CN109292464A - 一种电动悬浮管道货物运输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动悬浮管道货物运输系统，其车底架(3)底部两侧安装有滑靴(11)或者内侧有凸缘的车轮(13)，轨基(9)上表面安装有与滑靴(11)或者车轮(13)配合的导向轨(10)；且导向轨(10)的顶部与滑靴(11)或者车轮(13)接触时，直线电机线圈(7a)与直线电机感应板(7b)，铝板(6a)与永磁体(6b)均不接触。该种电动悬浮管道货物运输系统的结构简单、悬浮能力强、导向能力强，车体不会倾斜、晃动，运行稳定，对沿线环境的噪声污染小。

Description

一种电动悬浮管道货物运输系统
技术领域
本发明涉及一种电动悬浮管道货物运输系统。
背景技术
现有的电动悬浮货物运输系统，其组成和主要工作原理是：轨基上安装有直线电机线圈、车体上安装有直线电机感应板，同时轨基上安装有铝板，车体安装有磁体。轨基上的直线电机线圈通电后与车体上安装的永磁式直线电机感应板产生感应构成直线电机，驱动车体前进；低于临界速度的初始启动和停车阶段由车体下部伸出的车轮支撑车体；行驶过程中车体运行速度始终高于临界速度，车体上的磁体与轨基上的铝板发生高速相对运动，产生足够的电磁斥力，使车体悬浮，车体与地面间进行无摩擦的高速运动。但是直线电机只能产生纵向的牵引力，不能产生横向力；系统必须通过另外的途经产生横向的导向力，如在轨基上的两侧安装向内倾斜呈弧形的U形铝板，车体也相应安装倾斜的磁体；两侧的铝板、磁体对产生的内倾的电磁斥力的垂直分量为车体提供悬浮力，横向分量为车体提供导向力：车体位于中心位置时，两侧的电磁斥力的横向分量相等，不对车体产生导向力，当车体偏向一侧时，该侧电磁斥力的横向分量增大，而另一侧变小，进而对车体产生回归中心位置的导向力。此种系统不需要工作于超低温的超导部件，制备、使用成本低。但其却存在以下问题：1、将悬浮用电磁斥力分出一部分作为导向力，降低了系统的悬浮能力。同时，导向力也是两侧横向分量之差构成，其导向力小，导向能力差。2、车体偏向一侧时，不仅该侧电磁斥力的横向分量增大，垂向的悬浮分量也增大，会导致车体倾斜；也即车体左右摆动的同时还会附加产生左右倾斜晃动。另外，控制侧面间隙需要复杂的检测和控制手段，系统复杂成本高。3、车体重心较高，且不位于两侧电磁斥力交点的正上方时，车体将发生倾斜，并且无法控制和调整，导致车体运行不稳定。而实际上，受车体加工精度限制，车体本身的质心很难位于两侧电磁斥力交点的正上方，在运行过程中，由于客货位置的不可控，也无法保证车体的重心位置位于两侧电磁斥力交点的正上方。4、控制侧面间隙需要复杂的检测和控制手段，系统复杂，制备使用成本有待降低。5、运用在露天环境中，在低速非悬浮运行时，轮轨滚动噪声大，对周边环境影响大；而在高速悬浮运行时，风阻大，动力浪费大，无法实现更高的运行速度，风阻大也带来风噪大，造成沿线噪音污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动悬浮管道货物运输系统，该种电动悬浮管道货物运输系统的结构简单、悬浮能力强、导向能力强，车体不会倾斜、晃动，运行稳定，对沿线环境的噪声污染小。
本发明为实现其发明目的所采用的技术方案是，一种电动悬浮管道货物运输系统，包括轨基，轨基上表面中部安装的直线电机线圈、直线电机线圈两侧的轨基上表面安装有铝板，车体位于轨基上方，车体下部的车底架的底部安装有永磁体和直线电机感应板，且永磁体位于铝板的正上方，直线电机感应板位于直线电机线圈的正上方；其特征在于：所述的轨基和车体均置于封闭的管道内，且所述车体的车底架底部两侧安装有滑靴或者内侧有凸缘的车轮，轨基上表面安装有与滑靴或者车轮配合的导向轨；且导向轨的顶部与滑靴或者车轮接触时，直线电机线圈与直线电机感应板，铝板与永磁体均不接触。
本发明的工作过程和原理是：
低于临界速度的启动和停车过程中，永磁体和铝板间感应产生的电磁斥力不足，车体无法悬浮，车底架的滑靴或车轮下沉与导向轨顶部接触，由轨基上的导向轨对车体提供支撑。同时，由轨基上的直线电机线圈和车体上的直线电机感应板构成的直线电机提供车体的牵引力，驱动车体低速前进。车底架的滑靴或车轮和与其配合的导向轨相对滑动，导向轨在支撑车体的同时还通过滑靴的侧面或车轮的凸缘向车体提供横向导向力，使车体沿规定方向不偏移的稳定运行。
高于临界速度的行驶过程中，永磁体和铝板间感应产生的电磁斥力足够克服车体重力，车体悬浮；车底架的滑靴或车轮上升，脱离导向轨的顶部,但其悬浮高度低于滑靴的深度或车轮侧缘的高度。此时，由轨基上的直线电机线圈和车体上的直线电机感应板构成的直线电机提供车体的牵引力，驱动车体与导向轨顶部间无摩擦的高速前进。当车体向一侧发生横向偏移时，车底架该侧的滑靴的内侧面或车轮的凸缘靠紧并挤压与其配合的导向轨的内侧面，导向轨产生反作用力即横向导向力，车体回归中心位置，使车体沿规定方向无偏移的稳定运行。
同时，由于车体与轨基均置于封闭的管道内，低速运行时的轮轨滚动噪声和高速悬浮运行时风噪均被封闭、阻挡于管道内，大大降低了沿线的噪音污染。还可与抽气系统结合，则可将管道内部空气抽出，形成低压运行环境，一方面减小了空气阻力，车辆能够以更快的速度运行，运输效率高。另一方面由于传播介质空气更加稀薄，也进一步减少了噪声污染。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明的滑靴(车轮)导向轨机构，代替现有的车轮走行机构，实现低速运行时的支撑功能，而在高速运行时，具备横向导向功能，省掉了现有的车轮走行机构和检测控制侧面间隙的设备，其结构简单，制造成本低；
二、本发明的铝板和永磁体产生的电磁斥力全部用于车体悬浮，其悬浮力强，同时实现成本低。
三、滑靴(车轮)导向轨机构是通过导向轨侧面的刚性限位，直接在一侧产生向另一侧的横向推动的导向力，导向力大，导向能力强；并且，只对车体提供横向导向力，而不会产生垂向作用力或分量，不会使该侧车体受向上的力而发生倾斜晃动；车体运行稳定。
四、低速运行时，由轨基上两侧的导向轨顶部与滑靴或车轮接触实现对车体的支撑，只要两根导向轨顶部水平，就能保证车体的水平不倾斜，而无须让车体的质心位于某一点的正上方。因此，其车体难以倾斜，运行平稳。
五、运用管道来封闭整个系统，大大降低了沿线的噪音污染。可以与真空抽气设备结合创造低压环境，使空气稀薄，减小空气阻力，提高系统运输速度，进一步降低噪声污染。
上述的的滑靴的凹槽内固定有截面呈“┓”的磨耗板，磨耗板的竖板位于滑靴的凹槽的内侧；滑靴与导向轨配合的具体方式是，导向轨位于磨耗板顶板的正下方。
滑靴附带的磨耗板减小了导向轨相对滑动时的摩擦力，降低车体运行阻力，同时提高了导向轨和滑靴的可靠性和使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1的电动悬浮管道运输系统处于低速及静止状态时的结构示意图。
图2是本发明实施例2的电动悬浮管道运输系统处于高速悬浮运行状态时的结构示意图。
图3是本发明实施例3的电动悬浮管道运输系统处于低速及静止状态时的结构示意图。
图4是本发明实施例4的电动悬浮管道运输系统处于高速悬浮运行状态时的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
图1示出，本发明的第一种具体实施方式是：一种电动悬浮管道货物运输系统，包括轨基9，轨基9上表面中部安装的直线电机线圈7a、直线电机线圈7a两侧的轨基9上表面安装有铝板6a，车体2位于轨基9上方，车体2下部的车底架3的底部安装有永磁体6b和直线电机感应板7b，且永磁体6b位于铝板6a的正上方，直线电机感应板7b位于直线电机线圈7a的正上方；其特征在于：所述的轨基9和车体2均置于封闭的管道1内，且所述车体2的车底架3底部两侧安装有滑靴11，轨基9上表面安装有与滑靴11配合的导向轨10；且导向轨10的顶部与滑靴11接触时，直线电机线圈7a与直线电机感应板7b，铝板6a与永磁体6b均不接触。
本例的滑靴11的凹槽内固定有截面呈“┓”的磨耗板12，磨耗板12的竖板位于滑靴11的凹槽的内侧；滑靴11与导向轨10配合的具体方式是，导向轨10位于磨耗板12顶板的正下方。
本例的滑靴11安装于永磁体6b外侧的轨基9上表面。
实施例2
图2示出，本例的结构与实施例1的结构基本相同，唯一不同的仅仅是：滑靴11安装于永磁体6b内侧的轨基9上表面。
图3示出，本发明的第三种具体实施方式是：本发明的第一种具体实施方式是：一种电动悬浮管道货物运输系统，包括轨基9，轨基9上表面中部安装的直线电机线圈7a、直线电机线圈7a两侧的轨基9上表面安装有铝板6a，车体2位于轨基9上方，车体2下部的车底架3的底部安装有永磁体6b和直线电机感应板7b，且永磁体6b位于铝板6a的正上方，直线电机感应板7b位于直线电机线圈7a的正上方；其特征在于：所述的轨基9和车体2均置于封闭的管道1内，且所述车体2的车底架3底部两侧安装有内侧有凸缘的车轮13，轨基9上表面安装有与车轮13配合的导向轨10；且导向轨10的顶部与车轮13接触时，直线电机线圈7a与直线电机感应板7b，铝板6a与永磁体6b均不接触。
本例的车轮13安装于永磁体6b外侧的轨基9上表面。
实施例4
图4示出，本例的结构与实施例3的结构基本相同，唯一不同的仅仅是：车轮13安装于永磁体6b内侧的轨基9上表面。

Claims (2)

1.一种电动悬浮管道货物运输系统，包括轨基(9)，轨基(9)上表面中部安装的直线电机线圈(7a)、直线电机线圈(7a)两侧的轨基(9)上表面安装有铝板(6a)，车体(2)位于轨基(9)上方，车体(2)下部的车底架(3)的底部安装有永磁体(6b)和直线电机感应板(7b)，且永磁体(6b)位于铝板(6a)的正上方，直线电机感应板(7b)位于直线电机线圈(7a)的正上方；其特征在于：所述的轨基(9)和车体(2)均置于封闭的管道(1)内，且所述车体(2)的车底架(3)底部两侧安装有滑靴(11)或者内侧有凸缘的车轮(13)，轨基(9)上表面安装有与滑靴(11)或者车轮(13)配合的导向轨(10)；且导向轨(10)的顶部与滑靴(11)或者车轮(13)接触时，直线电机线圈(7a)与直线电机感应板(7b)，铝板(6a)与永磁体(6b)均不接触。
2.根据权利要求1所述的一种电动悬浮管道货物运输系统，其特征在于：所述的滑靴(11)的凹槽内固定有截面呈“┓”的磨耗板(12)，磨耗板(12)的竖板位于滑靴(11)的凹槽的内侧；滑靴(11)与导向轨(10)配合的具体方式是，导向轨(10)位于磨耗板(12)顶板的正下方。
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