CN106184182A - 气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法，涉及交通技术领域，主要目的在于提高气悬浮交通运输工具的运行稳定性。气悬浮交通运输工具包括车体底盘；连续喷气组件，连续喷气组件向地面持续喷射第一压力的气体，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面；脉冲喷气组件，脉冲喷气组件向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体，使所述车体底盘相对于地面震颤，第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。脉冲气体可使气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面做微震颤，可预防车体底部在可能产生摩擦力的不平整的地面处驻留，使车体底部能够迅速脱离不平整的地面以及由车体的振动而与地面产生的摩擦，提高气悬浮交通运输工具的运行稳定性。

Description

气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法

技术领域

本发明涉及交通技术领域，特别是涉及一种气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法。

背景技术

当今，人们在对交通工具的创新探索中，各类概念层级的交通工具层出不穷，如，高速铁路列车、磁悬浮列车、气悬浮交通运输工具等等。

其中，气悬浮交通运输工具是通过底部持续恒定的向下喷气，在路面和车体之间形成气垫层，将车体悬浮于空中行驶的技术，在高速、平稳运行、低摩擦阻力等方面有综合优势，在高运速、高载重、低能耗等方面都具有明确可被应用的潜力。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

目前的气悬浮交通运输工具，如气垫船、气垫车等，为了防止车体底盘与底面发生摩擦，悬浮高度较高，因此，消耗的能耗较高。

为了降低能耗，在降低悬浮高度后(减小喷气量)，悬浮高速行驶中，如车体发生摇晃或路面不平，车体底部也可能会与轨道发生瞬间的摩擦。如果摩擦点不在车体的行驶重心线上，摩擦力会在摩擦点至车体重心间形成力矩，导致车体旋转，当摩擦位于车体靠前位置时更加明显。当气悬浮交通运输工具高速行驶时，这种旋转将会带来极大的危险。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法，主要目的在于提高气悬浮交通运输工具的运行稳定性。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种气悬浮交通运输工具的悬浮行驶方法，包括：

向地面持续喷射第一压力的气体，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面，；

向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体，使所述气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面震颤，其中，所述第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。

另一方面，本发明的实施例提供一种气悬浮交通运输工具，包括：

车体底盘；

连续喷气组件，向地面持续喷射第一压力的气体，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面；

脉冲喷气组件，向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体，使所述车体底盘相对于地面震颤，其中，所述第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述第二压力的压力值是所述第一压力的压力值的5-300倍。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述车体底盘的底面具有悬浮喷气孔以及脉冲喷气孔；

所述连续喷气组件的喷气端与所述悬浮喷气孔连通；

所述脉冲喷气组件的喷气端与所述脉冲喷气孔连通。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述车体底盘周边具有环形凸台，环形凸台的顶面与车体底盘连接；

所述车体底盘上具有悬浮喷气孔，所述连续喷气组件的喷气端与所述悬浮喷气孔连通；

所述环形凸台的底面具有环绕一周的脉冲喷气孔，所述脉冲喷气组件的喷气端通过所述脉冲喷气孔喷气。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述脉冲喷气孔的喷气方向朝向所述车体底盘上环形凸台的中心倾斜。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述脉冲喷气孔孔径为2-5mm，脉冲喷气孔的总开孔面积与环形凸台底面面积比例为1:10-1：100。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述环形凸台的底面面积为所述车体底盘面积的0.025-0.4倍。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述脉冲喷气组件喷射的脉冲气体的频率为0.5-100Hz。

可选的，前述的气悬浮交通运输工具，其中所述第一压力的气体在所述车体底盘处维持的压力在0.005-0.5MPa。

借由上述技术方案，本发明技术方案提供的气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法至少具有下列优点：

本发明实施例提供的技术方案中，通过连续喷气组件向地面持续喷射第一压力的气体，将气悬浮交通运输工具略微悬浮于地面后；在气悬浮交通运输工具行驶当中，为了防止车体底部与不平整的地面发生摩擦或距离过近，压力值较大的第二压力的脉冲气体，可使气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面做微震颤，可预防车体底部在可能产生摩擦力的不平整的地面处驻留，使车体底部能够迅速脱离不平整的地面，以及避免由车体的振动而与地面产生的摩擦，提高气悬浮交通运输工具的运行稳定性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明的实施例提供的一种气悬浮交通运输工具的悬浮行驶方法的流程示意图；

图2是本发明的实施例提供的一种气悬浮交通运输工具的结构示意图；

图3是本发明的实施例提供的一种具体的气悬浮交通运输工具的车体底盘及环形凸台的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的气悬浮交通运输工具及其悬浮行驶方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例一

如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种气悬浮交通运输工具的悬浮行驶方法，其包括：

步骤100、向地面持续喷射第一压力的气体，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面；

其中，第一压力的压力值可根据气悬浮交通工具的额定载重量和气悬浮于地面的高度和底盘面积而定，当选定的额定载重量为定值时，第一压力的压力值的大小决定了气悬浮于地面的高度，第一压力的压力值越大，气悬浮于地面的高度越高，那么耗能也越大。对于载重量为5人(500-1000kg)的气悬浮交通运输工具，本实施例中，在车体底盘面积为5m²时，第一压力的气体在车体底盘处维持的压力可为0.005-0.5MPa，可产生2.5-250吨的悬浮力，足以使气悬浮交通运输工具微悬浮于地面。实际运行情况是，车体底盘面积及提供的第一压力的压力值为定值，足以承担额定载荷，而悬浮高度根据载重量有略微的变化。微悬浮就是交通工具的底盘与地面间隙很小，根据设计，这个间隙最小可至微米量级，即可实现悬浮。微悬浮高度越小，所需提供悬浮的气体量就越少，越是节能。然而，悬浮高度过低，带来的不利因素是对路面的要求也就越高，甚至要求路面为镜面光滑，这就有可能会增加道路成本。另外，悬浮高度低，对运输中的稳定性要求也就越高，因此，对行驶环境要求也高。如果是一个密闭的、内壁光滑的运输系统，是可以开展这种微米悬浮运输。基于系统成本的考虑，不必采用如此的精细的行驶条件，微悬浮即使是在毫米量级，也可以大大的降低能耗，在这个悬浮高度，对路面和行驶环境的要求可适当的放宽，在工程上更具备可操作性。然而，即使是在毫米量级上的悬浮，也还是要考虑车体底盘与地面的接触问题，微气悬浮在高速行进时，由于悬浮高度很小，在车体摇晃的情况下，有可能会发生车体地盘某处瞬间接触地面的情形。高速行驶的气悬浮交通运输工具与地面产生的摩擦力，即使是很小的摩擦，也足以影响到悬浮车的运行安全。地面的理解应当为支撑气悬浮交通运输工具的载体，如路面、车体轨道等。

在所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面后，向行驶方向的反向喷射/吹推进气体，可使气悬浮交通工具按行驶方向运行；推进气体可用高速风机即可产生；

步骤200、向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体，使所述气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面震颤，其中，所述第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。

其中，第二压力的压力值可为0.5-10Mpa，如，1Mpa、2Mpa、3Mpa、4Mpa、5Mpa、6Mpa、7Mpa、8Mpa，脉冲气体的频率为0.5-100Hz。脉冲气体即可理解为，一种像脉搏似的风速、风压起伏的气流，主要特性有波形、幅度、宽度和重复频率。喷射的最大压力为第二压力的脉冲气体的压力值为正值，其气压随时间强弱交替变化。其中，气悬浮交通运输工具在正常的行驶中，其车体底部需要与路面保持一定的安全距离，当路面出现不平或车体发生摇晃，使车体底部与路面之间的距离小于安全距离后，最大压力为第二压力的脉冲气体可提供使车体底部远离路面的作用力，降低车体底部与路面发生摩擦的概率。具体的，可从气悬浮交通运输工具底部的周边向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体。所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面后，持续的向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体。所述气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面震颤，即车体底盘相对于地面之间的距离随时间时远时近。

本发明实施例提供的技术方案中，通过向地面持续喷射第一压力的气体，将气悬浮交通运输工具微悬浮于地面后；在气悬浮交通运输工具行驶当中，为了防止车体底部与不平整的地面发生摩擦或距离过近，压力值较大的第二压力的脉冲气体，可使气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面做微震颤，可预防车体底部在可能产生摩擦力的不平整的地面处驻留，使车体底部能够迅速脱离不平整的地面以及避免由车体的振动而与地面产生的摩擦，提高气悬浮交通运输工具的运行稳定性。同时，相对于现有技术，气悬浮交通运输工具悬浮于地面的高度可降低，减小喷气量，较为节能。

实施例二

如图2所示，本发明实施例二提供的一种气悬浮交通运输工具，如，气悬浮车、气垫列车等，包括：

车体底盘10；

连续喷气组件(图中未示出)，连续喷气组件向地面持续喷射第一压力的气体10a，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面；

脉冲喷气组件(图中未示出)，脉冲喷气组件向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体10b，使所述车体底盘10相对于地面震颤，其中，所述第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。

本发明实施例提供的技术方案中，通过连续喷气组件向地面持续喷射第一压力的气体，将气悬浮交通运输工具微悬浮于地面后；在气悬浮交通运输工具行驶当中，为了防止车体底部与不平整的地面发生摩擦或距离过近，压力值较大的第二压力的脉冲气体，可使气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面做微震颤，可预防车体底部在可能产生摩擦力的不平整的地面处驻留，使车体底部能够迅速脱离不平整的地面或由于车体的振动与地面可能产生的摩擦，提高气悬浮交通运输工具的运行稳定性。同时，相对于现有技术，气悬浮交通运输工具悬浮于地面的高度可降低，减小喷气量，较为节能。

脉冲喷气组件可包括有脉冲气体发生装置，用于输出脉冲气体。连续喷气组件可包括有恒压气体发生装置，用于输出恒压气体。

在具体的实施当中，上述的气悬浮交通运输工具，所述第二压力的压力值是所述第一压力的压力值的5-300倍。

如图3所示，在具体的实施当中，上述的气悬浮交通运输工具，所述车体底盘11周边具有环形凸台101，环形凸台101的顶面与车体底盘11连接；所述车体底盘11上具有悬浮喷气孔10c，所述连续喷气组件的喷气端与所述悬浮喷气孔10c连通；述环形凸台101的底面具有环绕一周的脉冲喷气孔10d，所述脉冲喷气组件的喷气端通过所述脉冲喷气孔10d喷气。具体的，环形凸台的脉冲喷气孔位于圆环上，悬浮喷气孔位于车体底盘上，悬浮喷气孔10c位于环形凸台内。气悬浮交通运输工具运行中，脉冲气体环绕在第一压力的气体一周，位于第一压力气体四周的脉冲气体在一定程度上能阻止第一压力气体向四周的自由扩散，第一压力的气体与脉冲气体共同作用，可大大提升为车体提供向上作用力，提高震颤的效果。

在具体的实施当中，上述的气悬浮交通运输工具，所述脉冲喷气孔的喷气方向朝向所述车体底盘上环形凸台的中心倾斜。具体的，环绕所述悬浮喷气孔一周的脉冲喷气孔均倾斜设置，且朝向环形凸台中心倾斜，可进一步的提升第一压力气体和脉冲气体共同的作用效果。

具体的，所述脉冲喷气孔孔径为2-5mm，脉冲喷气孔的总开孔面积与环形凸台底面面积比例为1:10-1：100。环形凸台底面面积即为底部的环形面积。

具体的，所述环形凸台底面的面积为所述车体底盘面积的0.025-0.4倍，车体可较为稳定的运行。

具体的，所述脉冲喷气组件喷射的脉冲气体的频率为0.5-100Hz。尤其在30-40Hz，效果较佳。具体的，脉冲气体的频率可为定值，或脉冲气体的频率为可调值，可根据不同路况选调不同频率，路况越差，脉冲气体的频率越高。其中，脉冲喷气组件包括变频脉冲喷气装置以及调节频率器件。

本发明提供的另一个实施例中，气悬浮交通运输工具还可采用下述结构：上述的气悬浮交通运输工具，所述车体底盘的底面具有悬浮喷气孔以及脉冲喷气孔；所述连续喷气组件的喷气端与所述悬浮喷气孔连通；所述脉冲喷气组件的喷气端与所述脉冲喷气孔连通。其中，脉冲喷气组件中可采用能够直接喷射脉冲气体的设备，喷射脉冲气体的设备的出气口与脉冲喷气孔连通即可。具体的，其中，悬浮喷气孔位于车体底盘的中部，脉冲喷气孔位于浮喷气孔一周。

在具体的生产环节中，车体底盘和其上部的运载体之间连接有弹性减振结构，如减振器。脉冲喷气组件的喷气口位于车体底盘上。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种气悬浮交通运输工具的悬浮行驶方法，其特征在于，包括：

向地面持续喷射第一压力的气体，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面；

向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体，使所述气悬浮交通运输工具的车体底盘相对于地面震颤，其中，所述第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。

2.一种气悬浮交通运输工具，其特征在于，包括：

车体底盘；

连续喷气组件，向地面持续喷射第一压力的气体，使所述气悬浮交通运输工具悬浮于地面；

脉冲喷气组件，向地面喷射最大压力为第二压力的脉冲气体，使所述车体底盘相对于地面震颤，其中，所述第二压力的压力值大于所述第一压力的压力值。

3.根据权利要求2所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述第二压力的压力值是所述第一压力的压力值的5-300倍。

4.根据权利要求2所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述车体底盘的底面具有悬浮喷气孔以及脉冲喷气孔；

所述连续喷气组件的喷气端与所述悬浮喷气孔连通；

所述脉冲喷气组件的喷气端与所述脉冲喷气孔连通。

5.根据权利要求2所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述车体底盘周边具有环形凸台，环形凸台的顶面与车体底盘连接；

所述车体底盘上具有悬浮喷气孔，所述连续喷气组件的喷气端与所述悬浮喷气孔连通；

所述环形凸台的底面具有环绕一周的脉冲喷气孔，所述脉冲喷气组件的喷气端通过所述脉冲喷气孔喷气。

6.根据权利要求5所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述脉冲喷气孔的喷气方向朝向所述车体底盘上环形凸台的中心倾斜。

7.根据权利要求5所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述脉冲喷气孔孔径为2-5mm，脉冲喷气孔的总开孔面积与环形凸台底面面积比例为1:10-1：100。

8.根据权利要求5所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述环形凸台的底面面积为所述车体底盘面积的0.025-0.4倍。

9.根据权利2所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述脉冲喷气组件喷射的脉冲气体的频率为0.5-100Hz。

10.根据权利要求2所述的气悬浮交通运输工具，其特征在于，

所述第一压力的气体在所述车体底盘处维持的压力在0.005-0.5MPa。