CN107316547A - 高温超导磁悬浮科研演示系统 - Google Patents

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邓自刚
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陈平
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    • G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/18—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
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Abstract

本发明提供了一种高温超导磁悬浮科研演示系统，包括：环形轨道模型其至少设置一段水平行程段、一段下坡行程段以及一段上坡行程段；列车模型，其设置于所述环形轨道模型上；至少两个驱动制动装置，其用于驱动所述列车模型或用于使所述列车模型制动；光电传感器，其用于检测所述列车模型是否经过所述驱动制动装置，控制所述驱动制动装置开启与关闭。本发明中的环形轨道模型设置了水平行程段、下坡行程段以及上坡行程段，如此设置更加符合列车的实际运行情况。通过检测列车模型在水平行程段、下坡行程段以及上坡行程段的运行情况，如加速度、速度、驱动力、制动力等，从而能够获得列车模型在不同运行情况中的性能。

Description

高温超导磁悬浮科研演示系统
技术领域
本发明涉及高温超导磁悬浮技术领域，特别涉及一种高温超导磁悬浮科研演示系统。
背景技术
现有技术中，用于研究高温超导磁悬浮的模型，其永磁轨道放置在一个水平面上，从而使得科研人员无法研究磁悬浮列车模型在上坡和下坡时的性能参数，且该模型对列车的驱动和制动控制不够理想，从而导致使科研人员从模型中所采集的实验数据与真实的列车实际运行的各类参数中的数据误差较大。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种高温超导磁悬浮科研演示系统。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了如下的技术方案：
一种高温超导磁悬浮科研演示系统，包括：
环形轨道模型，其由永磁体制成，所述环形轨道模型至少设置一段水平行程段、一段下坡行程段以及一段上坡行程段；
列车模型，其设置于所述环形轨道模型上，所述列车模型内设置有能够与所述环形轨道模型形成磁通钉扎效应的高温超导块，以使所述列车模型悬浮于所述环形轨道模型的上方；
至少两个驱动制动装置，其设置于所述环形轨道模型上，且间隔设置，其用于驱动所述列车模型或用于使所述列车模型制动；
光电传感器，其设置于所述驱动制动装置处，用于检测所述列车模型是否经过所述驱动制动装置，当所述光电传感器检测到所述列车模型经过所述驱动致动装置，所述驱动制动装置开启。
优选地，所述环形轨道模型由两排所述永磁体制成，且两排所述永磁体之间由不锈钢条连接。
优选地，所述环形轨道模型在一水平面上的投影由直线段和过渡曲线段围成，所述过渡曲线段用于连接相邻的两个所述直线段。
优选地，所述驱动制动装置包括安装体、固定在所述安装体上，且位于所述永磁体的两侧的两个长定子；所述列车模型内设置有分别与两个所述定子相对的感应板，以当所述列车模型通过所述驱动制动装置时，所述长定子与所述感应板产生电磁作用而为所述列车模型提供驱动和制动。
优选地，所述长定子的两端分别设置有两个所述光电传感器。
优选地，所述永磁体由钕铁硼材料制成。
优选地，两排所述永磁体按照一个磁极向上另一个磁极向下的方式设置。
与现有技术相比，本发明的高温超导磁悬浮科研演示系统具备的有益效果是：本发明中的环形轨道模型设置了水平行程段、下坡行程段以及上坡行程段，如此设置更加符合列车的实际运行情况。通过检测列车模型在水平行程段、下坡行程段以及上坡行程段的运行情况，如加速度、速度、驱动力、制动力等，从而能够获得列车模型在不同运行情况中的性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高温超导磁悬浮科研演示系统的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视图；
图3为本发明实施例提供的高温超导磁悬浮科研演示系统中的列车模型将要运行于下坡和上坡的环形轨道模型的结构示意图。
图中：
10-环形轨道模型；11-永磁体；12-不锈钢条；13-水平行程段；14-下坡行程段；15-上坡行程段；20-列车模型；21-感应板；30-驱动制动装置；31-长定子；32-安装体；40-基底。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的具体实施例进行详细的说明，但不作为本发明的限定。
如图1至3所示，本发明的实施例提供了一种高温超导磁悬浮科研演示系统，该高温超导磁悬浮科研演示系统用于教学或者研究等，该高温超导磁悬浮科研演示系统包括：环形轨道模型10、列车模型20、至少两个驱动制动装置30以及光电传感器。其中，环形轨道模型10包括基底40以及固定在基底40上的环状的永磁体11，该环形轨道模型10至少设置一段水平行程段13、一段下坡行程段14以及一段上坡行程段15；列车模型20设置于环形轨道模型10上，列车模型20内设置有能够与环形轨道模型10形成磁通钉扎效应的高温超导块，以使列车模型20悬浮于环形轨道模型10的上方；至少两个驱动制动装置30，其设置于环形轨道模型10上，且间隔设置，其用于驱动列车模型20或用于使列车模型20制动；光电传感器，其设置于驱动制动装置30处，用于检测列车模型20是否经过驱动制动装置30，当光电传感器检测到列车模型20经过驱动制动装置30，驱动制动装置30开启，例如，当列车模型20经过驱动制动装置30时，光电传感器检测到列车模型20，然后，控制驱动制动装置30开启，驱动制动装置30可对列车模型20进行加速或减速。
根据上述可知，本发明中的环形轨道模型10设置了水平行程段13、下坡行程段14以及上坡行程段15，如此设置更加符合列车的实际运行情况。通过检测列车模型20在水平行程段13、下坡行程段14以及上坡行程段15的运行情况，如加速度、速度、驱动力、制动力等，从而能够获得列车模型20在不同运行情况中的性能。
在本发明的一个优选实施例中，如图1和图2所示，环形轨道模型10由两排永磁体11制成，且两排永磁体11之间由不锈钢条12连接。优选地，两排永磁体11按照一个磁极向上另一个磁极向下的方式设置。采用两排永磁体11做为永磁轨道，提高了列车模型20运行的稳定性，通过不锈钢条12固定两排永磁体11能够使永磁体11长期可靠，保证了永磁体11不产生变形和脱落。优选地，永磁体11由钕铁硼材料制成。
在本发明的一个优选实施例中，环形轨道模型10在一水平面上的投影由直线段和过渡曲线段围成，过渡曲线段用于连接相邻的两个直线段。通过设置过渡曲线段，使得列车模型20转弯更加平稳。
驱动制动装置30具体地包括安装体32、固定在安装体32上，且位于永磁体11的两侧的两个长定子31；列车模型20内设置有分别与两个定子相对的感应板21，以当列车模型20通过驱动制动装置30时，长定子31与感应板21产生电磁作用而为列车模型20提供驱动和制动。具体地，环形轨道模型10具有两两平行的四个直线段以及连接相邻两个直线段的四个过渡曲线段，驱动制动装置30包括四个，四个驱动制动装置30分别装设在四个直线段上。如此，可在四个位置对列车模型20进行驱动或制动。对应地，在每个驱动制动装置30中的长定子31的两端均设置光电传感器，该传感器用于检测是否有列车模型20经过驱动制动装置30以便开启驱动制动装置30或关闭驱动制动装置30。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，所述高温超导磁悬浮科研演示系统包括：
环形轨道模型，其由永磁体制成，所述环形轨道模型至少设置一段水平行程段、一段下坡行程段以及一段上坡行程段；
列车模型，其设置于所述环形轨道模型上，所述列车模型内设置有能够与所述环形轨道模型形成磁通钉扎效应的高温超导块，以使所述列车模型悬浮于所述环形轨道模型的上方；
至少两个驱动制动装置，其设置于所述环形轨道模型上，且间隔设置，其用于驱动所述列车模型或用于使所述列车模型制动；
光电传感器，其设置于所述驱动制动装置处，用于检测所述列车模型是否经过所述驱动制动装置，当所述光电传感器检测到所述列车模型经过所述驱动制动装置，所述驱动制动装置开启。
2.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，所述环形轨道模型由两排所述永磁体制成，且两排所述永磁体之间由不锈钢条连接。
3.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，所述环形轨道模型在一水平面上的投影由直线段和过渡曲线段围成，所述过渡曲线段用于连接相邻的两个所述直线段。
4.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，所述驱动制动装置包括安装体、固定在所述安装体上，且位于所述永磁体的两侧的两个长定子；所述列车模型内设置有分别与两个所述定子相对的感应板，以当所述列车模型通过所述驱动制动装置时，所述长定子与所述感应板产生电磁作用而为所述列车模型提供驱动和制动。
5.根据权利要求4所述的高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，所述长定子的两端分别设置有两个所述光电传感器。
6.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，所述永磁体由钕铁硼材料制成。
7.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮科研演示系统，其特征在于，两排所述永磁体按照一个磁极向上另一个磁极向下的方式设置。
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