[0001] 本发明涉及一种悬浮式运输装置及其用途，属于车辆技术领域。

[0002] 在我们的生活中，常用的运输工具有汽车、火车、飞机、船舶、电动车、摩托车等。其中，汽车的种类很多，按照用途可分为主要供人员乘坐的载客汽车、主要用于运载货物的载货汽车、用于建筑工程、农业生产、运动竞技等的特殊用途汽车；按照对道路的适应性可分为普通汽车和越野车；按照动力装置类型可分为活塞式内燃机汽车、电动汽车、燃气轮汽车。飞机的种类也很多，按照用途可分为民用客运飞机、军用运输飞机、军用战斗飞机等；按照发动机的类型可分为螺旋桨飞机和喷气式飞机。火车有普通列车、磁悬浮列车和高速列车等。但迄今尚不存在具有汽车、火车、飞机综合特征的交通工具。

[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种悬浮式运输装置，包括：轨道，运载装置、飞行机翼和驱动系统，其特征在于，所述的驱动系统为轮轨驱动装置和直线电机的一种或组合，所述的飞行机翼为连接于运载装置两侧的飞行机翼样结构。

[0004] 所述的运载装置的前后分别安装有弹性防撞击缓冲装置。

[0005] 所述的飞行机翼为可伸缩结构，具体为折叠式、回拉式、套叠式的一种或多种组合。

[0006] 所述的轮轨驱动包括轨道和驱动轮，具有下列特征：位于所述轨道的一侧且与所述轨道接触的第一轨道轮，用于支撑所述第一轨道轮的第一轮支架，位于所述轨道的另一侧且与所述轨道接触的第二轨道轮，用于支撑所述第二轨道轮的第二轮支架，以及连接所述第一轮支架与所述第二轮支架的连接机构；其中，所述连接机构为可伸缩连接结构。

[0007] 所述的轮轨驱动装置的第一轨道轮为驱动轮，所述驱动轮与所述运输工具的动力输出轴连接；所述第二轨道轮为滑动轮。

[0008] 所述的轮轨驱动装置的第一轨道轮和第二轨道轮均为驱动轮，所述驱动轮与所述运输工具的动力输出轴连接。

[0009] 还包括控制器和压力传感器，所述压力传感器安装在所述驱动轮上，所述控制器分别与所述压力传感器、连接结构电连接。

[0010] 在所述轨道的驱动面和所述驱动轮的驱动面上均分布有凸起结构。

[0011] 所述的飞行机翼在所述的运载装置上为两侧对称连接，连接部位包括上部、中部、下部、前部、后部的一种或多种组合。

[0012] 所述的轨道上铺设有电动机驱动的定子，所述的运载装置上安装有电动机驱动的转子。直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达，也是本发明驱动系统的另一选择，优选平板式直线电机。

[0013] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的运输装置由于在运载装置上安装了飞行机翼，当运行达到一定的速度时，机翼产生向上的升力，使运载装置处于悬浮状态运行，可以实现与现有的磁悬浮同样的悬浮效果，但不需要提供巨大的电能及电磁感应，而是通过运载结构自身的运行而产生悬浮，具有显著的节能效应。2、本发明的运输装置由于在运载装置上安装了飞行机翼将运载装置运行过程中所产生的向下的压力和作用力分散到了机翼上，将运行过程中对轨道的作用力降到了最低，实现悬浮状态运行。这显著区别于现有的火车、高铁、磁悬浮等轨道交通工具的以轨道作为唯一支撑结构的运行现状，大幅度降低了轨道的建设和运营成本。3、本发明的运输装置采用轮轨驱动为驱动系统，极大地提高了本设计应用的可行性，即在轨道一侧设置第一轨道轮，在轨道另一侧设置第二轨道轮，同时支撑第一轨道轮的第一轮支架与支撑第二轨道轮的第二轮支架之间通过一可伸缩连接结构连接，当本设计与悬浮运输工具的主体连接后，通过控制可伸缩连接结构的伸缩能够调节驱动轮与轨道的驱动面之间的相互紧密程度，即摩擦力，进而调节驱动轮施加到轨道上的驱动力，实现了驱动力的大小不受运载装置悬浮状态的影响。现有的处于悬浮状态运行的交通工具采用飞行器发动机或电磁驱动系统，能耗高。本设计轮轨驱动技术采用电能驱动，显著降低了能耗，同时提高了运行的安全性。4、本发明由于还设置有控制器和压力传感器，压力传感器可实时测量驱动轮与轨道之间的压力，控制器则可以接收和处理来自压力传感器的压力信号，以及向可伸缩连接结构发送控制信号，因此，可以实现驱动轮施加到轨道的驱动力的自动控制。5、本发明由于在轨道的驱动面和驱动轮的驱动面上均分布有凸起结构，因此可以增大驱动轮与轨道之间的摩擦力，提高驱动轮的工作效率。6、本发明由于锁定在轨道上运行，所以在运载装置前后安装弹性防撞击缓冲装置，可以显著提高系统运行的安全性。7、本发明飞行机翼为可伸缩结构，这样可以保证运载装置在特殊条件下也可以保持正常运行，如隧道、大风等。
附图说明

[0014] 图1是本发明实施例一的整体结构示意图；图2是本发明实施例一的俯视示意图；
图3是本发明实施例一的机翼套叠式结构示意图；
图4是本发明实施例一的轮轨驱动整体结构示意图；
图5是本发明实施例一的弹性防撞击缓冲装置结构示意图；
图6是本发明实施例一的轮轨驱动可伸缩连接结构的示意图；
图7是本发明实验例（一）的实验装置布置示意图；
图8是本发明实验例（一）轮驱动装置的示意图；
图9是本发明实施例一的轨道结构的示意图。

[0015] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

[0016] 实施例一：本实施例中的悬浮式运输装置，如图1～4所示，它包括轨道4，位于轨道4上的轮轨驱动装置3和运载装置2，以及与运载装置2直接连接的位于运载装置2两侧的飞行机翼1。

[0017] 进一步地，飞行机翼1的可伸缩结构为折叠式、回拉式或套叠式的一种或多种组合。折叠式结构的飞行机翼1在图1的伸展状态下，可以向上折叠，向下折叠或原位多层折叠。回拉式结构的飞行机翼1在图1的伸展状态下向内回收，放置在与飞行机翼1连接的伸展槽内。套叠式结构的飞行机翼1在图1的伸展状态下分段向内回缩，直至完全回收进入位于运载装置内的伸展槽内，如图3所示。

[0018] 进一步地，所述的轮轨驱动装置包括轨道4和驱动装置3，所述的驱动装置3，如图4所示，包括位于轨道43的上方且与轨道43接触的第一轨道轮42，用于支撑第一轨道轮42的第一轮支架41，位于轨道43的下方的第二轨道轮44，用于支撑第二轨道轮44的第二轮支架46，以及连接第一轮支架41与第二轮支架46的连接机构45，其中，连接机构45为可伸缩连接结构。

[0019] 第一轮支架41可以仅设置在第一轨道轮42的一侧，此时，第二轮支架46相应地设置在第二轨道轮44的同侧，相应地，连接机构45的数量为一个即可。第一轮支架41、第二轮支架46也可以相应地设置在第一轨道轮42、第二轨道轮44的两侧，此时连接机构45的数量为两个，分别用于每一侧的第一轮支架41和第二轮支架46。

[0020] 进一步地，如图6所示，连接机构6可以是任一种可伸缩连接结构，只要具备可控的伸缩功能即满足使用要求，这里仅给出一个具体的实施例。可伸缩连接结构可以包括一个外柱64和一个滑动连接在外柱64内部的内柱62，在外柱61的内部还设置一线性致动器63，线性致动器63的一端与外柱连接，另一端与内柱62连接。

[0021] 进一步地，如图4所示，第一轨道轮42为驱动轮，其与运输工具的动力输出轴连接；第二轨道轮44既可以作为驱动轮与运输工具的动力输出轴连接，也可以仅作为滑动轮。而当第二轨道轮44仅作为滑动轮时，其也可以以其它形式的可以自由滑动的结构替代。

[0022] 进一步地，本实施例轮驱动装置还包括控制器（图中未示出）和安装在驱动轮上的压力传感器（图中未示出），其中，控制器分别与压力传感器、可伸缩连接结构电连接，压力传感器实时采集并向控制器传输驱动轮上的压力信号；控制器根据来自驾驶员或者控制程序的指令，控制可伸缩连接结构的伸缩，从而调节驱动轮与轨道4的驱动面之间的相互紧密程度，进而调节驱动轮施加到轨道4上的驱动力。

[0023] 进一步地，如图4所示，在轨道43的驱动面和驱动轮的驱动面上均分布有粒状、条状、块状或其它形状的凸起结构。

[0024] 进一步地，如图4所示，第一轨道轮42和第二轨道轮44的外缘的接触面为凹面，相应地，轨道43的滑轨面为凸面，并且为了使轮驱动装置能够稳固地包覆在轨道43上，第一轨道轮42和第二轨道轮44外缘凹面的深度大于可伸缩连接结构的最大伸缩量。

[0025] 进一步地，如图5所示，所述的运载装置的前后各安装有前弹性防撞击缓冲装置55和后弹性防撞击缓冲装置56，位于轨道54的上方，通过驱动装置53与运载装置52连接。

[0026] 进一步地，如图9所示，所述的轨道的横截面图，上层运行轨道91通过上层横梁92连接，下层支撑轨道93通过下层横梁95连接，上层运行轨道91和下层支撑轨道93通过两端的侧梁96和侧梁之间的支撑梁94连接支撑。

[0027] 本发明的工作原理为：在运载装置上安装飞行机翼，通过空气动力学原理，使飞行机翼在运行过程中产生向上的升力，使运载装置在轨道上处于悬浮状态（临起飞状态）运行，同时通过可伸缩连接结构的伸缩来调节驱动轮与轨道的驱动面之间的相互紧密程度，即摩擦力，从而调节驱动轮施加到轨道上的驱动力，使运载装置处于悬浮状态运行时仍然具有高效的轮轨驱动效率。

[0028] 下面以实验室中的模拟实验来说明本发明的效果：实验例（一）：悬吊式悬浮驱动运行模拟实验
1）实验装置的设置：
如图7、图8所示，在实验室中采用直径为10mm的圆形不锈钢管搭建直径1m的环形双轨轨道78，其中，下层轨道78L为支撑轨道，上层轨道78U为驱动轨道，下层与上层的连接呈向上的蝌蚪状外展型。在双轨轨道上层78U上分别安装轮驱动装置，两轮驱动装置支架通过连接横梁70连接。在轮驱动装置中，第一轮支架82和第二轮支架87均由厚度为1mm的不锈钢板制成，在本实验例中，轨道78U上侧的轨道轮为驱动轮72，驱动轮72与直流电机71连接。轨道
78U下侧的轨道轮为滑动轮76。如图8所示，实验中的用于连接上轮支架与下轮支架的连接机构75包括两块可相对滑行的连接板84，两连接板84相对的一端各开一个滑动槽86，叠加两个滑动槽86并穿进螺杆83，并在螺杆83两端加螺母固定。将遥控接收器、舵机和电调安装在连接横梁70上，并安装5公斤重的负载79，电连接各直流电机71。在环形轨道78中央上方拉一悬吊绳索73，下端与横梁70连接。

[0029] 2）实验方法和结果：用钳子调节螺杆83两端加螺母并固定，使轨道78U上侧的驱动轮72骑在轨道78U上，轨道78U下侧的滑动轮76游离在轨道78U的下方。用遥控器开启电池与直流电机71的连接，驱动轮72在轨道78U上开始旋转运行，并加速。当牵拉悬吊绳索73，使驱动轮72悬离轨道78U时，可见驱动轮72在轨道78U上运行减慢并停止。当放下悬吊绳索73时，又可见驱动轮72在轨道78U上开始旋转运行，并加速。

[0030] 用钳子调节螺杆83两端加螺母并固定，使轨道78U上侧的驱动轮72骑在轨道78U上，轨道78U下侧的滑动轮76也保持与在轨道78U的下方接触。用遥控器开启电池与直流电机71的连接，驱动轮72在轨道78U上开始旋转运行，并加速。当用同样力度牵拉悬吊绳索73，不见驱动轮72悬离轨道78U，可见驱动轮72在轨道78U上继续运行，速度不变。当放下悬吊绳索73时，可见驱动轮72在轨道78U上仍然保持运行。

[0031] 用钳子调节螺杆83两端加螺母并固定，使轨道78U上侧的驱动轮72骑在轨道78U上，轨道78U下侧的滑动轮76也保持与在轨道78U的下方紧密接触至驱动轮72启动后不能转动。当用同样力度牵拉悬吊绳索73，驱动轮72在轨道78U上不旋转，也不运行。当放下悬吊绳索73时，驱动轮72在轨道78U上不旋转，也不运行。

[0032] 说明通过调节驱动轮72与轨道78U接触的紧密程度可以调节驱动轮72的驱动力，即在一定范围内，接触的紧密程度与驱动力有关。

[0033] 实验例（二）：悬浮式轨道运行模拟实验:实验材料：铝合金板材、铝合金管材、圆形钢管、矩形钢管、方形钢管、轴承、直流电机、轨道轮、遥控器、铁板、24V电池。

[0034] 实验装置的制备：取直径19mm圆形钢管，焊接在25×50mm的矩形钢管的25mm的面上，形成圆管在上矩形管在下的外展型结构，矩形钢管的下端固定在地面上，长度为500米的直线双层双轨运行轨道。用铝合金板材和铝合金管材制备在50公里/小时时具有50公斤以上升力的飞行机翼。用铁板制备运载装置。选取两个直径100mm的U型轨道轮，与直流电动机固定连接，为驱动轮。
直流电机为永磁无刷直流电动机，额定电压为24V、功率为1.5KW，最大转速为5000转/分。用有滑动开槽的不锈钢板分别固定驱动轮和轨道轮（即滑动轮），然后用螺杆螺母以驱动轮在上，滑动轮在下的方式固定在双侧上层轨道上，通过调节滑动开槽的位置，调节驱动轮和滑动轮与轨道接触的紧密程度。位于轨道上的驱动轮和滑动轮用方形钢管与对侧的驱动轮和滑动轮连接，即连接横梁。在连接横梁的上方安装运载装置，并将飞行机翼安装到运载装置的两侧。安装电池及遥控器并与电机连接。在运载装置上安装有速度显示屏的测速仪。

[0035] 实验方法与结果：用钳子调节螺杆两端螺母并固定，使上层轨道上侧的驱动轮骑在轨道上，上层轨道下侧的滑动轮游离在上层轨道的下方。用遥控器开启电池与直流电机的连接，驱动轮在上层轨道上开始旋转运行，并加速。当速度达到46公里/小时时，运载装置运行减速并出现颠簸。
关闭电机，停止运行。

[0036] 用钳子调节螺杆两端螺母并固定，使上层轨道上侧的驱动轮骑在上层轨道上，上层轨道下侧的滑动轮也保持与在上层轨道的下方接触。用遥控器开启电池与直流电机的连接，驱动轮在上层轨道上开始旋转运行，并加速。当速度达到53公里/小时时，运载装置仍保持快速运行。关闭电机，停止运行。

[0037] 用钳子调节螺杆两端加螺母并固定，使上层轨道上侧的驱动轮骑在上层轨道上，上层轨道下侧的滑动轮也保持与在上层轨道的下方紧密接触至驱动轮启动后不能转动。用遥控器开启电池与直流电机的连接，驱动轮在上层轨道上不旋转，也不运行。关闭电机，停止运行。结束试验。

[0038] 实验例（三）：弹性防撞击缓冲装置模拟实验:实验材料：铝合金板材、铝合金管材、圆形钢管、矩形钢管、方形钢管、轴承、直流电机、车轮、遥控器、铁板、24V电池、液压缓冲器。

[0039] 实验装置的制备：制备两个承载装置。取液压缓冲器两个，液压缓冲器两端分别安装在两段25×50mm矩形钢管的阔面，即连接板和撞击板，制成撞击缓冲装置；一个撞击缓冲装置矩形钢管的阔面的一端与机翼负载连接装置的后部相连接，制成后撞击缓冲装置，另一个撞击缓冲装置矩形钢管的阔面的一端与机翼负载连接装置的前部相连接，制成前撞击缓冲装置。

[0040] 实验方法与结果：在起始部位放置安装有前撞击缓冲装置及安装有速度显示屏的测速仪的运载装置，在300米处放置安装有后撞击缓冲装置的运载装置。实验首先遥控启动安装有前撞击缓冲装置的运载装置，可见驱动轮在轨道上开始旋转运行，并加速，撞击放在300米处的安装有后撞击缓冲装置的运载装置，撞击时的速度为48公里/小时。此时可见推动前方的运载装置向前运行，同时后方的运载装置减速。检测两运载装置，结构完整，无明显损坏。结束试验。

[0041] 本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。