本發(fā)明屬于交通工具技術領域,具體涉及一種磁懸浮列車,尤其涉及一種上凸兩翼式磁懸浮車輛。
背景技術:
磁懸浮列車是一種現(xiàn)代高科技軌道交通工具,它通過電磁力實現(xiàn)列車與軌道之間的無接觸的懸浮和導向,再利用直線電機產生的電磁力牽引列車運行。目前懸浮系統(tǒng)的設計,可以分為兩個方向,分別是德國所采用的常導型和日本所采用的超導型。從懸浮技術上講就是電磁懸浮系統(tǒng)(EMS)和電力懸浮系統(tǒng)(EDS)。
我國目前的磁懸浮發(fā)展,主要分為兩個方向,一是中低速磁懸浮列車,采用F軌(即F形軌道)技術,依靠電磁吸力達到懸浮效果,懸浮間隙控制為8-10mm,設計速度為200Km/h以下,二是中高速磁懸浮列車,采用德國TR技術,利用長定子直線電機驅動,利用長定子直線電機的法向力做為懸浮力,懸浮間隙大約8-13mm,設計速度約為500Km/h。例如:懸浮軌道位于車輛底部、且呈圓弧狀的車輛,這種技術當外力使得車輛向一側翻滾時,因為利用的是永磁體的斥力,只能依靠車輛的自重,將車輛糾正道正常軌道,當翻滾的力量大于自重的糾偏力的時候,容易發(fā)生危險。
另外,速度作為人類一直追求的目標,從來只有更高,沒有最高。座位新型的、先進的交通運輸工具,如果再要達到速度的突破,顯然受限于懸浮間隙,以上兩種技術已不能完全滿足高速行駛的要求。
可見,現(xiàn)有技術中,存在懸浮間隙小、穩(wěn)定性差和安全風險大等缺陷。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,針對上述缺陷,提供一種磁懸浮列車,以解決現(xiàn)有技術中磁懸浮技術懸浮間隙小的問題,達到增大懸浮間隙的效果。
本發(fā)明提供一種磁懸浮列車,包括:列車本體和懸浮結構;其中,所述懸浮結構成套設置;至少一套的所述懸浮結構分別與所述列車本體、以及所述列車本體所屬真空管道適配設置,且呈兩翼式對稱設置在所述列車本體的兩側或底部,用于當所述列車本體在以預設的第一速度運行時,使所述列車本體以第一設定間隙懸浮運行。
可選地,所述懸浮結構,包括:懸浮軌道和懸浮模塊;其中,所述懸浮軌道,適配設置于所述真空管道的管道壁;所述懸浮模塊,分別與所述懸浮軌道和所述列車本體適配設置,用于產生第一方向上的第一懸浮力。
可選地,所述懸浮模塊的整體結構,呈上凸形、下凹形、三角形、弧面形、L形中任一種。
可選地,當所述懸浮模塊的整體結構呈所述L形時,還包括:導向結構;所述導向結構,分別與所述懸浮模塊和所述真空管道的管道壁適配設置,且對稱設置在所述列車本體的兩側。
可選地,所述導向結構,包括:所述導向結構,包括:導向軌道和導向模塊;其中,所述導向軌道,適配設置于所述真空管道的管道壁;所述導向模塊,分別與所述導向軌道、所述懸浮模塊的整體結構為所述L形時的所述懸浮模塊、以及所述列車本體適配設置,用于產生第二方向的導向力;所述第一方向與所述第二方向垂直。
可選地,所述列車本體,包括:車體、輪軌結構和驅動結構;其中,所述驅動結構,位于所述車體的底部,且與所述輪軌結構適配設置;所述輪軌結構的數(shù)量為兩個;兩個所述輪軌結構,位于所述車體的底部,對稱設置,且每個所述輪軌結構位于一個所述懸浮結構與所述驅動結構之間;用于所述列車本體在以預設的第二速度運行時,使所述列車本體以第二設定間隙懸浮運行;其中,所述第一速度大于所述第二速度,所述第一設定間隙大于所述第二設定間隙。
可選地,所述輪軌結構,包括:轉向架和輪軌軌道;其中,所述輪軌軌道,與所述真空管道的管道壁適配設置;所述轉向架,適配設置于所述車體與所述輪軌軌道之間,用于產生第一方向上的第二懸浮力;其中,所述第一懸浮力大于所述第二懸浮力。
可選地,所述驅動結構,包括:電子動子和電機定子;其中,所述電機定子,與所述真空管道的管道壁適配設置;所述電機動子,分別與所述電機定子、所述車體和所述輪軌結構適配設置,用于提供驅動力。
可選地,所述電機定子,具體為直線電機定子;和/或,所述電機動子,具體為直線電機動子。
由此,本發(fā)明的方案,利用懸浮軌道和懸浮模塊構成兩翼式的懸浮結構,增大懸浮間隙,解決現(xiàn)有技術中磁懸浮技術懸浮間隙小的問題,從而,克服現(xiàn)有技術中懸浮間隙小、穩(wěn)定性差和安全風險大的缺陷,實現(xiàn)懸浮間隙大、穩(wěn)定性好和安全風險小的有益效果。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發(fā)明而了解。
下面通過附圖和實施例,對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的磁懸浮列車的第一實施例(上凸式的懸浮模塊)的結構示意圖;
圖2為本發(fā)明的磁懸浮列車的第二實施例(下凹式的懸浮模塊)的結構示意圖;
圖3為本發(fā)明的磁懸浮列車的第三實施例(三角形的懸浮模塊)的結構示意圖;
圖4為本發(fā)明的磁懸浮列車的第四實施例(弧面形的懸浮模塊)的結構示意圖;
圖5為本發(fā)明的磁懸浮列車的第五實施例(L形的懸浮模塊)的結構示意圖。
結合附圖1,本發(fā)明實施例中附圖標記如下:
11-車體;12-轉向架;13-直線電機動子;14-直線電機定子;15-輪軌軌道;16-懸浮軌道;17-懸浮模塊。
結合附圖2,本發(fā)明實施例中附圖標記如下:
21-車體;22-轉向架;23-直線電機動子;24-直線電機定子;25-輪軌軌道;26-懸浮軌道;27-懸浮模塊。
結合附圖3,本發(fā)明實施例中附圖標記如下:
31-車體;32-轉向架;33-直線電機動子;34-直線電機定子;35-輪軌軌道;36-懸浮軌道;37-懸浮模塊。
結合附圖4,本發(fā)明實施例中附圖標記如下:
41-車體;42-轉向架;43-直線電機動子;44-直線電機定子;45-輪軌軌道;46-懸浮軌道;47-懸浮模塊。
結合附圖5,本發(fā)明實施例中附圖標記如下:
51-車體;52-轉向架;53-直線電機動子;54-直線電機定子;55-輪軌軌道;56-懸浮軌道;57-懸浮模塊;58-導向軌道;59-導向模塊。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本發(fā)明具體實施例及相應的附圖對本發(fā)明技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,提供了一種磁懸浮列車。該磁懸浮列車可以包括:列車本體和懸浮結構。
可選地,所述懸浮結構成套設置。至少一套的所述懸浮結構分別與所述列車本體、以及所述列車本體所屬真空管道適配設置,且呈兩翼式對稱設置在所述列車本體的兩側或底部,可以用于當所述列車本體在以預設的第一速度運行時,使所述列車本體以第一設定間隙懸浮運行。
例如:懸浮軌道,可以是高速運行時,用于車輛懸浮的軌道。
例如:懸浮部分(即懸浮結構)采用永磁體與磁感應懸浮軌道(即懸浮軌道)構成,磁感應懸浮軌道可以選擇鋁或銅材料。
由此,采用兩翼式的懸浮結構,使得磁懸浮列車的運行結構更加穩(wěn)定。
在一個可選例子中,所述懸浮結構,可以包括:懸浮軌道和懸浮模塊。
可選地,所述懸浮軌道,適配設置于所述真空管道的管道壁。
可選地,所述懸浮模塊,分別與所述懸浮軌道和所述列車本體適配設置,可以用于產生第一方向上的第一懸浮力。
更可選地,所述懸浮模塊的整體結構,呈上凸形、下凹形、三角形、弧面形、L形中任一種。
例如:懸浮模塊可以設計成上凸形(例如:圖1中的懸浮模塊17)、下凹形(例如:圖2中的懸浮模塊27)、三角形(例如:圖3中的懸浮模塊37)、弧面形(例如:圖4中的懸浮模塊47)或L型(例如:圖5中的懸浮模塊57)。
其中,圖1至圖5中,唯一不同的就是懸浮和導向的結構以及方式,其余都可以相同。圖1中為上凸式結構,懸浮和導向一體,由于磁力的分解作用,可以產生導向力;圖2中懸浮和導向分開,分別作用。圖3至圖5中,懸浮和導向均為一體結構,由于磁力的分解作用,分別產生垂直向上的懸浮力和水平導向力。
在一個可選例子中,當所述懸浮模塊的整體結構呈所述L形時,還可以包括:導向結構。其中,所述導向結構,分別與所述懸浮模塊和所述真空管道的管道壁適配設置,且對稱設置在所述列車本體的兩側。
在一個可選例子中,所述導向結構,可以包括:所述導向結構,可以包括:導向軌道58和導向模塊59。
可選地,所述導向軌道58,適配設置于所述真空管道的管道壁。
可選地,所述導向模塊59,分別與所述導向軌道58、所述懸浮模塊的整體結構為所述L形時的所述懸浮模塊、以及所述列車本體適配設置,可以用于產生第二方向的導向力。所述第一方向與所述第二方向垂直。
例如:圖1至圖4中,懸浮模塊與懸浮軌道產生的磁斥力可以分解為垂直向上的懸浮力和水平的導向力。圖5中,懸浮模塊57和懸浮軌道56感應產生的斥力做為懸浮力,導向模塊59和導向軌道58感應產生的斥力做為導向力。
由此,采用兩翼式弧形、斜面懸浮結構,使得懸浮與導向一體,結構簡單可靠,節(jié)約成本。
在一個可選例子中,所述列車本體,可以包括:車體、輪軌結構和驅動結構。
例如:車體的形狀,可以根據(jù)需要任意調整。例如:圖1中的車體11,圖2中的車體21,圖3中的車體31,圖4中的車體41,圖5中的車體51等
可選地,所述驅動結構,位于所述車體的底部,且與所述輪軌結構適配設置。所述輪軌結構的數(shù)量為兩個。兩個所述輪軌結構,位于所述車體的底部,對稱設置,且每個所述輪軌結構位于一個所述懸浮結構與所述驅動結構之間??梢杂糜谒隽熊嚤倔w在以預設的第二速度運行時,使所述列車本體以第二設定間隙懸浮運行。
其中,所述第一速度大于所述第二速度,所述第一設定間隙大于所述第二設定間隙。
例如:參見圖1至圖5所示的例子,該磁懸浮列車(即兩翼式的磁懸浮結構),主要由磁懸浮車體、兩翼式懸浮架(即懸浮模塊)、懸浮軌道、低速運行軌道、轉向架、驅動直線電機等部件構成。
由此,采用懸浮結構,使得懸浮間隙可達到50-150mm,懸浮間隙更大,更安全可靠。
在一個可選例子中,所述輪軌結構,可以包括:轉向架和輪軌軌道。
可選地,所述輪軌軌道,與所述真空管道的管道壁適配設置。
例如:輪軌軌道為低速運行軌道。低速運行軌道,可以是車輛低速運行時,用輪軌支撐車輪的輪軌軌道。
可選地所述轉向架,適配設置于所述車體與所述輪軌軌道之間,可以用于產生第一方向上的第二懸浮力。
其中,所述第一懸浮力大于所述第二懸浮力。
在一個可選例子中,所述驅動結構,可以包括:電子動子和電機定子。
可選地,所述電機定子,與所述真空管道的管道壁適配設置。更可選地,所述電機定子,具體為直線電機定子。
可選地,所述電機動子,分別與所述電機定子、所述車體和所述輪軌結構適配設置,可以用于提供驅動力。更可選地,所述電機動子,具體為直線電機動子。
例如:當車輛低速運行時,由直線電機(例如:主要由直線電機定子14、24、34、44、54等,以及與其適配的直線電子動子13、23、33、43、53等構成的直線電機)帶動車輛行走,車輛由輪軌系統(tǒng)(例如:輪軌軌道15、25、35、45、55等)支撐。
例如:當車輛行駛到一定速度時,懸浮模塊(例如:懸浮模塊17、27、37、47、57等)中的永磁體的磁場,在懸浮軌道(例如:懸浮軌道16、26、36、46、56、57等)中產生感應電動勢,從而產生與懸浮模塊中永磁體磁極相反的磁場,使得懸浮軌道和懸浮模塊之間產生斥力,克服車輛的重力,使得車輛向上懸浮,脫離軌道。
可見,本發(fā)明中兩翼式的懸浮結構,可以伸出(不限于)車輛外側,使得車輛的重心坐落于轉向架(例如:轉向架12、22、32、42、52等)上,從而使得車輛更加穩(wěn)定。而且弧面式的懸浮結構(例如:參見圖4所示的例子),使得車輛運行時產生的懸浮斥力,分別沿弧面圓心向四周分散,從而可以分解為垂直向上的懸浮斥力和水平向兩邊的導向力,使得車輛在懸浮的同時,兼具了導向力,從而使得結構更加緊湊,車輛重量更輕。
而且,本發(fā)明中兩翼式的懸浮結構,使得車輛不會產生偏轉、翻轉,確保了車輛安全運行。
經大量的試驗驗證,采用本發(fā)明的技術方案,利用了永磁體與鋁或銅制軌道感應產生電動勢的原理進行懸浮,更重要的是采用兩翼式的結構(即懸浮結構),可以使得懸浮間隙達到50-150mm,使得懸浮結構更穩(wěn)定,而且不需要主動控制,解決了現(xiàn)有磁懸浮技術懸浮間隙小、以及懸浮結構不穩(wěn)定的局限,消除了人為控制因素及安全隱患。
綜上,本領域技術人員容易理解的是,在不沖突的前提下,上述各有利方式可以自由地組合、疊加。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍之內。