков является необходимость остановки троллейбуса для выполнения процедуры присоединения, сложность самой процедуры и участие в ней водителя.For example, in US Pat. No. 4,698,462, a trolleybus device is provided for overtaking a trolleybus moving behind it. One of the disadvantages of the device is the possibility of overtaking only when one of the trolley buses stops and the lack of the ability to maneuver when overtaking other vehicles. EP 0989015 proposes a driver-driven mechanism for connecting a current collector to a power supply line. One of the drawbacks is the need to stop the trolley to perform the connection procedure, the complexity of the procedure and the participation of the driver in it.

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого изобретения рассматривается устройство, предложенное Иосифом Штейнбергом (TROLLEY - ELECTROMOBILE TRANSPORT AND ITS POWER SUPPLY SYSTEMAs the closest analogue of the invention, the device proposed by Joseph Steinberg (TROLLEY - ELECTROMOBILE TRANSPORT AND ITS POWER SUPPLY SYSTEM

http://www.ntpo.eom/techno/techno2_1/7.shtml). В нем предлагается использовать троллейбус, оснащенный независимым источником энергии, для преодоления участков дороги, где линия энергоснабжения отсутствует.http: //www.ntpo.eom/techno/techno2_1/7.shtml). It proposes to use a trolley bus equipped with an independent energy source to overcome sections of the road where there is no power supply line.

К недостаткам устройства следует отнести:The disadvantages of the device include:

- штанги токоприемника троллейбуса выполнены без возможности поворота их вокруг вертикальной оси, а их подъем и опускание происходит по команде водителя. По этой причине снижается безопасность вождения, т.к. водитель должен постоянно следить за тем, чтобы троллейбус находился точно под линией энергоснабжения и за ситуациями при маневрировании, когда нужно включать подъем или опускание штанг. По той же причине коридор движения троллейбуса под линией энергоснабжения ограничен шириной шины контакта токоприемника, что должно составлять не более 2 м.- the current collector rods of the trolleybus are made without the possibility of turning them around the vertical axis, and their raising and lowering is carried out at the command of the driver. For this reason, driving safety is reduced because the driver must constantly ensure that the trolleybus is exactly below the power supply line and when maneuvering when it is necessary to turn on the raising or lowering of the rods. For the same reason, the corridor of the trolleybus movement under the power supply line is limited by the width of the contact bus of the current collector, which should be no more than 2 m.

- линия энергоснабжения устройства сложна и дорога, т.к. состоит из повторяющихся двух разнополярных участков проводов, разделенных изоляторами. Кроме того, она не совместима с уже существующими линиями энергоснабжения троллейбусов.- the power supply line of the device is complex and expensive, because consists of repeating two bipolar sections of wires separated by insulators. In addition, it is not compatible with existing trolleybus power supply lines.

С учетом сказанного поставлена задача создания токоприемника с полной автоматизацией процесса присоединения и отсоединения от линии энергоснабжения в зависимости от взаимного расположения транспортного средства и линии энергоснабжения и возможности обгона транспортного средства, подключенного к линии энергоснабжения. Иными словами поставлена задача создания троллейбуса, обладающего свойствами городских автобусов при сохранении таких преимуществ троллейбуса, как экономичность, экологическая чистота и бесшумность.Based on the foregoing, the task was set of creating a current collector with full automation of the process of connecting and disconnecting from the power supply line, depending on the relative position of the vehicle and the power supply line and the possibility of overtaking a vehicle connected to the power supply line. In other words, the task is to create a trolley bus with the properties of city buses while maintaining such advantages of a trolley bus as economy, environmental friendliness and noiselessness.

Поставленная задача решается за счет использования лазерного локатора (далее лидар) для измерения расстояния между контактами токоприемника и проводами линии энергоснабжения, а также для измерения дистанции до движущегося впереди троллейбуса, а также до точки, где линия энергоснабжения прерывается. С помощью автоматического штангового манипулятора контактная панель токоприемника, в зависимости от ситуации на дороге, перемещается либо до осуществления контакта с линией энергоснабжения, либо переводится в нерабочее состояние. Управление манипулятором осуществляется с помощью бортового компьютера на основе информации, получаемой от лидара и датчиков углов поворота в сочленениях штангового манипулятора. Все это делает возможным, не прерывая движения троллейбуса, осуществлять маневры обгона любых транспортных средств и проезд участков дороги, где линия энергоснабжения отсутствует. При этом от водителя троллейбуса не требуется каких-либо действий, связанных с управлением токоприемником.The problem is solved by using a laser locator (hereinafter referred to as lidar) to measure the distance between the contacts of the current collector and the wires of the power supply line, as well as to measure the distance to the trolleybus moving in front, as well as to the point where the power supply line is interrupted. With the help of an automatic boom manipulator, the contact panel of the current collector, depending on the situation on the road, moves either before making contact with the power supply line, or is put into an inoperative state. The manipulator is controlled using the on-board computer based on information received from the lidar and rotation angle sensors in the joints of the rod manipulator. All this makes it possible, without interrupting the movement of the trolley, to carry out overtaking maneuvers of any vehicles and travel sections of the road where there is no power supply line. In this case, the driver of the trolley does not require any actions related to the management of the current collector.

Особенности и преимущества изобретения станут более наглядными из описания предпочтительных вариантов реализации изобретения, данных исключительно в качестве примеров, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где -Features and advantages of the invention will become more apparent from the description of preferred embodiments of the invention, given solely as examples, with reference to the accompanying drawings, where -

Фиг.1 схематически изображает механизм токоприемника.Figure 1 schematically depicts a current collector mechanism.

Фиг.2 схематически изображена принципиальная схема лидара.Figure 2 schematically shows a schematic diagram of a lidar.

Фиг.3 схематически изображает взаимное положение проводов линии энергоснабжения и контактной панели перед началом ее установки в рабочее положение с помощь линейных перемещений.Figure 3 schematically depicts the relative position of the wires of the power supply line and the contact panel before starting its installation in the working position using linear displacements.

Фиг.4 схематически изображает взаимное положение проводов и панели после выполнения манипулятором программы перемещения панели.Figure 4 schematically depicts the relative position of the wires and the panel after the manipulator executes the panel movement program.

Фиг.5 схематически изображает взаимное расположение проводов и контактной панели перед началом ее угловой ориентации.Figure 5 schematically depicts the relative position of the wires and the contact panel before starting its angular orientation.

Фиг.6 схематически изображает взаимное расположение проводов и панели после завершения ориентации.6 schematically depicts the relative arrangement of wires and panels after orientation is completed.

Осуществление изобретения возможно на основе использования обычных коммерческих лазерных дальномеров в качестве основного узла лидара. При этом необходимая дистанция измерений не превышает 50 м при точности измерений до 5 мм. Используемые в изобретении исполнительные двигатели с датчиками угла широко используются и к ним не предъявляется специфических требований так же, как и к бортовому компьютеру.The implementation of the invention is possible through the use of conventional commercial laser rangefinders as the main node of the lidar. At the same time, the required measurement distance does not exceed 50 m with a measurement accuracy of up to 5 mm. The executive motors with angle sensors used in the invention are widely used and there are no specific requirements for them as well as for an on-board computer.

Рассматривается вариант применения токоприемника с троллейбусом, оснащенным аккумулятором в качестве независимого источника энергии, обеспечивающим возможность ограниченного автономного движения, хотя такой токоприемник может быть использован и с гибридными автобусами или автомобилями с электротягой и двигателем внутреннего сгорания.The application of a current collector with a trolleybus equipped with a battery as an independent energy source, providing limited autonomous movement, although such a current collector can be used with hybrid buses or cars with electric traction and an internal combustion engine, is considered.

Токоприемник (фиг.1) состоит из установленного на передней части крыши троллейбуса 1 штангового манипулятора 2, способного перемещать в вертикальной и горизонтальной плоскости контактную панель 3, а также поворачивать ее вокруг своей вертикальной оси S1. Контактная панель 3 включает две контактных шины 4 и 5, прижимаемые в рабочем состоянии к проводам 6 и 7 линии энергоснабжения соответственно. Кроме того, на корпусе контактной панели 3 установлен лидар 8 так, что его продольная ось параллельна поперечной оси S2 контактной панели 3 и расположена под центром контактной шины 4. При этом плоскость сканирования лидара 8 перпендикулярна оси S2 контактной панели 3. Также на корпусе контактной панели 3 закреплен отражатель 9 для луча лазера движущегося сзади троллейбуса.The current collector (Fig. 1) consists of a boom arm 2 mounted on the front of the roof of the trolley bus 1, capable of moving the contact panel 3 in the vertical and horizontal plane, and also turning it around its vertical axis S1. The contact panel 3 includes two contact tires 4 and 5, pressed in working condition to the wires 6 and 7 of the power line, respectively. In addition, a lidar 8 is mounted on the case of the contact panel 3 so that its longitudinal axis is parallel to the transverse axis S2 of the contact panel 3 and is located under the center of the contact bus 4. In this case, the scanning plane of the lidar 8 is perpendicular to the axis S2 of the contact panel 3. Also on the case of the contact panel 3, a reflector 9 is fixed for a laser beam moving from behind a trolley bus.

Штанговый манипулятор 2 включает закрепленный на передней части крыши троллейбуса 1 исполнительный двигатель 10, установленный так, что его поперечная ось S3 совпадает с продольной осью троллейбуса 1. Он способен поворачивать вокруг своей вертикальной оси S4 закрепленный на его валу исполнительный двигатель 11, обеспечивая, тем самым, поворот в горизонтальной плоскости штанги 12, закрепленной на его горизонтальном валу. Двигатель 11 способен поворачивать в вертикальной плоскости закрепленную на его горизонтальном валу штангу 12.The boom arm 2 includes an actuator 10 mounted on the front of the roof of the trolley bus 1, mounted so that its transverse axis S3 coincides with the longitudinal axis of the trolley bus 1. It is capable of turning the actuator 11 mounted on its shaft about its vertical axis S4, thereby providing , rotation in the horizontal plane of the rod 12, mounted on its horizontal shaft. The engine 11 is able to rotate in a vertical plane mounted on its horizontal shaft rod 12.

На конце штанги 12 закреплен исполнительный двигатель 13 так, что ось его вала в рабочем состоянии токоприемника вертикальна. Вал двигателя 13 является последней деталью штангового манипулятора 2 и на нем закреплена контактная панель 3 так, что ось вала исполнительного двигателя 13 совпадает с осью S1 панели 3.An actuator 13 is fixed at the end of the rod 12 so that the axis of its shaft in the operational state of the current collector is vertical. The shaft of the motor 13 is the last part of the rod manipulator 2 and the contact panel 3 is fixed on it so that the axis of the shaft of the actuating motor 13 coincides with the axis S1 of the panel 3.

Конструктивно каждый из исполнительных двигателей 10, 11 и 13 содержит датчик угла поворота выходного вала. Датчик угла поворота вала исполнительного двигателя 10 показывает значение угла между его поперечной осью S3 и поперечной осью S5 двигателя 11, т.е. угол поворота штанги 12 в горизонтальной плоскости. Датчик угла поворота вала исполнительного двигателя 11 показывает значение угла между его поперечной осью S5 и продольной осью S6 штанги 12, т.е. угол ее поворота в вертикальной плоскости. Датчик угла исполнительного двигателя 13 показывает значение угла между его поперечной осью, параллельной оси S5, и поперечной осью S2 контактной панели 3. В рабочем состоянии токоприемника направление оси S2 должно совпадать с направлением S7 проводов 6 и 7 линии энергоснабжения.Structurally, each of the Executive motors 10, 11 and 13 contains a sensor of the angle of rotation of the output shaft. The rotation angle sensor of the actuator motor shaft 10 shows the angle value between its transverse axis S3 and the transverse axis S5 of the motor 11, i.e. the angle of rotation of the rod 12 in the horizontal plane. The shaft angle sensor of the actuating motor 11 shows the angle value between its transverse axis S5 and the longitudinal axis S6 of the rod 12, i.e. the angle of its rotation in the vertical plane. The angle sensor of the actuator 13 shows the value of the angle between its transverse axis parallel to the axis S5 and the transverse axis S2 of the contact panel 3. In the current state of the current collector, the direction of the axis S2 must coincide with the direction S7 of the wires 6 and 7 of the power supply line.

В пассивном состоянии токоприемника штанга 12 опущена и располагается вдоль продольной оси S3 троллейбуса 1 так же, как и поперечная ось S2 контактной панели 3. При этом показания датчиков углов х исполнительных двигателей 10, 11 и 13 равны нулю.In the passive state of the current collector, the rod 12 is lowered and is located along the longitudinal axis S3 of the trolley bus 1 in the same way as the transverse axis S2 of the contact panel 3. In this case, the readings of the angle sensors x of the actuating motors 10, 11 and 13 are equal to zero.

В активном состоянии контактные шины 4 и 5 панели 3 прижаты к проводам 6 и 7 линии энергоснабжения. Поперечная ось S2 панели 3 параллельна направлению S7 проводов 6 и 7 линии энергоснабжения. Показания датчиков углов исполнительных двигателей 10, 11 и 13 определяются взаимным положением троллейбуса 1 и проводов 6 и 7 линии энергоснабжения.In the active state, the busbars 4 and 5 of the panel 3 are pressed to the wires 6 and 7 of the power supply line. The transverse axis S2 of the panel 3 is parallel to the direction S7 of the wires 6 and 7 of the power line. The readings of the angle sensors of the executive motors 10, 11 and 13 are determined by the relative position of the trolley 1 and the wires 6 and 7 of the power supply line.

Возможен вариант исполнения манипулятора 2, если масса штанги 12 достаточно велика. В этом случае вместо исполнительного двигателя 11 целесообразно использовать гидравлический исполнительный двигатель.An embodiment of the manipulator 2 is possible if the mass of the rod 12 is sufficiently large. In this case, instead of the actuator 11, it is advisable to use a hydraulic actuator.

Лидар 8 (фиг.2) включает лазерный дальномер 14 с излучателем лазерного луча 15, ось которого параллельна поперечной оси S2 контактной панели 3, а также двигатель 16 с закрепленным на его валу зеркалом 17 с возможностью его вращения. Зеркало 17 наклонено под углом 45 дуг. град к оси S2 вала двигателя 16. При этом лидар 8 обеспечивает сканирование пространства в плоскости, перпендикулярной оси S2. На корпусе лидара 8 неподвижно закреплено полупрозрачное зеркало 18, отражающее часть энергии луча 15 лазера в сторону отражателя 9 на движущемся впереди троллейбусе, что позволяет определять дистанцию до него. Отраженный луч излучателя 15 поступает в приемник лазерного луча 19. Разница между временем излучения импульса лазерного луча и приема отраженного импульса позволяют определять расстояния D1, D2 и D3, соответственно, до проводов 6 и 7 линии энергоснабжения и отражателя 9 обгоняемого троллейбуса.Lidar 8 (figure 2) includes a laser rangefinder 14 with a laser beam emitter 15, the axis of which is parallel to the transverse axis S2 of the contact panel 3, as well as the engine 16 with a mirror 17 mounted on its shaft with the possibility of rotation. Mirror 17 is tilted at an angle of 45 arcs. hail to the axis S2 of the shaft of the engine 16. In this case, the lidar 8 provides a scan of the space in a plane perpendicular to the axis S2. A semitransparent mirror 18 is fixed on the lidar 8 body, which reflects part of the energy of the laser beam 15 in the direction of the reflector 9 on the trolleybus moving in front, which allows you to determine the distance to it. The reflected beam of the emitter 15 enters the receiver of the laser beam 19. The difference between the time of emission of the laser pulse and the reception of the reflected pulse allows you to determine the distances D1, D2 and D3, respectively, to the wires 6 and 7 of the power line and reflector 9 of the overtaking trolley bus.

Возможен вариант исполнения лидара 8, когда электропомехи в зоне контактных шин 4 и 5 затрудняют работу дальномера 14. В этом случае электронная часть дальномера 14 может быть перемещена на достаточное расстояние от контактных шин 4 и 5, а световые импульсы могут подводиться к оптике лидара с помощью световода из оптического волокна (на фиг. не показаны).An embodiment of lidar 8 is possible when the electrical interference in the area of the contact bars 4 and 5 impedes the operation of the range finder 14. In this case, the electronic part of the range finder 14 can be moved a sufficient distance from the contact buses 4 and 5, and light pulses can be fed to the lidar optics fiber optic fiber (not shown in FIG.).

В состав токоприемника входит также бортовой компьютер (на фиг. не показан), функцией которого является обработка информации, поступающей с датчиков угла исполнительных двигателей 10, 11 и 13 и лидара 8, а также формирование управляющих сигналов на исполнительные двигатели.The current collector also includes an on-board computer (not shown in Fig.), The function of which is to process the information received from the angle sensors of the actuators 10, 11 and 13 and lidar 8, as well as the formation of control signals to the actuators.

С помощью программ, задействованных в компьютере, также решаются следующие задачи:Using the programs involved in the computer, the following tasks are also solved:

- определение, какой из проводов линии энергоснабжения правый или левый, что необходимо для правильной установки контактной панели в рабочее положение. При этом используется информация об угловом положении отраженного от каждого из пары проводов лазерного луча. Угол отсчитывается от реперной риски, нанесенной на верхней точке прозрачного кожуха лидара 8, с учетом известной угловой скорости двигателя 16, вращающего зеркало 17.- determination of which of the wires of the power supply line is right or left, which is necessary for the correct installation of the contact panel in the working position. This uses information about the angular position of the laser beam reflected from each of the pair of wires. The angle is counted from the benchmark risk applied to the upper point of the transparent casing of the lidar 8, taking into account the known angular velocity of the engine 16, rotating the mirror 17.

- отсечение от входа компьютера большого объема создающей помехи информации, получаемой от лидара 8 и поступающей из сектора сканирования, где отсутствуют или находятся на слишком большом расстоянии провода 6 и 7 линии энергоснабжения. Этот сектор лежит за пределами зоны приблизительно от +70 до -70°, отсчитанных от реперной риски.- cutting off from the computer input a large amount of interfering information received from the lidar 8 and coming from the scanning sector, where the wires 6 and 7 of the power supply line are missing or too far away. This sector lies outside the zone from approximately +70 to -70 °, counted from the benchmark risks.

На борту троллейбуса 1 установлен аккумулятор или другой накопитель энергии, обеспечивающий энергией троллейбус, когда он отсоединяется от сети энергоснабжения.A battery or other energy storage device is installed on board the trolleybus 1, which provides energy to the trolleybus when it is disconnected from the power supply network.

Также на борту транспортного средства устанавливается система управления его рулевым механизмом с помощью компьютера, когда требуется обеспечить движение транспортного средства по направляемой траектории (об этом ниже).Also on board the vehicle is installed a control system for its steering mechanism using a computer when it is required to ensure the movement of the vehicle along a guided path (more on this below).

Работа устройства происходит следующим образом.The operation of the device is as follows.

Когда провода 6 и 7 линии энергоснабжения попадают в зону обнаружения лидара 8, он определяет расстояние D1 до провода 6 и D2 до провода 7 (фиг.3). Если это расстояние не превосходит максимально допустимого удаления троллейбуса 1 от линии энергоснабжения, то компьютером формируются сигналы на все три исполнительных двигателя 10, 11 и 13 с целью установки токоприемника в рабочее положение. При этомWhen the wires 6 and 7 of the power supply line fall into the detection zone of the lidar 8, it determines the distance D1 to the wire 6 and D2 to the wire 7 (Fig. 3). If this distance does not exceed the maximum permissible distance of the trolleybus 1 from the power supply line, then signals are generated by the computer to all three executive motors 10, 11 and 13 in order to install the current collector in the working position. Wherein

- на исполнительный двигатель 10 подается сигнал от компьютера, приводящий к вращению в горизонтальной плоскости штанги 12 в направлении, когда дистанция D1 минимизируется. При этом центральная точка контактной шины 4 оказывается под проводом 6 (фиг.4).- the signal from the computer is supplied to the actuating engine 10, causing the horizontal rotation of the rod 12 in the direction when the distance D1 is minimized. In this case, the central point of the contact bus 4 is under the wire 6 (figure 4).

- подается управляющий сигнал на исполнительный двигатель 11, поворачивающий в вертикальной плоскости штангу 12 в положение, при котором контактная панель 3 поднимается и контактные шины 4 и 5 входят в соприкосновение с проводами линии энергоснабжения 6 и 7 (фиг.1).- a control signal is supplied to the actuating motor 11, which rotates the rod 12 in a vertical plane to a position in which the contact panel 3 rises and the contact buses 4 and 5 come into contact with the wires of the power supply line 6 and 7 (Fig. 1).

- на исполнительный двигатель 13 одновременно подается сигнал, вращающий вокруг вертикальной оси S1 контактную панель 3 в направлении, когда дистанция D2 минимизируется (фиг.5). В этом положении поперечная ось S2 контактной панели 3 становится параллельной направлению S7 линии энергоснабжения (Фиг.6).- the signal is rotated to the actuator 13 at the same time, rotating the contact panel 3 around the vertical axis S1 in the direction when the distance D2 is minimized (FIG. 5). In this position, the transverse axis S2 of the contact panel 3 becomes parallel to the direction S7 of the power line (FIG. 6).

- в процессе движения троллейбуса 1 поддерживается постоянная минимизация дистанций D1 и D2.- during the movement of the trolleybus 1, constant minimization of the distances D1 and D2 is maintained.

Автоматическое корректирование углового положения и поперечного смещения контактной панели 3 относительно проводов 6 и 7 в процессе движения создает условия для предельного расширения коридора движения троллейбуса. Он достигает размера двух штанг, т.е. примерно 10 м, т.к. предельный угол между штангой 12 и линией энергоснабжения может приближаться к 90 дуг. град. Это обеспечивает свободу перемещения троллейбуса по трем соседним полосам движения шоссе без необходимости отсоединения штанги от линии энергоснабжения.Automatic correction of the angular position and lateral displacement of the contact panel 3 relative to the wires 6 and 7 during movement creates the conditions for the maximum expansion of the corridor of movement of the trolley. It reaches the size of two rods, i.e. about 10 m, because the limiting angle between the rod 12 and the power supply line may approach 90 arcs. hail. This provides freedom of movement of the trolleybus in three adjacent lanes of the highway without the need to disconnect the bar from the power supply line.

Автоматическое возвращение токоприемника троллейбуса в исходное состояние, с одновременным переключением последнего на снабжение от аккумулятора, производится в следующих случаях:The trolleybus current collector is automatically returned to its original state, while the latter is switched to battery supply, in the following cases:

- маневрирование троллейбуса, при котором троллейбус 1 удаляется от линии энергоснабжения на расстояние, превосходящее предельно допустимое. Указанное расстояние определяется предельно допустимой величиной показаний датчика угла двигателя 10,- maneuvering the trolleybus, in which the trolleybus 1 is removed from the power supply line by a distance exceeding the maximum permissible. The specified distance is determined by the maximum permissible value of the readings of the engine angle sensor 10,

- опасное сближение с движущимся впереди троллейбусом, когда расстояние D3 до отражателя 9, установленного на нем, становится меньше допустимого,- a dangerous approach with a trolley moving in front, when the distance D3 to the reflector 9 mounted on it becomes less than acceptable,

- приближение к концу участка линии энергоснабжения, где на ее опоре устанавливается отражатель, подобный отражателю 9.- approaching the end of the section of the power supply line, where a reflector similar to reflector 9 is installed on its support.

Для возвращения в исходное состояние токоприемника на исполнительные двигатели 10, 11 и 13 подаются сигналы, приводящие показания их датчиков угла к нулю.To return to the initial state of the current collector, the executive motors 10, 11, and 13 receive signals that bring the readings of their angle sensors to zero.

Использование в предлагаемом изобретении возможностей лидара в определении расстояний между контактными шинами контактной панели и проводами линии энергоснабжения позволяет:Using the capabilities of the lidar in the invention in determining the distances between the contact bars of the contact panel and the wires of the power supply line allows:

- автоматически присоединять и отсоединять от линии энергоснабжения транспортное средство в зависимости от их взаимного расположения в процессе движения без участия водителя,- automatically connect and disconnect the vehicle from the power supply line, depending on their relative position during the movement without the participation of the driver,

- автоматически отсоединять транспортное средство от линии энергоснабжения при выполнении обгона присоединенного к ней другого транспортного средства,- automatically disconnect the vehicle from the power supply line when overtaking another vehicle connected to it,

- устранить соскальзывание с линии энергоснабжения контактной панели токоприемника за счет постоянной корректировки ее положения и ориентации относительно линии энергоснабжения,- eliminate slipping from the power supply line of the contact panel of the current collector by constantly adjusting its position and orientation relative to the power supply line,

- использовать уже существующие линии энергоснабжения,- use existing energy supply lines,

- упростить и удешевить линию энергоснабжения за счет возможности исключения из нее сложных участков, как то на перекрестках, поворотах и т.д., которые троллейбус преодолевает в автономном режиме,- to simplify and reduce the cost of the power supply line due to the possibility of excluding from it complex sections, such as at intersections, turns, etc., which the trolleybus overcomes offline,

- освободить водителя от функции управления токоприемником в процессе движения транспортного средства, что увеличивает безопасность движения и снижает нагрузку на водителя.- free the driver from the function of controlling the current collector during the movement of the vehicle, which increases traffic safety and reduces the load on the driver.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для организации движения транспортного средства по направляемой траектории (шпуртроллейбус), определяемой расположением воздушной линии энергоснабжения. В этом случае управление направлением движения транспортного средства осуществляется компьютером, входными сигналами которого являются показания датчиков углов исполнительных двигателей 10 и 13, а выходной сигнал подается на рулевой механизм транспортного средства. При этом показания датчика угла двигателя 13 определяются горизонтальным смещением точки закрепления манипулятора 12 на крыше транспортного средства относительно линии энергоснабжения, а показания датчика угла 11 определяются отклонением вектора движения транспортного средства от направления линии энергоснабжения.The present invention can be used to organize the movement of a vehicle along a guided path (spurtrolley), determined by the location of the overhead power line. In this case, the direction of the vehicle is controlled by a computer, the input signals of which are the angle sensors of the actuators 10 and 13, and the output signal is supplied to the steering gear of the vehicle. In this case, the readings of the angle sensor of the engine 13 are determined by the horizontal displacement of the attachment point of the manipulator 12 on the vehicle roof relative to the power supply line, and the readings of the angle sensor 11 are determined by the deviation of the vehicle's motion vector from the direction of the power supply line.

В случае подобного использования транспортного средства легко реализуется возможность формирования поездов из нескольких аналогичных транспортных средств, соединенных механической или основанной на электронике сцепкой.In the case of such use of a vehicle, the possibility of forming trains from several similar vehicles connected by a mechanical or electronic-based coupler is easily realized.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в случаях отсутствия автоматики, когда транспортное средство снабжено механизмами подъема и опускания штанги токоприемника, управляемыми водителем со своего рабочего места. При этом вместо компьютера используется монитор, с помощью которого водитель может получать информацию о взаимном расположении штанги токоприемника троллейбуса и линии энергоснабжения для ручного управления штангой.The present invention can be used in cases of lack of automation, when the vehicle is equipped with mechanisms for raising and lowering the rod of the current collector, controlled by the driver from his workplace. In this case, instead of a computer, a monitor is used, with which the driver can receive information about the relative position of the trolleybus current collector rod and the power supply line for manual control of the rod.

Получаемые в предлагаемом изобретении преимущества создают предпосылки для замены в городском пассажирском транспорте автобусов на троллейбусы, т.к. последние приобретают присущую автобусам свободу маневрирования и сохраняют все преимущества троллейбусов, такие как экологическая чистота, экономичность и малая шумность.The advantages obtained in the present invention create the prerequisites for replacing buses with trolleybuses in urban passenger transport, because the latter acquire the inherent freedom of maneuvering in buses and retain all the advantages of trolleybuses, such as environmental friendliness, economy and low noise.

Специалисты в данной области легко найдут, что различные конфигурации и модификации применимы к вышеприведенным примерам реализации изобретения без отклонений от его сути, сформулированной в предлагаемых пунктах формулы и определяемой ими.Specialists in this field will easily find that various configurations and modifications are applicable to the above examples of the invention without deviating from its essence, formulated in the proposed claims and defined by them.

Claims (5)

1. Автоматический токоприемник для транспортных средств с электротягой и автономным источником энергии, отличающийся тем, что, с целью полной автоматизации процесса присоединения и отсоединения от линии энергоснабжения и управления транспортным средством, включает контактную панель с закрепленными на ней контактными шинами, локатором для измерения расстояния до проводов линии энергоснабжения и движущегося впереди транспортного средства, и отражателем луча локатора движущегося сзади транспортного средства; закрепленный на транспортном средстве манипулятор для перемещения контактной панели до получения контакта между ней и проводами линии энергоснабжения, а также систему управления манипулятором и транспортным средством.1. Automatic current collector for vehicles with electric traction and an autonomous energy source, characterized in that, in order to fully automate the process of connecting and disconnecting from the power supply line and driving a vehicle, it includes a contact panel with contact bars fixed to it, a locator to measure the distance to wires of the power supply line and the vehicle moving in front, and the beam reflector of the locator of the vehicle moving behind; a manipulator mounted on the vehicle to move the contact panel until it makes contact between it and the wires of the power supply line, as well as a control system for the manipulator and the vehicle. 2. Автоматический токоприемник для транспортных средств с электротягой и автономным источником энергоснабжения по п.1, отличающийся тем, что в качестве локатора для повышения его разрешающей способности используется лазерный локатор (лидар), включающий излучатель лазерного луча, приемник отраженного луча, вращающееся наклоненное относительно луча зеркало, полупрозрачное, наклоненное зеркало, закрепленное на корпусе лидара, причем излучатель и вращающееся наклоненное зеркало установлены в корпусе таким образом, что плоскость сканирования луча лазера перпендикулярна поперечной оси контактной панели, а неподвижное зеркало отражает луч в сторону движущегося впереди троллейбуса, при этом корпус лидара прозрачен для лазерного луча.2. An automatic current collector for vehicles with electric traction and an autonomous power supply source according to claim 1, characterized in that a laser locator (lidar) including a laser beam emitter, a reflected beam receiver, and a rotating beam inclined relative to the beam is used as a locator to increase its resolution a mirror, a translucent, tilted mirror mounted on the lidar body, the emitter and the rotating tilted mirror mounted in the case so that the plane of the scans Nia laser beam is perpendicular to the transverse axis of the touch panel and the fixed mirror reflects the beam in the direction of moving ahead trolley, the body lidar is transparent to the laser beam. 3. Автоматический токоприемник для транспортных средств с электротягой и автономным источником энергоснабжения по п.1, отличающийся тем, что в качестве манипулятора используется штанговый манипулятор, включающий двигатель перемещения контактной панели в горизонтальной плоскости, установленный на крыше транспортного средства, исполнительный двигатель перемещения контактной панели в вертикальной плоскости, закрепленный на вертикальном валу исполнительного двигателя перемещения контактной панели в горизонтальной плоскости, и исполнительный двигатель углового поворота контактной панели вокруг вертикальной оси, соединенный штангой с горизонтальным валом исполнительного двигателя перемещения контактной панели в горизонтальной плоскости.3. The automatic current collector for vehicles with electric traction and an autonomous power supply source according to claim 1, characterized in that the rod manipulator is used as a manipulator, including a contact panel displacement motor in a horizontal plane mounted on the vehicle roof, and a contact panel displacement actuator a vertical plane mounted on a vertical shaft of the actuating motor moving the contact panel in a horizontal plane, and executing An angular rotation motor of the contact panel around a vertical axis, connected by a rod to the horizontal shaft of the actuating motor for moving the contact panel in the horizontal plane. 4. Автоматический токоприемник для транспортных средств с электротягой и автономным источником энергоснабжения по п.1, отличающийся тем, что в качестве системы управления манипулятором используется бортовой компьютер, формирующий сигналы управления исполнительными двигателями на основе информации, получаемой от лидара и датчиков углов поворота исполнительных двигателей.4. An automatic current collector for vehicles with electric traction and an autonomous power supply source according to claim 1, characterized in that the on-board computer is used as a control system for the manipulator, which generates control signals for the executive engines based on information received from the lidar and angle sensors of the angle of rotation of the executive engines. 5. Автоматический токоприемник для транспортных средств с электротягой и автономным источником энергоснабжения по п.1, отличающийся тем, что, с целью создания способности к движению транспортного средства по траектории, определяемой направлением линии энергоснабжения, используется информация с датчиков углов в сочленениях манипулятора, обработанных бортовым компьютером, для воздействия на рулевой механизм транспортного средства. 5. An automatic current collector for vehicles with electric traction and an autonomous power supply source according to claim 1, characterized in that, in order to create the ability to move the vehicle along a path determined by the direction of the power supply line, information is used from angle sensors in the joints of the manipulator processed by the onboard computer, to act on the steering gear of the vehicle.
RU2010110662/11A 2010-03-22 2010-03-22 Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply RU2421348C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110662/11A RU2421348C1 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110662/11A RU2421348C1 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2421348C1 true RU2421348C1 (en) 2011-06-20

Family

ID=44737945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010110662/11A RU2421348C1 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2421348C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565162C2 (en) * 2013-06-11 2015-10-20 Белла Вениаминовна Репина Compact automatic current collector for hybrid cargo vehicles
RU171269U1 (en) * 2016-06-14 2017-05-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Electric vehicle
CN107901779A (en) * 2017-11-28 2018-04-13 邹晓明 Trolleybus net-fault charge sharing system automatically
RU2673405C1 (en) * 2017-12-12 2018-11-26 Альберт Джемалович Аджикелямов Multi-channel active current receivers system with consequently alternated lines of collector conductors
CN109204022A (en) * 2017-07-05 2019-01-15 广元公正科技有限公司 The electricity system of trolleybus with internal combustion engine moving Force system on a highway
RU2717109C1 (en) * 2019-07-18 2020-03-18 Константин Юрьевич Дьяконов Electric vehicle current collector rod control system
CN111071052A (en) * 2020-01-10 2020-04-28 重庆陈氏清洁服务有限公司 Electric vehicle sliding contact power take-off device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0188287A2 (en) * 1985-01-16 1986-07-23 Avtokombinat Overhead current collector for non-trackbound vehicles
SU1445995A1 (en) * 1987-01-30 1988-12-23 А.Л.Завь лов Vehicle current collector
RU2235651C1 (en) * 2002-12-05 2004-09-10 Прокофьев Алексей Юрьевич Trolley of trolleybus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0188287A2 (en) * 1985-01-16 1986-07-23 Avtokombinat Overhead current collector for non-trackbound vehicles
US4698462A (en) * 1985-01-16 1987-10-06 Avtokombinat Trolleybus current collector system enabling common line passing
SU1445995A1 (en) * 1987-01-30 1988-12-23 А.Л.Завь лов Vehicle current collector
RU2235651C1 (en) * 2002-12-05 2004-09-10 Прокофьев Алексей Юрьевич Trolley of trolleybus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565162C2 (en) * 2013-06-11 2015-10-20 Белла Вениаминовна Репина Compact automatic current collector for hybrid cargo vehicles
RU171269U1 (en) * 2016-06-14 2017-05-26 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Electric vehicle
CN109204022A (en) * 2017-07-05 2019-01-15 广元公正科技有限公司 The electricity system of trolleybus with internal combustion engine moving Force system on a highway
CN107901779A (en) * 2017-11-28 2018-04-13 邹晓明 Trolleybus net-fault charge sharing system automatically
RU2673405C1 (en) * 2017-12-12 2018-11-26 Альберт Джемалович Аджикелямов Multi-channel active current receivers system with consequently alternated lines of collector conductors
RU2717109C1 (en) * 2019-07-18 2020-03-18 Константин Юрьевич Дьяконов Electric vehicle current collector rod control system
CN111071052A (en) * 2020-01-10 2020-04-28 重庆陈氏清洁服务有限公司 Electric vehicle sliding contact power take-off device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2421348C1 (en) Automatic current collector for electrically driven transport facilities and self-contained power supply
US10108201B2 (en) Vehicle control system and method for automated driving of a specific lane for continuous supply with electrical energy
US10543841B2 (en) Vehicle with autonomous driving capability
US10717439B2 (en) Traveling control system and vehicle control method
CN109032132B (en) Vehicle driving system and method
JP5877848B2 (en) System for automatic landing and disconnection of overhead train line-type vehicles while traveling
CN111966104A (en) Fusion navigation vehicle automatic driving system and method based on magnetic nail
JP6732379B2 (en) Parking assistance method and parking assistance device
CN102455705B (en) Automatic handling system
US11855691B1 (en) Vehicle with free-space optical link for log data uploading
CN110267841B (en) Apparatus and method for active alignment control of contact elements
JP2019167039A (en) Vehicle control device
CN212605079U (en) Port transport equipment control system
CN215793717U (en) Four-wheel driverless pure electric ferry vehicle
US20250076448A1 (en) Host vehicle position estimation device and host vehicle position estimation method
CN111390922A (en) Automatic driving robot
JP2022155838A (en) Vehicle control device, route generation device, vehicle control method, route generation method, and program
WO2009106920A4 (en) Method for automatic guidance of the motor vehicles on roads and automatic transport system
US20210070283A1 (en) Vehicle control device
CN208477371U (en) Highway automated driving system based on inertial navigation
JP2024127117A (en) Hybrid vehicle control device and control method
EP3977722B1 (en) Electric vehicle with autonomous drive
DE102017215226A1 (en) Method for navigating a road-bound motor vehicle with a pantograph
JP7113056B2 (en) Vehicles with autonomous driving capabilities
JP2023143309A (en) Control device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120323