CN104859481A - 直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车。悬浮架包括牵引直线电机、电机吊杆、一对悬浮模块和一对横梁，牵引直线电机平行设置于一对悬浮模块之间，一对横梁分设于悬浮模块两端，且各横梁均连接于一对悬浮模块之间，牵引直线电机通过电机吊杆吊挂于一对横梁上，牵引直线电机两侧均设有至少一组防滚解耦机构，防滚解耦机构一端与牵引直线电机铰接，另一端与悬浮模块铰接，牵引直线电机上装设有用于连接车体的牵引组件。磁悬浮列车包括多件车体和多件上述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，车体装设于悬浮架上。该直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车具有结构简单、安装维护方便、牵引效率高、过弯能力强的优点。

Description

直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术领域，尤其涉及直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车。

背景技术

磁悬浮列车与普通轮轨车辆的主要区别是牵引力、导向力以及车辆支撑力的产生机制不同。磁悬浮列车车载电磁铁与倒U型轨道之间的非接触电磁力，替代轮轨车辆车轮和轨道之间通过接触产生的支撑力和导向力；用直线电机初级和次级之间的非接触电磁牵引力替代轮轨之间的黏着力。直线电机产生的牵引力不受轮轨黏着力限制，其爬坡能力、曲线通过能力远高于传统轮轨车辆。

近年来，为解决大型牵引直线电机在磁悬浮列车走行单元中的布置和安装问题，中国专利文献CN102963266A公布了一种牵引直线电机中置的磁悬浮列车走行单元，由两个独立的悬浮模块、一台牵引直线电机、两根横梁、四套横梁球铰直线组合轴承、两根电机吊杆和一套防滚解耦机构组成。牵引直线电机布置在左、右悬浮模块之间以减少电机尺寸的限制因素，通过前、后电机吊杆吊装在前、后端横梁的中部，两根横梁通过四套横梁球铰直线组合轴承安装在左、右悬浮模块上。防滚解耦机构由两根主臂、两片防滚梁、两根防滚吊杆和两套主臂球铰直线组合轴承组成，沿垂直轨道方向布置在悬浮架的中间截面上，可约束悬浮模块绕轨道的侧滚运动并传递电机牵引力。

通常，多个悬浮架在组成磁悬浮列车时会通过二次系连接，二次系由空簧、横向滑台、纵向拉杆、横向拉杆和转向机构等组成。每个悬浮架通过其托臂上方的4个横向滑台与车体连接，横向滑台仅允许沿车体横向的直线运动或弧线运动；横向滑台的下部通过空簧、纵向拉杆和横向拉杆与悬浮模块连接，空簧允许横向滑台与悬浮模块之间的垂向位移并提供一定的刚度和阻尼。这种二次系结构形式限制了左、右悬浮模块在纵向的运动，使得左、右悬浮模块和前后横梁组成的平行四边形在过弯道时发生菱变而不能保持矩形。

现有牵引直线电机中置的悬浮架可降低电机尺寸的限制，提高电机的牵引功率和效率；然而，在组成车辆时受二次系约束会导致电机与轨道存在偏航角，如图1所示。这是由于牵引直线电机1中置的悬浮架将电机推力通过主臂7传递给左、右悬浮模块2，主臂7与牵引直线电机1固定，这种传力方式会使得牵引直线电机1受左、右悬浮模块2的前后位置影响，过弯时左、右悬浮模块2和防滚解耦机构组成的平行四边形发生菱变而不能保持矩形，从而使得电机方向与车体8基本平行而非跟随轨道。仿真数据显示，电机与轨道的偏航角甚至达到6.5°，这将对过弯道时的电机推力控制产生不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、安装维护方便、牵引效率高、过弯能力强的直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种直传式牵引直线电机中置的悬浮架，包括牵引直线电机、电机吊杆、一对悬浮模块和一对横梁，所述牵引直线电机平行设置于一对悬浮模块之间，一对横梁分设于悬浮模块两端，且各横梁均连接于一对悬浮模块之间，所述牵引直线电机通过电机吊杆吊挂于一对横梁上，所述牵引直线电机两侧均设有一组防滚解耦机构所述防滚解耦机构一端与牵引直线电机铰接，另一端与悬浮模块铰接，所述牵引直线电机上装设有用于连接车体8的牵引组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述牵引组件包括电机牵引杆和牵引座，所述电机牵引杆一端通过球铰轴承与牵引直线电机连接，另一端通过球铰轴承与牵引座连接，所述牵引座顶部设有用于与车体固定连接的紧固连接板。

所述电机吊杆上端通过球铰轴承与横梁连接，下端通过销轴与牵引直线电机连接。

所述防滚解耦机构包括两片防滚梁和两根防滚吊杆，所述两片防滚梁呈上下布置，所述两根防滚吊杆分别连接于两片防滚梁之间，一片防滚梁通过两件球铰轴承与牵引直线电机铰接，另一片防滚梁通过两件球铰轴承与悬浮模块铰接。

所述防滚吊杆两端通过球铰轴承与防滚梁铰接。

所述横梁的端部设有直线轴承，所述悬浮模块通过球铰轴承与横梁端部的直线轴承的滑块连接。

一种磁悬浮列车，包括多件车体和多件上述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，所述车体装设于所述悬浮架上。

作为上述技术方案的进一步改进：

相邻两件悬浮架的电机牵引杆连接于共用的牵引座上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车，牵引直线电机上装设有用于连接车体的牵引组件，牵引直线电机提供的牵引力通过牵引组件传递到车体上，当磁浮车辆通过曲线轨道时，由于防滚解耦机构两端均为铰接连接结构，牵引直线电机可将转向偏移趋势转化为同步偏转，使磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机与悬浮模块趋于平行，从而达到减小牵引直线电机与轨道之间偏航角的目的，有利于磁浮车辆通过曲线轨道时的推力控制，并使磁浮车辆能够适应更宽半径范围的弯道，特别是增强了磁浮车辆通过小半径弯道的能力；防滚解耦机构为牵引直线电机提供了更可靠的动态辅助支撑，为实现磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机与悬浮模块趋于平行提供基础。本发明的磁悬浮列车，其结构简单，安装维护方便，可适应现有轨道线路和车辆二次系结构，便于多个悬浮架灵活组建各种形式的磁悬浮列车，对目前工程实施特别有利。

附图说明

图1是现有牵引直线电机中置的磁悬浮列车在过弯时的空间排布示意图。

图2是本发明悬浮架的结构示意图。

图3是本发明悬浮架在过弯时的空间排布示意图。

图4是本发明一种磁悬浮列车实施例的空间排布示意图。

图5是本发明另一种磁悬浮列车实施例的空间排布示意图。

图中各标号表示：

1、牵引直线电机；2、悬浮模块；21、直线轴承；3、横梁；4、牵引组件；41、电机牵引杆；42、牵引座；421、紧固连接板；5、防滚解耦机构；51、防滚梁；52、防滚吊杆；6、电机吊杆；7、主臂；8、车体。

具体实施方式

图2和图3示出了本发明的一种直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车实施例，包括牵引直线电机1、电机吊杆6、一对悬浮模块2和一对横梁3，牵引直线电机1平行设置于一对悬浮模块2之间，一对横梁3分设于悬浮模块2两端，且各横梁3均连接于一对悬浮模块2之间，牵引直线电机1通过电机吊杆6吊挂于一对横梁3上，牵引直线电机1两侧均设有一组防滚解耦机构5防滚解耦机构5一端与牵引直线电机1铰接，另一端与悬浮模块2铰接，牵引直线电机1上装设有用于连接车体8的牵引组件4。本发明的直传式牵引直线电机中置的悬浮架及磁悬浮列车，牵引直线电机1上装设有用于连接车体8的牵引组件4，牵引直线电机1提供的牵引力通过牵引组件4传递到车体8上，当磁浮车辆通过曲线轨道时，由于防滚解耦机构5两端均为铰接连接结构，牵引直线电机1可将转向偏移趋势转化为同步偏转，使磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机1与悬浮模块2趋于平行，从而达到减小牵引直线电机1与轨道之间偏航角的目的，有利于磁浮车辆通过曲线轨道时的推力控制，并使磁浮车辆能够适应更宽半径范围的弯道，特别是增强了磁浮车辆通过小半径弯道的能力；防滚解耦机构5为牵引直线电机1提供了更可靠的动态辅助支撑，为实现磁浮车辆通过曲线轨道时牵引直线电机1与悬浮模块2趋于平行提供基础。

本实施例中，牵引组件4包括电机牵引杆41和牵引座42，电机牵引杆41一端通过球铰轴承与牵引直线电机1连接，另一端通过球铰轴承与牵引座42连接，牵引座42顶部设有用于与车体8固定连接的紧固连接板421，电机牵引杆41两端均为球铰连接结构，既能传递牵引力，又使牵引直线电机1具备足够的偏转自由度以顺畅的保持与悬浮模块2趋于平行。

本实施例中，电机吊杆6上端通过球铰轴承与横梁3连接，下端通过销轴与牵引直线电机1连接，电机吊杆6为牵引直线电机1提供了支撑，并给予牵引直线电机1摆动自由度。由于有牵引组件4传递牵引力，因此不需要电机吊杆6通过横梁3传递牵引力，故可降低横梁3的强度需求，节省成本。

本实施例中，防滚解耦机构5包括两片防滚梁51和两根防滚吊杆52，两片防滚梁51呈上下布置，两根防滚吊杆52分别连接于两片防滚梁51之间，一片防滚梁51通过两件球铰轴承与牵引直线电机1铰接，另一片防滚梁51通过两件球铰轴承与悬浮模块2铰接，防滚吊杆52两端通过球铰轴承与防滚梁51铰接，防滚吊杆52具有灵活的自由度，保证了牵引直线电机1能够与悬浮模块2趋于平行。

本实施例中，横梁3的端部设有直线轴承21，悬浮模块2通过球铰轴承与横梁3端部的直线轴承21的滑块连接。

图4示出了本发明的一种磁悬浮列车实施例，该磁悬浮列车包括多件车体8和多件上述实施例的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，车体8装设于悬浮架上。本发明的磁悬浮列车，其结构简单，安装维护方便，可适应现有轨道线路和车辆二次系结构，便于多个悬浮架灵活组建各种形式的磁悬浮列车，对目前工程实施特别有利。本实施例中，相邻两件悬浮架的电机牵引杆41连接于共用的牵引座42上。

图5示出了本发明的另一种磁悬浮列车实施例，本实施例与上一实施例基本相同，区别仅在于，本实施例中各悬浮架的电机牵引杆41分别连接一件牵引座42。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种直传式牵引直线电机中置的悬浮架，包括牵引直线电机（1）、电机吊杆（6）、一对悬浮模块（2）和一对横梁（3），所述牵引直线电机（1）平行设置于一对悬浮模块（2）之间，一对横梁（3）分设于悬浮模块（2）两端，且各横梁（3）均连接于一对悬浮模块（2）之间，所述牵引直线电机（1）通过电机吊杆（6）吊挂于一对横梁（3）上，其特征在于：所述牵引直线电机（1）两侧均设有一组防滚解耦机构（5）所述防滚解耦机构（5）一端与牵引直线电机（1）铰接，另一端与悬浮模块（2）铰接，所述牵引直线电机（1）上装设有用于连接车体（8）的牵引组件（4）。

2.根据权利要求1所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述牵引组件（4）包括电机牵引杆（41）和牵引座（42），所述电机牵引杆（41）一端通过球铰轴承与牵引直线电机（1）连接，另一端通过球铰轴承与牵引座（42）连接，所述牵引座（42）顶部设有用于与车体（8）固定连接的紧固连接板（421）。

3.根据权利要求1所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述电机吊杆（6）上端通过球铰轴承与横梁（3）连接，下端通过销轴与牵引直线电机（1）连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述防滚解耦机构（5）包括两片防滚梁（51）和两根防滚吊杆（52），所述两片防滚梁（51）呈上下布置，所述两根防滚吊杆（52）分别连接于两片防滚梁（51）之间，一片防滚梁（51）通过两件球铰轴承与牵引直线电机（1）铰接，另一片防滚梁（51）通过两件球铰轴承与悬浮模块（2）铰接。

5.根据权利要求4所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述防滚吊杆（52）两端通过球铰轴承与防滚梁（51）铰接。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述横梁（3）的端部设有直线轴承（21），所述悬浮模块（2）通过球铰轴承与横梁（3）端部的直线轴承（21）的滑块连接。

7.根据权利要求5所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，其特征在于：所述横梁（3）的端部设有直线轴承（21），所述悬浮模块（2）通过球铰轴承与横梁（3）端部的直线轴承（21）的滑块连接。

8.一种磁悬浮列车，其特征在于：包括多件车体（8）和多件如权利要求1至7中任一项所述的直传式牵引直线电机中置的悬浮架，所述车体（8）装设于所述悬浮架上。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮列车，其特征在于：相邻两件悬浮架的电机牵引杆（41）连接于共用的牵引座（42）上。