CN108257461A - 一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，利用超导悬浮原理，将超导块与小车分离，超导块放置在超导盒内，超导盒放置在永磁导轨上方，利用弯杆将超导盒与倒挂小车模型连接起来，使得在上的超导块与永磁导轨之间有一个悬浮力，平衡小车的重力，使小车可以稳定的进行磁悬浮演示而不会因为重力作用而脱落。

Description

一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统
技术领域
本发明涉及磁悬浮技术领域，更具体的说是涉及一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统。
背景技术
磁悬浮技术起源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼〃肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。1922年，德国赫尔曼·肯佩尔提出的电磁悬浮原理使得在过去三四十年来，磁悬浮技术无论是车辆性能还是运行控制技术，技术层面的多数难题都已经得到解决，研制的不少设备达到了最初设想的技术水平。
超导技术的发展以及设备制造工艺和系统建设水平的提高，使磁悬浮技术的应用能力得到了更快的提升。按照线圈导体属性，磁悬浮技术可分为常导型和超导型；按照悬浮原理磁悬浮技术可分为电磁悬浮系统(EMS)和电动悬浮系统(EDS)。从原理上，磁悬浮技术可分为/常导+EMS0(常导磁吸型)和/超导+EDS0(超导磁斥型)两种主要模式。德国的TR技术采用/常导+EMS0，而日本的ML技术采用/超导+EDS0，他们分别代表了目前国际上两种比较接近实用水平的磁悬浮运输技术
倒挂磁悬浮演示系统就是利用了超导的原理，传统的倒挂磁悬浮演示系统是将超导块封在小车模型里，给超导块用液氮降温，当达到超导状态后，小车吸附在永磁导轨上，形成一种倒挂的状态。但是由于小车重力和超导块与永磁之间距离对力平衡的影响，小车会悬浮不稳定，演示的时间较短，容易发生脱落。
因此，如何提供一种悬浮系统稳定，小车不易脱落的磁悬浮小车演示系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种倒挂磁悬浮小车演示系统来解决现有技术中磁悬浮小车演示模型悬浮不稳定且易脱落的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，包括：永磁导轨和支架，其中所述永磁导轨的两端架设在所述支架上；其特征在于，还包括：超导盒、超导块、小车模型、弯杆；
所述超导盒放置在所述永磁导轨的顶面；
所述小车模型设置在所述永磁导轨底面；
所述超导盒两侧面分别连接有弯杆，所述小车模型与所述超导盒通过所述弯杆连接；
所述超导块放置在所述超导盒内。
上述技术方案的有益效果是：将超导块与小车模型分开设置，并通过弯杆将小车模型与超导盒连接，利用超导块与永磁导轨之间的斥力，超导块与永磁导轨之间距离越小力越大，且小车的自身重力会使得超导块有与永磁导轨靠近的趋势，使得小车模型稳定的悬浮在永磁导轨下方，并且不会脱落。
进一步的，还包括：垫块，所述垫块放置在所述超导盒与所述永磁导轨之间。
上述技术方案的有益效果是：为超导块提供一个初始悬浮高度。
优选的，所述超导块为YBCO超导块。
进一步的，所述超导块与永磁导轨之间相斥。
上述技术方案的有益效果是：保证超导块具有稳定的悬浮高度不会下落，从而使得小车稳定的悬挂在永磁导轨下方。
优选的，所述超导盒为铜制超导盒。
上述优选技术方案的有益效果是：铜没有磁性，对永磁和超导块之间相互作用时不会产生影响，并且铜的导磁性良好，磁场穿过铜盒时衰减非常小，不会对磁场性能造成影响。
优选的，所述弯杆设置有两个以上。
上述优选技术方案的有益效果是：使得小车更稳定的倒挂悬浮在永磁导轨下方。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种倒挂磁悬浮小车演示系统，采用超导原理，通过将超导块与小车分离，超导块放在铜盒中，通过弯杆与小车模型连接，超导块放在置于永磁导轨上方，小车处于永磁导轨下方，由于斥力的存在，超导块与永磁之间距离越小，力越大，小车模型的重力会有使超导块与永磁之间距离减小的趋势，使得小车模型可以稳定的悬浮在导轨下方。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明一种倒挂磁悬浮小车演示系统的整体结构示意图；
图2附图为本发明一种倒挂磁悬浮小车演示系统的俯视图；
图3附图为本发明一种倒挂磁悬浮小车演示系统的另一实施例结构示意图；
图4附图为本发明一种倒挂磁悬浮小车演示系统的超导盒、弯杆以及小车模型结构示意图；
其中，1、永磁导轨，2、超导块，3、超导盒，4、小车模型，5、支架，6、弯杆，7、垫块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如附图1、附图2和附图4所示，一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，包括：永磁导轨1和支架5，其中永磁导轨1的两端架设在支架5上；还包括：超导盒3、超导块2、小车模型4、弯杆6；超导盒3放置在永磁导轨1的顶面；小车模型4设置在永磁导轨1底面；超导盒3两侧面分别连接有弯杆6，小车模型4与超导盒3通过弯杆6连接；超导块2放置在超导盒内。
为了进一步优化上述方案，超导块2为YBCO超导块。
为了进一步优化上述方案，超导盒3采用铜制超导盒。
为了进一步优化上述方案，弯杆6设置有两个以上。
在具体使用时，首先将超导盒3放置在永磁导轨1上，将超导块2放在超导盒3内，之后将液氮注入超导盒3，给超导块2降温，直至液氮没过超导块3且不再沸腾，此时超导块3已经达到超导状态，此时超导盒3会悬浮在永磁导轨1上方，小车模型4悬浮在永磁导轨1下方，超导盒3与小车模型4之间通过弯杆6连接，其弯杆6的长度大于永磁导轨1的厚度，使得在超导盒3与小车模型4悬浮时均不与永磁导轨1接触，此时轻轻推动小车模型4，提供一个初始动力，小车模型4便可实现无摩擦运动。
实施例2
如附图2、附图3和附图4所示，一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，包括：永磁导轨1和支架5，其中永磁导轨1的两端架设在支架5上；还包括：超导盒3、超导块2、小车模型4、弯杆6、垫块7；超导盒3放置在永磁导轨1的顶面；小车模型4设置在永磁导轨1底面；超导盒3两侧面分别连接有弯杆6，小车模型4与超导盒3通过弯杆6连接；超导块2放置在超导盒内，垫块7放置在超导盒3与永磁导轨1之间。
为了进一步优化上述方案，超导块2为YBCO超导块。
为了进一步优化上述方案，超导盒3采用铜制超导盒。
为了进一步优化上述方案，弯杆6设置有两个以上。
在具体使用时，首先将垫块7放置在超导盒3与永磁导轨1之间，为超导盒3提供一个初始悬浮高度，然后将超导块2放在超导盒3内，之后将液氮注入超导盒3，给超导块2降温，直至液氮没过超导块3且不再沸腾，此时超导块3已经达到超导状态，此时超导盒3会悬浮在永磁导轨1上方，小车模型4悬浮在永磁导轨1下方，超导盒3与小车模型4之间通过弯杆6连接，其弯杆6的长度大于永磁导轨1的厚度，使得在超导盒3与小车模型4悬浮时均不与永磁导轨1接触，此时轻轻推动小车模型4，提供一个初始动力，小车模型4便可实现无摩擦运动，试验结束后，将垫块7再次放置与超导盒3与永磁导轨1之间结束演示。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，包括：永磁导轨和支架，其中所述永磁导轨的两端架设在所述支架上；其特征在于，还包括：超导盒、超导块、小车模型、弯杆；
所述超导盒设置在所述永磁导轨的顶面；
所述小车模型设置在所述永磁导轨底面；
所述超导盒两侧面分别连接有所述弯杆，所述小车模型与所述超导盒通过所述弯杆连接；
所述超导块置于所述超导盒内。
2.根据权利要求1所述的一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，其特征在于，还包括：垫块，所述垫块设置在所述超导盒与所述永磁导轨之间。
3.根据权利要求1所述的一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，其特征在于，所述超导块为YBCO超导块。
4.根据权利要求1所述的一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，其特征在于，所述超导块与永磁导轨之间相斥。
5.根据权利要求1所述的一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，其特征在于，所述超导盒为铜制超导盒。
6.根据权利要求1所述的一种倒挂磁悬浮小车演示模型系统，其特征在于，所述弯杆设置有两个以上。
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