專利名稱：吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路－車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用懸掛永磁懸浮式路-車運輸系統(tǒng)，具體地說，涉及一種高架吊軌，列車在吊軌下方，采用永磁雙吸平衡補償式懸浮技術(shù)的路-車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁懸浮技術(shù)被喻為二十一世紀交通領(lǐng)域的綠色革命，近年來取得了長足進展。如德國的TR系列“常導(dǎo)”型電磁懸浮列車，采用直線電機驅(qū)動，時速可達450km/h。這種電磁懸浮列車需要將路基高架，再將車體底部環(huán)抱在軌道的上方，以避免車體脫軌或傾覆。日本MLX系列“超導(dǎo)”型磁懸浮列車需要使用低溫超導(dǎo)線圈，借以產(chǎn)生強大的磁場力，列車在U型槽內(nèi)行走，槽的側(cè)壁間隔安裝“8”字型導(dǎo)電環(huán)，既有導(dǎo)向作用，更是借以對列車產(chǎn)生浮力的感應(yīng)線圈，時速可達550km/h。中國GKC06系列“永磁”型懸浮列車采用永磁補償式懸浮技術(shù)，直線電機驅(qū)動，時速可達1080km/h。這些技術(shù)參見《磁懸浮鐵路系統(tǒng)與技術(shù)》(中國科學與技術(shù)出版社2003.11)；《管道真空永磁補償式懸浮列車-高架路-站系統(tǒng)》(中國專利號ZL00105737.5)。
德國TR與日本MLX系列磁懸浮列車技術(shù)均屬于“臥軌式”布局，列車運行重心高，穩(wěn)定性差；采用電磁及超導(dǎo)永磁懸浮結(jié)構(gòu)，直線電機驅(qū)動造價高。上海采用的德國TR系列技術(shù)每公里造價3億人民幣，日本MLX技術(shù)更是高達6.8億人民幣，昂貴的投資限制技術(shù)的推廣。中國GKC06磁懸浮技術(shù)雖然在穩(wěn)定重心，降低造價，節(jié)約耗能方面有重大突破，但沿途需鋪設(shè)造價較高的釹鐵硼軌磁。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，本實用新型不需要鋪設(shè)釹鐵硼軌磁，造價低廉，運力強大，時速在600km/h，具有廣泛適應(yīng)性與作業(yè)兼容性。
本實用新型提出的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，其中軌道部分，由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；用混凝土澆鑄而成的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁的下方固定有吊軌，該吊軌為一呈“ㄇ”型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導(dǎo)磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導(dǎo)磁翼軌，該導(dǎo)磁翼軌的中間有一凹槽為導(dǎo)向軌；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動力艙，下部為車廂一體制成；懸浮動力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，其外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；艙體外部兩側(cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個，中間有一間隙，其中之一是N極，另一是S極；懸浮動力艙內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪-驅(qū)動電機-車載電源-逆變控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的中部；兩組導(dǎo)向定滑輪，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的兩端；艙體外上方的頂永磁與弓枕內(nèi)上方的導(dǎo)磁板軌相距20-160mm，相對應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力；艙體外兩側(cè)的翼永磁與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)磁翼軌相距5-35mm，相對應(yīng)形成上下平衡吸懸浮力；由上述組成的車輛在行駛時，受到懸浮力和上下平衡力的雙重作用呈懸浮狀，該導(dǎo)向定滑輪與驅(qū)動輪為同一水平面并均與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)向軌接觸，將車輛控制在兩條導(dǎo)磁翼軌中間。
所述工字梁端頭與倒T形門梁之間設(shè)有溫度縫。
所述工字梁中部設(shè)有通風孔。
所述導(dǎo)磁板軌和導(dǎo)磁翼軌為鐵磁性鋼板制成。
所述頂磁基板的兩側(cè)外端設(shè)有滑靴。
所述車廂為客艙或貨艙。
所述車廂為合金或玻璃鋼制成，并具有流線形。


圖1為本實用新型外部形狀側(cè)視圖。
圖2為圖1中沿A-A剖面示意圖。
圖3為本實用新型吊軌的剖面示意圖。
圖4為本實用新型磁懸浮車輛的剖面示意圖。
圖5為圖1中沿B-B剖面示意圖，顯示了本實用新型磁懸浮車輛與軌道的結(jié)合關(guān)系。
圖6為圖1中沿C-C剖面示意圖。
具體實施方式
以下所述的內(nèi)容是結(jié)合附圖對本實用新型作的詳細描述，而不應(yīng)被理解為是對本實用新型的限定。
請先參閱圖1，是本實用新型的側(cè)面整體效果示意圖，從圖中可以看出本實用新型由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，其中列車頭1呈流線性，流面向下；車門2、車窗4、行李艙車門3與蒙皮5之間，以及列車各節(jié)連接縫6之間為平整光滑接觸，以減少運行中風的阻力。整個列車15懸吊在軌道上，地面為綠化草坪13，列車底部距地面草坪13約6米。
請結(jié)合圖2和圖3，吊軌7在列車上方，固定在工字梁8的下方。工字梁8由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成，其中部設(shè)有通風孔9，以減少風的壓力。工字梁8的端頭10搭接在倒T型門梁11上。工字梁8端頭10與倒T形門梁11之間設(shè)有溫度縫，并用螺栓固定連接。倒T型門梁11與其之下的龍門柱12為混凝土一體澆鑄形成龍門架14。龍門架14的中央固定兩條吊軌7，這種復(fù)線架設(shè)技術(shù)將使單向發(fā)車的時間縮短，提高動力。吊軌7為一“ㄇ”型鋼制弓枕16，弓枕16內(nèi)上方用螺栓固定有鐵磁性鋼板制成的導(dǎo)磁板軌17，弓枕16內(nèi)兩側(cè)各用螺栓固定有導(dǎo)磁翼軌18，該導(dǎo)磁翼軌18的中間有一凹槽，為導(dǎo)向軌28。
請結(jié)合參閱圖4和圖5，分別為本實用新型的磁懸浮車輛的剖面示意圖和磁懸浮車輛與軌道相連接的剖面示意圖。本實用新型磁懸浮車輛為合金或玻璃鋼一體制成，由上部動力艙和下部客艙兩部分組成，下部也可以是貨艙，也可以分成客艙20和貨艙21。磁懸浮動力艙19鑲嵌在弓枕16內(nèi)，磁懸浮動力艙19內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，該動力機構(gòu)中由驅(qū)動輪29與驅(qū)動電機31同軸相連，固定在輪梁30上。上述動力機構(gòu)安裝在懸浮動力艙19的中部。
在懸浮動力艙19的外頂部安置有頂永磁22，該頂永磁22通過頂磁基板23用螺栓固定在動力艙19的環(huán)形龍骨24上。該頂磁基板23的兩端下方為滑靴26。在懸浮動力艙19兩側(cè)安置有翼永磁25，兩側(cè)的翼永磁25分為上下二個，其中之一是N極，另一是S極。該翼永磁25通過翼磁基27用螺栓固定在磁懸浮動力艙19的環(huán)形龍骨24上。
磁懸浮動力艙19上的頂永磁22與弓枕16內(nèi)上方的導(dǎo)磁板軌17兩者之間保留有20-160mm的氣隙，對應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力。動力艙19兩側(cè)的翼永磁25與弓枕16內(nèi)兩側(cè)的導(dǎo)磁翼軌18相對應(yīng)，兩者之間保留有5-35mm的氣隙，形成上下平衡的懸浮力，將列車控制在預(yù)定高度上。
當翼永磁25和導(dǎo)磁翼軌18兩者水平高度相同時，即列車頂永磁22和導(dǎo)磁板軌17之間的吸懸浮力與列車重力大小相等而方向相反時，則翼永磁25與導(dǎo)磁翼軌18之間沒有平等于重力方向作用力，此高度為平衡點高度；當翼永磁25高度大于導(dǎo)磁翼軌18高度時，也就是在平衡點高度之上時，即列車的重力小于頂永磁22與導(dǎo)磁板軌17之間的懸浮力時，則翼永磁25與導(dǎo)磁翼軌18作用力垂直向下，與頂永磁22與導(dǎo)磁板軌17之間的作用力方向相反；當翼永磁22高度小于導(dǎo)磁翼軌18高度時，也就是在平衡點高度之下時，即列車的重力大于頂永磁22與導(dǎo)磁板軌17之間的懸浮力時，則翼永磁25與導(dǎo)磁翼軌18作用力垂直向上，與頂永磁22與導(dǎo)磁板軌17之間的作用力方向相同。簡言之，頂永磁22與其上方的導(dǎo)磁板軌17相對應(yīng)形成吸懸浮機構(gòu)，對列車形成向上的吸懸浮力；翼永磁22與導(dǎo)磁翼軌18相對應(yīng)形成上下平衡吸懸浮力，兩個力協(xié)同工作，從而形成了“雙吸平衡補償式懸浮”，將列車控制在預(yù)定高度上。如果懸浮力失效，車輛依然可依靠滑靴26在導(dǎo)磁翼軌18頂端滑行，以確保安全。
傳統(tǒng)的電動機車其兩端均安裝有驅(qū)動輪，在機車往復(fù)運動時，該驅(qū)動輪起到動力、導(dǎo)向和支撐車體作用。但每增加一組驅(qū)動輪的成本是很高的，并且又增加了車體的自身重量，重量越重，消耗的動能又相應(yīng)增加。本實用新型改變了這一傳統(tǒng)電力機車的動力和導(dǎo)向機構(gòu)，在機車中部安裝動力機構(gòu)，兩端采用定滑輪作為導(dǎo)向機構(gòu)。這樣可以大幅度的降低機車制造成本和機車的重量。
本實用新型在懸浮動力艙兩端各安裝有一組導(dǎo)向定滑輪32，固定在輪梁30上。該導(dǎo)向定滑輪32與驅(qū)動輪29為同一水平面并均與弓枕16內(nèi)兩側(cè)的導(dǎo)向軌28接觸，控制懸浮動力艙19的左右自由度，將機車控制在兩條導(dǎo)磁翼軌中央。本實用新型的磁懸浮車輛在行駛時，該車輛受到吸懸浮力和上下平衡吸力的雙重作用呈懸浮狀，驅(qū)動電機31帶動驅(qū)動輪29驅(qū)動車輛運動，車輛的導(dǎo)向由定滑輪32控制。
請參閱圖6，為圖1沿C-C線的剖面圖，從圖6中可以理解導(dǎo)向定滑輪32與弓枕16內(nèi)兩側(cè)導(dǎo)向軌28的接觸。該磁懸浮動力艙19還裝置有車載電源33和逆變控制系統(tǒng)34，由于車載電源和逆變控制系統(tǒng)為目前電力機車所通用的裝置，且不是本實用新型的討論重點，因此附圖中沒有詳細標出。
本實用新型的磁懸浮路-車運輸系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點造價低，相當于德國TR系列的1/4；節(jié)能，相當于德國TR系列的70％；運力大，相當于德國TR系列的5倍，即可客運又可貨運；列車自重輕，0.8噸/米；而德國TR系列為2.2噸/米，日本MLX系列的相關(guān)指標與德國TR系列相當。
權(quán)利要求1.一種吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛兩部分組成，其特征在于，其中軌道部分，由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；用混凝土澆鑄而成的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁的下方固定有吊軌，該吊軌為一呈ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導(dǎo)磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導(dǎo)磁翼軌，該導(dǎo)磁翼軌的中間有一凹槽為導(dǎo)向軌；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動力艙，下部為車廂一體制成；懸浮動力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，其外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；艙體外部兩側(cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個，中間有一間隙，其中之一是N極，另一是S極；懸浮動力艙內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪-驅(qū)動電機-車載電源-逆變控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的中部；兩組導(dǎo)向定滑輪，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的兩端；該導(dǎo)向定滑輪與驅(qū)動輪為同一水平面并均與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)向軌接觸；艙體外上方的頂永磁與弓枕內(nèi)上方的導(dǎo)磁板軌相距20-160mm，相對應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力；艙體外兩側(cè)的翼永磁與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)磁翼軌相距5-35mm，相對應(yīng)形成上下平衡吸懸浮力。
2.如權(quán)利要求1所述的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述工字梁端頭與倒T形門梁之間設(shè)有溫度縫。
3.如權(quán)利要求1所述的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述工字梁中部設(shè)有通風孔。
4.如權(quán)利要求1所述的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)磁板軌和導(dǎo)磁翼軌為鐵磁性鋼板制成。
5.如權(quán)利要求1所述的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述頂磁基板的兩側(cè)外端設(shè)有滑靴。
6.如權(quán)利要求1所述的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述車廂為客艙或貨艙。
7.如權(quán)利要求1或6所述的吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述車廂為合金或玻璃鋼制成，并具有流線形。
專利摘要一種吊軌永磁雙吸平衡補償式懸浮路－車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛組成，軌道由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；混凝土澆鑄的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁的下方固定有吊軌，該吊軌為一呈ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導(dǎo)磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導(dǎo)磁翼軌，該導(dǎo)磁翼軌的中間有一凹槽為導(dǎo)向軌；磁懸浮車輛為一體制成，上部為懸浮動力艙，下部為車廂；懸浮動力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，其外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；艙體外部兩側(cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個；懸浮動力艙內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的中部；兩組導(dǎo)向定滑輪，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的兩端。
文檔編號B60L13/06GK2728829SQ20042004891
公開日2005年9月28日 申請日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者李嶺群 申請人:李嶺群