CN107826130A - 一种磁动力管道交通运输装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁动力管道交通运输装置及其应用，包括管道及设置在管道内的磁动力车，管道上间隔设置有多个站台，管道底部及站台处设置有多个磁动力驱动器，磁动力车的底部设置有至少一个前行永磁体，磁动力驱动器与前行永磁体配合作业为磁动力车提供动力，驱动磁动力车在管道内运行。本发明通过磁力驱动实现磁动力车的启动、前行、转向和停止，改变了传统交通运输方式，具有清洁能源、环保无污染、低耗高能等优势。磁动力车在密闭管道内运行，无风阻，同时不受天气环境的影响，能够持续运行，同时整个运行过程安全可靠，安全性、稳定性相比传统运输方式大幅提高。管道可架设在地面、空中、地底或海底，不受空间局限，应用场景广泛。

Description

一种磁动力管道交通运输装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种磁动力管道交通运输装置及其应用，属于车辆工程技术领域。

背景技术

随着城镇车辆的日益增加，交通堵塞问题与日俱增。为缓解交通拥堵，在传统公交车出行的基础上，城市中又相继出现了其他多种交通方式，比如：地铁、BRT、轻轨以及磁悬浮列车。其中，磁动力列车以其具有的高速，低噪音，环保，经济和舒适等特点，逐渐被人们所青睐。

例如，中国专利文献CN101638090A公开了一种磁流体密封、磁流体电机牵引的槽运系统，磁流体密封使整列列车浮在空气中的能耗很小，在直线电机气隙中填充磁流体可大大增加电机牵引力；该槽运系统不需要同时控制悬浮和牵引，使控制装备大大简化，电磁噪声降低。

公开号为CN105539461A的中国专利公开了一种真空轨道磁悬浮列车系统，包括有真空隧道、磁悬浮轨道、磁悬浮列车、站点列车运行系统和行车列车运行系统以及总控列车运行系统，车头中设有车内控制系统及空气循环系统，并在下侧设有若干组悬浮架，磁悬浮轨道与每组悬浮架构成内向抱合结构，车头/车厢与磁悬浮轨道之间设有悬浮机构、驱动机构、制动机构和导向机构。本发明实现了磁悬浮列车在真空或低真空环境下的变道行驶，在轨道系统停电时进行非机械式紧急制动，列车高速运行时进行非接触式供电，解决了磁悬浮列车在经过各个站点时无需停车进行旅客上下车的问题，提高了列车运行效率和旅客出行的舒适度。

但是，现有的磁动力列车大都造价高昂、后期运行成本高，且目前的磁动力列车多是在地面上运行，然而现有的地面空间有限，且随着私家车的增多，地面的交通拥堵问题又重新出现，如何解决日益凸显的交通拥堵以及改善人们的出行方式，是亟需迫待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种磁动力管道交通运输装置，该运输装置基于改进后的磁动力车，同时借助管道实现磁动力车的运行，管道可架设在空中、地面、地下等多种场景，能够解决目前存在的诸多交通问题。

本发明还提供上述一种磁动力管道交通运输装置的运行方法。

本发明的技术方案如下：

一种磁动力管道交通运输装置，包括管道及设置在管道内的磁动力车，管道上间隔设置有多个站台，管道底部及站台处设置有多个磁动力驱动器，磁动力车的底部设置有至少一个前行永磁体，磁动力驱动器与前行永磁体配合作业为磁动力车提供动力，驱动磁动力车在管道内运行。

优选的，所述磁动力车包括车箱和底盘，底盘安装在车箱底部，前行永磁体安装在底盘上。

优选的，所述磁动力驱动器包括固定架、动力源、主动轴和从动轴，主动轴和从动轴各自通过固定架安装在管道底部及站台处，主动轴和从动轴上分别设置有旋转轮，两个旋转轮上环绕有输送带，输送带上设置有驱动永磁体，驱动永磁体与前行永磁体相对侧的极性相异，动力源通过联轴器与主动轴连接。此设计的好处在于，通过动力源驱动主动轴带动旋转轮转动，进而带动输送带转动，驱动永磁体在转动的同时驱动磁动力车前行。

优选的，所述主动轴和从动轴均通过轴承连接在固定架上。此设计的好处在于，通过轴承将主动轴和从动轴安装在固定架上，主动轴和从动轴既能得到有效固定，又不妨碍(动力源驱动)主动轴和从动轴的转动。

优选的，所述两个旋转轮通过键连接分别安装在主动轴和从动轴上。

优选的，所述动力源选用调速电机、带齿轮箱减速电机或液压马达。

优选的，所述驱动永磁体通过胶粘或卡扣的方式固定在输送带上。

优选的，所述底盘两侧对称设置有滑橇，管道内设置有导轨，滑橇置于导轨内。

优选的，所述导轨内涂覆有润滑剂。此设计的好处在于，当磁动力车在管道内运行时，滑橇或车轮与导轨内的润滑剂摩擦接触，可以大大减小磁动力车运行时的摩擦阻力，减少能耗，提高运行效率。

进一步优选的，所述润滑剂选用石墨、二硫化钼、硅油、油酸、烷烃、冰雪或聚酯。

优选的，所述输送带的两侧对称设置有两块固定板，固定板的两端通过轴承分别连接在主动轴和从动轴上，固定板上设置有排斥永磁体，排斥永磁体与前行永磁体相对侧的极性相同。此设计的优势在于，当磁动力车经过磁动力驱动器时，排斥永磁体能够使磁动力车上浮一小段距离，使磁动力车与导轨之间减少摩擦阻力，利于驱动永磁体驱动磁动力车前行。

优选的，所述管道内设置有电磁减速带。此设计的好处在于，电磁减速带可通电产生磁力，且磁性与前行永磁体相异，当磁动力车运速过快时，可通过电磁减速带通电进行减速。

优选的，所述车箱前后两侧设置有缓冲块；所述车箱左右两侧设置有转向永磁体，管道一侧转弯处设置有所述的磁动力驱动器。此设计的好处在于，当发生事故时，缓冲块能够起到保护车箱的作用，提高安全性。当磁动力车需要转弯时，通过管道一侧转弯处设置的磁动力驱动器和车箱相应侧转向永磁体的配合，可以带动车箱转向。

一种磁动力管道交通运输装置的运行方法，包括以下步骤，

(1)当停在站台的磁动力车准备出站时，此时站台磁动力驱动器启动，动力源驱动旋转轮转动，由于驱动永磁体与磁动力车底盘上的前行永磁体极性相异，磁动力车在旋转磁力的带动下加速向前移动；当磁动力车出站后，站台磁动力驱动器即停止运行；

(2)磁动力车离开磁动力驱动器位置后，依靠磁动力车的惯性在管道内向前滑行；

(3)当磁动力车在管道内向前滑行到下一个磁动力驱动器位置时，磁动力车在磁动力驱动器提供的旋转磁力的带动下再次加速向前移动；

(4)重复步骤(2)、(3)，磁动力车持续向前运行；

(5)当磁动力车经过弯道需要转向时，磁动力车在管道一侧磁动力驱动器提供的旋转磁力的带动下实现转向；

(6)当磁动力车进站时，磁动力车在站台磁动力驱动器的吸附阻力下实现减速并停止，当磁动力车在站台完全停稳后开始上下乘客；

(7)上下乘客完毕后，重复步骤(1)-(6)。

本发明的有益效果在于：

1、本发明磁动力管道交通运输装置，通过磁力驱动实现磁动力车的启动、前进、转向、停止，改变了传统交通运输方式，具有清洁能源、环保无污染、低耗高能等优势。

2、本发明磁动力管道交通运输装置，磁动力车在密闭管道内运行，无风阻，同时不受天气环境的影响，能够持续运行，同时整个运行过程安全可靠，安全性、稳定性相比传统运输方式大幅提高。

3、本发明磁动力管道交通运输装置，其管道可以架设在地面、空中、地底或海底，不受空间局限，应用场景广泛。

附图说明

图1为本发明磁动力轨道车的结构示意图；

图2为本发明中磁动力驱动器的俯视图；

图3为本发明中磁动力驱动器的左视图；

图4为本发明磁动力管道交通运输装置的结构示意图；

图5为本发明磁动力管道交通运输装置弯道部分的结构示意图；

图6为本发明磁动力管道交通运输装置的运行图；

其中：1、管道；2、车箱；3、前行永磁体；4、动力源；5、联轴器；6、主动轴；7、输送带；8、固定板；9、轴承；10、导轨；11、滑橇；12、转向永磁体；13、旋转轮；14、前缓冲块；15、后缓冲块；16、磁动力驱动器；17、电磁减速带；18、支架塔；19、底盘；20、楼梯；21、站台；22、固定架；23、从动轴。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图6所示，本实施例提供一种磁动力管道交通运输装置，包括管道1和设置在管道内的磁动力车，管道1上间隔设置有多个站台21，站台的数量根据实际运行线路而定，管道1底部及站台21处设置有多个磁动力驱动器16(具体数量需要根据运程设定)，磁动力车的底部设置前行永磁体3，磁动力驱动器16与前行永磁体3配合作业为磁动力车提供动力，驱动磁动力车在管道内运行；

其中，磁动力车包括车箱2和底盘19，底盘19安装在车箱2的底部，前行永磁体3并排安装在底盘19上。车箱2前后两侧设置有前缓冲块14和后缓冲块15。缓冲块能够起到保护车箱的作用，提高安全性，本实施例中缓冲块为橡胶气囊体。

底盘19下表面并排安装五个前行永磁体3，前行永磁体3为长方体，相邻两个前行永磁体间隔5mm。前行永磁体3通过长钢条和螺栓安装在底盘19底部，两个长钢条分别支撑前行永磁体3的两侧，螺栓穿过长钢条的两端连接在底盘19底部，从而将前行永磁体3固定安装在底盘19底部。

底盘19两侧对称设置有滑橇11，管道2内设置有导轨10，滑橇11置于导轨10内。导轨10内涂覆有润滑剂，本实施例中润滑剂选用石墨、二硫化钼、硅油、油酸、烷烃、冰雪或聚酯中的任一种。当磁动力车在管道内运行时，滑橇与导轨内的润滑剂摩擦接触，可以大大减小磁动力车运行时的摩擦阻力，减少能耗，提高运行效率。

磁动力驱动器16整体置于管道内两侧导轨10之间并位于底盘19下方，磁动力驱动器16包括固定架22、调速电机、主动轴6和从动轴23,主动轴6和从动轴23各自通过固定架22安装在管道1底部及站台21处，主动轴6和从动轴23均通过轴承连接在固定架22上，通过轴承将主动轴6和从动轴23安装在固定架22上，主动轴6和从动轴23既能得到有效固定，又不妨碍(动力源驱动)主动轴和从动轴的转动。主动轴6和从动轴23前后设置并保持一定距离，主动轴6和从动轴23上分别安装有旋转轮13，旋转轮13通过键连接方式安装在主动轴6和从动轴23上，两个旋转轮13上环绕有输送带7，输送带7上依次并排安装驱动永磁体，驱动永磁体通过胶粘的方式安装在输送带7上，驱动永磁体为长方形磁条，驱动永磁体与前行永磁体相对侧的极性相异(本实施例中前行永磁体为N极，驱动永磁体为S极)，调速电机通过联轴器5与主动轴6连接。通过调速电机提供动力驱动主动轴6带动旋转轮13转动，进而带动输送带7转动，驱动永磁体在转动的同时驱动磁动力车前行。

本实施例技术方案，利用永磁体之间的同极相吸原理，当输送带上的驱动永磁体转动时，驱动永磁体的S极与底盘上的前行永磁体N极存在相吸的磁力，当S极不停转动时，借助S极和N极相吸的磁力作用提供给N极向前的驱动力，使磁动力车向前运行。磁动力驱动器由站台控制室的工作人员统一控制运行，由控制室内的控制台来控制各个磁动力驱动器动力源的启停、运行时间及运行速率。另外，该磁动力车为低能耗运输装置，依靠旋转磁力提供驱动力，同时该磁动力车为小型化运输工具，一般乘坐20人左右，能够高效快速运输乘客到达各个站点。

实施例2：

一种磁动力管道交通运输装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：动力源4选用带齿轮箱减速电机。驱动永磁体通过卡扣的方式安装在输送带7上，卡扣的安装结构与前行永磁体3安装在底盘19上的卡扣结构型式相同。

实施例3：

一种磁动力管道交通运输装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：动力源4选用液压马达。主动轴6和从动轴23上还搭设有两块固定板8，两块固定板8对称设置在输送带7的两侧，固定板的前后两端通过轴承安装在主动轴6和从动轴23，固定板的前后两端焊接在轴承外圈上，轴承内圈通过键与主动轴6和从动轴23连接，固定板8上设置有排斥永磁体，排斥永磁体与前行永磁体相对侧的极性相同，两块固定板8不随主动轴6和从动轴23转动，当磁动力车经过磁动力驱动器时，排斥永磁体可使磁动力车有排斥上浮的浮力。

当磁动力车经过磁动力驱动器时，排斥永磁体能够使磁动力车上浮一小段距离，使磁动力车与导轨之间减少摩擦阻力，利于驱动永磁体驱动磁动力车前行。

实施例4：

一种磁动力管道交通运输装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：车箱2的左右两侧设置有转向永磁体12，管道一侧转弯处设置有所述的磁动力驱动器16。当磁动力车需要转弯时，通过管道一侧转弯处设置的磁动力驱动器和车箱相应侧转向永磁体的配合，可以带动车箱转向，其作用和效果与底盘下方的磁动力驱动器相同。

实施例5：

一种磁动力管道交通运输装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：管道1内设置有电磁减速带17且位于导轨之间，电磁减速带17的上表面与前行永磁体3的下表面有一定的间距。电磁减速带可通电产生磁力，且磁性与前行永磁体相异，当磁动力车运速过快时，可使电磁减速带通电对磁动力车进行减速。电磁减速带也由站台控制室的工作人员操作控制，根据不同的线路运行情况来控制电磁减速带的启动或停止。

实施例6：

如图6所示，一种磁动力管道交通运输装置的运行过程，其中管道1架设在空中，由支架塔18进行支撑，管道1上间隔设置站台21，站台21通过楼梯20与地面连接，具体运行过程包括以下步骤，

(1)乘客通过楼梯20进入站台21，磁动力车停止站台处等候乘客上车，此时站台处的磁动力驱动器是不(启动)运行的，乘客陆续从车箱侧门上车，上车完毕后车箱侧门关闭，然后站台控制室工作人员控制启动站台处磁动力驱动器，底盘19下方的磁动力驱动器16启动，调速电机带动主动轴6转动，主动轴6转动时带动旋转轮13，旋转轮13上的输送带7开始旋转，由于输送带7上的驱动永磁体(S极)与磁动力车底盘上的前行永磁体3(N极)极性相异，在相吸磁力的作用下，磁动力车在旋转磁力的带动下加速向前移动；

(2)当磁动力车离开站台磁动力驱动器位置后，站台控制室工作人员关闭站台处的磁动力驱动器，此时磁动力车依靠惯性在管道1内向前滑行，由于滑橇11与导轨10内的摩擦极小，磁动力车质量大惯性大，可向前滑行较远距离；

(3)当磁动力车在管道内向前滑行到下一个磁动力驱动器位置时，由于管道内的磁动力驱动器一直持续运转，磁动力车在此位置磁动力驱动器16提供的旋转磁力的带动下再次加速向前移动；磁动力车离开磁动力驱动器位置时，依然依靠惯性向前滑行；

(4)重复步骤(2)、(3)，磁动力车持续向前运行；

(5)当磁动力车需要弯道转向时，磁动力车在管道一侧磁动力驱动器提供的旋转磁力的带动下实现转向；

(6)当磁动力车到达下一站点时，由于站台处的磁动力驱动器暂停运行，磁动力车在站台磁动力驱动器的吸引阻力下减速并停在站台处；车辆停稳后，打开车箱侧门乘客开始上下车，当乘客上下车完毕后，控制室工作人员再启动站台处的磁动力驱动器，磁动力车再次前进运行；后续重复步骤(1)-(6)，即可实现磁动力车在管道内的运行、进站、停站和出站，完成输送乘客的目的。

该磁动力管道交通运输装置在设计时，前后两个磁动力驱动器的间距是经过综合考虑和精确计算得到的，不会出现磁动力车在滑行停止时还未到达下一个磁动力驱动器位置的情况；同时从乘坐舒适性的角度考虑，前后两个磁动力驱动器的间距设置不会造成乘客有明显的降速感，既可保证磁动力车的持续运行，又能保证乘坐舒适性。另外，站台处磁动力驱动器的长度要大于管道内磁动力驱动器的长度，这样在站台位置启动磁动力车时能够为磁动力车提供较大的旋转磁力，保证磁动力车能够从静止状态下平稳起步。站台处的磁动力驱动器和管道内的磁动力驱动器由控制室的工作人员控制，但在一天的营运时间内，管道内的磁动力驱动器一直在持续运转，而站台处的磁动力驱动器由工作人员随时控制启停，当磁动力车要出站时，工作人员控制站台磁动力驱动器启动运行，一旦磁动力车出站后，工作人员即控制站台磁动力驱动器暂停运行，直到下一个进入该站台的磁动力车要出站时，工作人员再次启动站台磁动力驱动器。

Claims (10)

1.一种磁动力管道交通运输装置，其特征在于，包括管道及设置在管道内的磁动力车，管道上间隔设置有多个站台，管道底部及站台处设置有多个磁动力驱动器，磁动力车的底部设置有至少一个前行永磁体，磁动力驱动器与前行永磁体配合作业为磁动力车提供动力，驱动磁动力车在管道内运行。

2.如权利要求1所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述磁动力车包括车箱和底盘，底盘安装在车箱底部，前行永磁体安装在底盘上。

3.如权利要求2所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述磁动力驱动器包括固定架、动力源、主动轴和从动轴，主动轴和从动轴各自通过固定架安装在管道底部及站台处，主动轴和从动轴上分别设置有旋转轮，两个旋转轮上环绕有输送带，输送带上设置有驱动永磁体，驱动永磁体与前行永磁体相对侧的极性相异，动力源通过联轴器与主动轴连接。

4.如权利要求3所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述主动轴和从动轴均通过轴承连接在固定架上；

所述两个旋转轮通过键连接分别安装在主动轴和从动轴上；

所述动力源选用调速电机、带齿轮箱减速电机或液压马达。

5.如权利要求3所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述驱动永磁体通过胶粘或卡扣的方式固定在输送带上；

所述底盘两侧对称设置有滑橇，管道内设置有导轨，滑橇置于导轨内。

6.如权利要求5所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述导轨内涂覆有润滑剂；

所述润滑剂选用石墨、二硫化钼、硅油、油酸、烷烃、冰雪或聚酯。

7.如权利要求3所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述输送带的两侧对称设置有两块固定板，固定板的两端通过轴承分别连接在主动轴和从动轴上，固定板上设置有排斥永磁体，排斥永磁体与前行永磁体相对侧的极性相同。

8.如权利要求1所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述管道内设置有电磁减速带。

9.如权利要求2所述的磁动力管道交通运输装置，其特征在于，所述车箱前后两侧设置有缓冲块；所述车箱左右两侧设置有转向永磁体，管道一侧转弯处设置有所述的磁动力驱动器。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的磁动力管道交通运输装置的运行方法，包括以下步骤，

(1)当停在站台的磁动力车准备出站时，此时站台磁动力驱动器启动，动力源驱动旋转轮转动，由于驱动永磁体与磁动力车底盘上的前行永磁体极性相异，磁动力车在旋转磁力的带动下加速向前移动；当磁动力车出站后，站台磁动力驱动器即停止运行；

(2)磁动力车离开磁动力驱动器位置后，依靠磁动力车的惯性在管道内向前滑行；

(3)当磁动力车在管道内向前滑行到下一个磁动力驱动器位置时，磁动力车在磁动力驱动器提供的旋转磁力的带动下再次加速向前移动；

(4)重复步骤(2)、(3)，磁动力车持续向前运行；

(5)当磁动力车经过弯道需要转向时，磁动力车在管道一侧磁动力驱动器提供的旋转磁力的带动下实现转向；

(6)当磁动力车进站时，磁动力车在站台磁动力驱动器的吸附阻力下实现减速并停止，当磁动力车在站台完全停稳后开始上下乘客；

(7)上下乘客完毕后，重复步骤(1)-(6)。