CN105755914B - 应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向技术，具体涉及应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法。该机械道岔包括：转向磁轨组件，所述转向磁轨组件包括：一个以上的转向磁轨，转向磁轨的宽度与永磁轨道相等，每个转向磁轨固定于相应传动板，且处于传动板的上方，所述传动板与驱动组件相连接，所述驱动组件驱动所述传动板平移、旋转、和/或升降。本发明采用机械驱动力驱动转辙磁轨，对接后的轨道磁场均匀，减少运行的电磁阻力。而且，机械力驱动，相对一些电磁道岔来说性能更可靠，磁场均匀性好。

Description

应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法

技术领域

本发明涉及转向技术，具体涉及应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法。

背景技术

图1为高温超导磁悬浮列车结构示意图，列车车体1依靠永磁轨道与超导体2之间的相互作用力实现悬浮。永磁轨道3主要有易碎的永磁材料组成，因此高温超导磁悬浮列车的换向，不可能像常规轨道系统一样，依靠轨道的变形来实现。

道岔是有轨交通实现线路转换不可或缺的设备。目前，对于高温超导磁悬浮列车道岔设备的研究较少，目前为止只有少量研究涉及高温超导磁悬浮道岔。目前提出的高温超导磁悬浮道岔是利用磁体产生特定的磁场，令高温超导磁悬浮列车实现换向。但电磁式的高温超导磁悬浮道岔存在以下问题：产生的磁体相对于永磁轨道较弱，同时产生磁场与永磁轨道的磁场分布有一定差异。由于上述两个原因，电磁式高温超导磁悬浮道岔磁场均匀性较差，这会导致高温超导磁悬浮列车通过道岔时不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法，以解决高温超导磁悬浮列车系统的线路换向的问题。

本发明专利涉及一种应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔，其包括：转向磁轨组件，所述转向磁轨组件包括：一个以上的转向磁轨，转向磁轨的宽度与永磁轨道相等，每个转向磁轨固定于相应传动板，且处于传动板的上方，所述传动板与驱动组件相连接，所述驱动组件驱动所述传动板平移、旋转、和/或升降。

在一些实施例中，优选为，所述的应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔还包括：导向轨，所述传动板安装有导向轮，所述导向轮置于所述导向轨内。

在一些实施例中，优选为，所述转向磁轨组件包括：第一转向轨和第二转向轨；所述驱动组件包括：第一平移驱动件和第一升降驱动件；

所述第一转向轨固定于第一平移传动板上，所述第一平移传动板与所述第一平移驱动件固定连接，所述第一平移驱动件驱动所述第一平移传动板左右平移，使所述第一转向轨将主线路和一个转向线路对接或分开；

所述第二转向轨固定于第一升降传动板上，所述第一升降传动板与所述第一升降驱动件固定连接，所述第一升降传动板驱动所述第一升降传动板上下升降，使所述第二转向轨将主线路和另一个转向线路对接或分开。

在一些实施例中，优选为，所述转向磁轨组件包括：第三转向轨和第四转向轨，所述驱动组件包括：第二平移驱动件；

所述第三转向轨和所述第四转向轨均固定于第二平移传动板上，且二者在所述第二平移传动板上呈“八”字，二者与主线相连接的连接端之间间隔预设距离；

所述第二平移传动板与所述第二平移驱动件固定连接，所述第二平移驱动件驱动所述第二平移传动板平移所述预设距离，使所述第三转向轨将主线路和一个转向线路对接，或使所述第四转向轨将主线路和另一个转向线路对接。

在一些实施例中，优选为，所述转向磁轨组件包括：第五转向轨，所述驱动组件包括：第二升降驱动件和第一旋转驱动件；

所述第五转向轨固定于第一旋转传动板，所述第一旋转传动板分别与第二升降驱动件和第一旋转驱动件连接，所述第二升降驱动件驱动所述第一旋转传动板上下方向升降，所述第一旋转驱动件驱动处于最高处的所述第一旋转传动板旋转，使所述第五转向轨自第一线路和第三线路的对接转为第二线路和第四线路的对接。

在一些实施例中，优选为，第一线路和第三线路的连线、第二线路和第四线路的连线相互交叉，交叉点位于所述第五转向轨上。

本发明还提供了一种利用上述应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔的转向方法，其包括：

确定转向要求；

驱动组件根据转向要求驱动传动板运动，所述运动包括：平移、旋转和/或升降；

传动板带动磁轨运动，磁轨将两个永磁轨道对接。

在一些实施例中，优选为，当磁悬浮列车从主线向两个不同方向转向时，所述转向方法为：

第一平移驱动件驱动所述第一平移传动板平移，第一平移传动板带动第一转向轨移动，将主线路和一个转向线路分开；第一升降驱动件驱动所述第一升降传动板上升，所述第一升降传动板带动第二转向轨上升，第二转向轨将主线路和另一个转向线路对接；

或，

第一升降驱动件驱动所述第一升降传动板下降，所述第一升降传动板带动第二转向轨下降，第二转向轨将主线路和另一个转向线路分开；第一平移驱动件驱动所述第一平移传动板平移，第一平移传动板带动第一转向轨移动，将主线路和一个转向线路对接。

在一些实施例中，优选为，当磁悬浮列车从主线向两个不同方向转向时，所述转向方法为：

第二平移驱动件驱动所述第二平移传动板，所述第二平移传动板带动第三转向轨、第四转向轨运动，第三转向轨将主线路和一个转向线路分开，第四转向轨将主线路和另一个转向线路对接；

或，

第二平移驱动件驱动所述第二平移传动板，所述第二平移传动板带动第三转向轨、第四转向轨运动，第三转向轨将主线路和一个转向线路对接，第四转向轨将主线路和另一个转向线路分开。

在一些实施例中，优选为，当磁悬浮列车在交叉线路间转向时，所述转向方法为：

第二升降驱动件驱动第一旋转传动板上升，第一旋转传动板带动第五转向轨上升，使第一线路和第三线路分开；当第五转向轨到达最高处后，第一旋转驱动件驱动第一旋转传动板旋转，第一旋转传动板带动第五转向轨旋转，当所述第五转向轨转到第二线路和第四线路的对接位后，第二升降驱动件驱动第一旋转传动板下降，第一旋转传动板带动第五转向轨下降，使第二线路和第四线路对接。

本发明实施例提供的应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法，与现有技术相比，采用机械驱动力驱动转辙磁轨，对接后的轨道磁场均匀，减少运行的电磁阻力。而且，机械力驱动，相对一些电磁道岔来说性能更可靠，磁场均匀性好，换向时列车较为稳定。

附图说明

图1为高温超导磁悬浮列车结构示意图；

图2为本发明实施例1中应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔的结构示意图；

图3为本发明实施例2中应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔的结构示意图；

图4为本发明实施例3中应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔的结构示意图。

注：1列车车体；2超导体；3永磁轨道；5第一转向线路；6第一升降传动板；7第二转向轨；8第一升降驱动件；9主线；10导向轮；11导向轨；12第一平移驱动件；13第一转向轨；14第一平移传动板；15第二转向线路；16第二平移传动板；17第三转向轨；18第四转向轨；19第二平移驱动件；20第三线路；21旋转平台；22第一线路；23第一旋转传动板；24第一旋转驱动件；25第四线路；26第二线路；27第五转向轨；28第二升降驱动件。

具体实施方式

下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。

针对现有高温超导磁悬浮系统尚没有较为成熟的道岔技术，本发明提供了一种应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔及转向方法。

应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔，其包括：转向磁轨组件，转向磁轨组件包括：一个以上的转向磁轨，转向磁轨的宽度与永磁轨道相等，每个转向磁轨固定于相应传动板，且处于传动板的上方，传动板与驱动组件相连接，驱动组件驱动传动板平移、旋转、和/或升降。

该机械道岔的转向方法包括：确定转向要求；驱动组件根据转向要求驱动传动板运动，运动包括：平移、旋转和/或升降；传动板带动磁轨运动，磁轨将两个永磁轨道对接。

采用机械驱动力驱动转辙磁轨，对接后的轨道磁场均匀，减少运行的电磁阻力。而且，机械力驱动，相对一些电磁道岔来说性能更可靠，磁场均匀性好。

接下来，通过多个实施例来详细描述该高温超导磁悬浮系统的机械道岔。

实施例1：

该实施例应用于一条线路与不同方向的两条线路对接，分别由第一转向轨13和第二转向轨7完成对接。第一转向轨13固定于第一平移传动板14上，第一平移传动板14固定连接第一平移驱动件12，受第一平移驱动件12平移驱动；第二转向轨7固定于第一升降传动板6上，第一升降传动板6固定连接第一升降驱动件8，受第一升降驱动件8升降驱动。其中，第一转向轨13处于对接位置的旁边，通过平移的方式到达两个线路的对接点，第二转向轨7处于对接位置的正下方，通过升降的方式直接达到两个线路的对接点。第一平移传动板14平行于平移方向的两个边上设置导向轮10，导向轮10放置于导向轨11上，导向轨11平行于平移方向，通过导向轨11的导向能增加平移的稳定性，提高磁场的均匀度。同样，第一升降传动板6也可以通过上下方向的导向轨11进行升降运动的导向。

转向时具体的操作为：

位于可动轨道支撑板(即第一平移传动板14)上的可动永磁轨道(以下简称第一转向轨13)使主线9(即，由两条轨道组成)和第二转向线路15连通(如图2)，换向时第一平移驱动件12推动可动轨道支撑板，通过可动轨道支撑板带动可动永磁轨道向右移动到指定位置后，升降装置(即第一升降驱动件8)提升升降支撑板(即第一升降传动板6)，通过升降支撑板将可升降磁轨抬升到预定高度，实现主线9和第一转向线路5的连通。这种道岔由于可升降磁轨可放置在地面以下，占地面积较小，适用于列车线路宽度受到限制的路段。

反之，第一升降驱动件8驱动第一升降传动板6下降，第一升降传动板6带动第二转向轨7下降，第二转向轨7将主线9和第一转向线路5分开；第一平移驱动件12驱动第一平移传动板14平移，第一平移传动板14带动第一转向轨13移动，将主线9和第二转向线路15对接。

实施例2：

该实施例也是应用于一条线路与不同方向的两条线路的对接。图3示出该结构，其实际为直接平移式道岔的结构图。为了方便区分，将转向轨定义为第三转向轨17、第四转向轨18。在本实施例中，第三转向轨17、第四转向轨18同步运动，采用一个驱动组件，具体为，第三转向轨17、第四转向轨18均固定于第二平移传动板16上，在该传动板上呈“八”字，两个转向轨均有一个与主线9相连接的连接端，两个连接端的连线平行于第二平移传动板16的平移方向。第二平移传动板16与第二平移驱动件19连接，受第二平移驱动件19的驱动，通过平移，分别将第三转向轨17或第四转向轨18推送到相应的对接位置。在本实施例中第二平移传动板16也配有如同实施例1的导向设备。

具体操作方法为：

左、右两段可动磁轨(即第三转向轨17、第四转向轨18)安装在可动轨道支撑板(即第二平移传动板16)上，左可动磁轨使主线9和第一转向线路5连通。换向时推送装置(即第二平移驱动件19)通过可动轨道支撑板带动可动磁轨向左移动到指定位置，右可动磁轨使主线9和第二转向线路15连通。这种道岔只需推送装置一个动力源，不必配备升降装置，适用于线路的宽度没限制或安装升降装置不便的路段。

实施例3：

该实施例应用于四条相互交叉、汇聚于交叉点的线路的对接，交叉的四段线路两两分别连通，图4示出了该结构，其实际为升降旋转式道岔的结构图。为方便叙述，将转向轨定义为第五转向轨27，第五转向轨27固定于第一旋转传动板23上，第一旋转传动板23分别与第二升降驱动件28、第一旋转驱动件24连接，受第二升降驱动件28的升降驱动，受第一旋转驱动件24的旋转驱动。需要对接的第一线路22和第三线路20的连线、第二线路26和第四线路25的连线相互交叉，交叉点位于第五转向轨27上。第一旋转传动板23架设在旋转平台21上。

具体操作为：可动轨道支撑板(即第一旋转传动板23)上的可动磁轨(即第五导向轨11)使第一线路22和第二线路26连通。换向时，可动轨道支撑板升起(垂直于纸面向外的方向)，转动装置带动转动平台逆时针转动相应的角度，最后可动轨道支撑板下降到位使第三线路20和第四线路25连通。升降旋转式道岔的可动磁轨竖直上下移动时需要克服的线路磁轨对其产生的竖直偏移磁阻力小，适用于交叉部分短的交叉线路的连通。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔，其特征在于，包括：转向磁轨组件，所述转向磁轨组件包括：一个以上的转向磁轨，转向磁轨的宽度与永磁轨道相等，每个转向磁轨固定于相应传动板，且处于传动板的上方，所述传动板与驱动组件相连接；

所述转向磁轨组件还包括：第一转向轨和第二转向轨；所述驱动组件包括：第一平移驱动件和第一升降驱动件；

所述第一转向轨固定于第一平移传动板上，所述第一平移传动板与所述第一平移驱动件固定连接，所述第一平移驱动件驱动所述第一平移传动板左右平移，使所述第一转向轨将主线路和一个转向线路对接或分开；

所述第二转向轨固定于第一升降传动板上，所述第一升降传动板与所述第一升降驱动件固定连接，所述第一升降传动板驱动所述第一升降传动板上下升降，使所述第二转向轨将主线路和另一个转向线路对接或分开。

2.一种应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔，其特征在于，包括：转向磁轨组件，所述转向磁轨组件包括：一个以上的转向磁轨，转向磁轨的宽度与永磁轨道相等，每个转向磁轨固定于相应传动板，且处于传动板的上方，所述传动板与驱动组件相连接；

所述转向磁轨组件还包括：第五转向轨，所述驱动组件包括：第二升降驱动件和第一旋转驱动件；

所述第五转向轨固定于第一旋转传动板，所述第一旋转传动板分别与第二升降驱动件和第一旋转驱动件连接，所述第二升降驱动件驱动所述第一旋转传动板上下方向升降，所述第一旋转驱动件驱动处于最高处的所述第一旋转传动板旋转，使所述第五转向轨自第一线路和第三线路的对接转为第二线路和第四线路的对接。

3.如权利要求1-2之一所述的应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔，其特征在于，还包括：导向轨，所述传动板安装有导向轮，所述导向轮置于所述导向轨内。

4.如权利要求2所述的应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔，其特征在于，第一线路和第三线路的连线、第二线路和第四线路的连线相互交叉，交叉点位于所述第五转向轨上。

5.一种利用权利要求1所述应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔的转向方法，其特征在于，包括：

确定转向要求；

驱动组件根据转向要求驱动传动板运动；

传动板带动磁轨运动，磁轨将两个永磁轨道对接。

6.如权利要求5所述转向方法，其特征在于，当磁悬浮列车从主线向两个不同方向转向时，所述转向方法为：

第一平移驱动件驱动所述第一平移传动板平移，第一平移传动板带动第一转向轨移动，将主线路和一个转向线路分开；第一升降驱动件驱动所述第一升降传动板上升，所述第一升降传动板带动第二转向轨上升，第二转向轨将主线路和另一个转向线路对接；

或，

第一升降驱动件驱动所述第一升降传动板下降，所述第一升降传动板带动第二转向轨下降，第二转向轨将主线路和另一个转向线路分开；第一平移驱动件驱动所述第一平移传动板平移，第一平移传动板带动第一转向轨移动，将主线路和一个转向线路对接。

7.一种利用权利要求2所述应用于高温超导磁悬浮系统的机械道岔的转向方法，其特征在于，包括：

确定转向要求；

驱动组件根据转向要求驱动传动板运动；

传动板带动磁轨运动，磁轨将两个永磁轨道对接。

8.如权利要求7所述转向方法，其特征在于，当磁悬浮列车在交叉线路间转向时，所述转向方法为：

第二升降驱动件驱动第一旋转传动板上升，第一旋转传动板带动第五转向轨上升，使第一线路和第三线路分开；当第五转向轨到达最高处后，第一旋转驱动件驱动第一旋转传动板旋转，第一旋转传动板带动第五转向轨旋转，当所述第五转向轨转到第二线路和第四线路的对接位后，第二升降驱动件驱动第一旋转传动板下降，第一旋转传动板带动第五转向轨下降，使第二线路和第四线路对接。