CN110588361B - 一种中低速磁浮走行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中低速磁浮走行机构，包括两个组合悬浮模块、抗侧滚梁模块、支架空气弹簧和两个平行四边形支撑模块，所述的两个组合悬浮模块分别位于轨道两侧，所述抗侧滚梁模块的两端分别连接两侧的组合悬浮模块，所述的两个平行四边形支撑模块通过支架空气弹簧横跨在两个组合悬浮模块上，中低速磁浮列车的车体固定在两个平行四边形支撑模块上。与现有技术相比，本发明保证车辆的直线、曲线运行；平行四边形支撑模块与组合悬浮模块之间有支架空气弹簧，因此，悬浮模块解耦较好；也利用平行四边形支撑模块实现了车体横向载荷、垂向载荷的均匀分布；同时克服了现有结构采用迫导向机构产生的各类问题。

Description

一种中低速磁浮走行机构
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆技术领域，尤其是涉及一种中低速磁浮走行机构。
背景技术
中低速磁浮列车是一种新型的轨道交通运输工具，它利用电磁吸力使车辆悬浮磁铁与轨道之间保持8～10mm间隙。走行机构作为车辆的一部分，位于车体与轨道之间，是用于实现车辆悬浮、导向、牵引、制动和走行等功能，是车辆最重要的核心部件。与传统的铁路车辆不同，走行机构是连续布置在车体底部，这就对走行机构与车体之间的连接提出了更高的要求，一方面要保证正常的直线、曲线运行姿态的要求，另一方面需要最大限度保证均匀的传递各种载荷。
现有国内运用的中低速磁浮走行机构主要结构形式为多个悬浮架+迫导向机构的形式组成。一个悬浮架主要包括：左、右两个悬浮模块以及前、后抗侧滚梁模块。以四组悬浮模块的走行机构为例，如图1和图2所示，每个悬浮模块1在其前后两端布置有两组空气弹簧2，空气弹簧2上面支撑移动滑台3或固定滑台4，滑台共同支撑车体5。移动滑台3与车体有横向运动自由度，固定滑台4与车体5固接在一起。为了保证车辆顺利通过曲线以及传递载荷的需要，在滑台和车体之间还布置有两套迫导向机构6。迫导向机构结构及原理参见专利CN202016407U“一种迫导向机构”。
目前采用多个悬浮架+迫导向机构的走行机构存在以下一些问题：
1)迫导向机构杆件较多，且杆件尺寸较大，要求各杆件之间遵循比较严格的几何关系，但各杆件均为细长杆，使各杆件保持正确的装配关系比较困难，这使得迫导向实际功能受到很大的影响。另外，结构后期的调整和维护非常的不方便。
2)迫导向机构设计尺寸是基于模块完全在圆曲线上获得的，而在进出过渡曲线时，由于迫导向机构前后模块不处在同一曲线半径上，因此，迫导向机构在车辆进出曲线过程中会导致很大的冲击载荷，这个冲击载荷会引起车体横移，降低了车辆运行舒适度。
3)迫导向机构要实现横向载荷的均匀地传递到悬浮磁铁上受到走行机构模块数量的影响，比较理想的是五组悬浮模块结构。因此，如果使用迫导向机构，也受到模块数量的影响。
4)结构比较复杂，特别是大量使用滑台、导轨以及车体上布置的迫导向机构安装座结构，这些都不利于结构轻量化设计。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种中低速磁浮走行机构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种中低速磁浮走行机构，包括两个组合悬浮模块、抗侧滚梁模块、支架空气弹簧和两个平行四边形支撑模块，所述的两个组合悬浮模块分别位于轨道两侧，所述抗侧滚梁模块的两端分别连接两侧的组合悬浮模块，所述的两个平行四边形支撑模块通过支架空气弹簧横跨在两个组合悬浮模块上，中低速磁浮列车的车体固定在两个平行四边形支撑模块上。
进一步地，每个组合悬浮模块包括两个端部悬浮单元和多个中间悬浮单元，中间悬浮单元位于两个端部悬浮单元之间，并且各悬浮单元之间通过关节单元连接在一起。
进一步地，所述的关节单元包括第一拉杆头、第二拉杆头和球形铰，所述的第一拉杆头通过球形铰连接第二拉杆头，并且第一拉杆头连接端部悬浮单元或中间悬浮单元，所述的第二拉杆头连接相邻的另一中间悬浮单元。
进一步地，两个组合悬浮模块上位置对应的端部悬浮单元之间安装有两个抗侧滚梁模块；两个组合悬浮模块上位置对应的中间悬浮单元之间安装有一个抗侧滚梁模块。
进一步地，还包括牵引拉杆单元，每侧的组合悬浮模块上布置一个牵引拉杆。
进一步地，所述的平行四边形支撑模块包括两根横梁、两根纵梁和车体支撑单元，所述的横梁两端设有上盖结构用于连接支架空气弹簧，所述的车体支撑单元设置于每根纵梁的中央，用于连接车体，所述的纵梁两端通过弹性关节或者球关节连接横梁。
进一步地，所述的车体支撑单元通过弹性关节或者球关节连接纵梁。
进一步地，每个端部悬浮单元或者中间悬浮单元上最多设置一个空气弹簧。
进一步地，所述的抗侧滚梁模块包括抗侧滚梁安装座、两根吊杆和两组片梁，所述的两组片梁之间通过两个吊杆铰接组成四连杆机构，所述的抗侧滚梁安装座设置在组合悬浮模块上，片梁的一端通过弹性关节或球关节连接抗侧滚梁安装座。
进一步地，在支架空气弹簧的位置处还设有减振器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明通过组合悬浮模块、抗侧滚梁模块、支架空气弹簧和两个平行四边形支撑模块的结构配合，通过两个平行四边形支撑模块实现车体的支撑，保证车辆的直线、曲线运行；平行四边形支撑模块与组合悬浮模块之间有支架空气弹簧，因此，悬浮模块解耦较好；也利用平行四边形支撑模块实现了车体横向载荷、垂向载荷的均匀分布；同时克服了现有结构采用迫导向机构产生的各类问题。
2、车体连接平行四边形支撑模块上纵梁中央的车体支撑单元，使得走行机构对车体的垂向支撑从原有的多个支撑点变为四点支撑，优化了列车曲线通过性能。
附图说明
图1为现有走行机构的侧视结构示意图；
图2为现有走行机构的俯视结构示意图；
图3为实施例一走行机构的结构示意图；
图4为平行四边形支撑模块的结构示意图；
图5为关节单元的结构示意图；
图6为抗侧滚梁模块的结构示意图；
图7为实施例二走行机构的结构示意图；
附图标记：1、悬浮模块，2、空气弹簧，3、移动滑台，4、固定滑台，5、车体，6、迫导向机构；7、组合悬浮模块，701、端部悬浮单元，702、中间悬浮单元，703、关节单元，7031、第一拉杆头，7032、第二拉杆头，7033、球形铰，8、平行四边形支撑模块，801、横梁，802、纵梁，803、车体支撑单元，804、上盖结构，9、抗侧滚梁模块，901、抗侧滚梁安装座，902、吊杆，903、片梁，10、支架空气弹簧，11、牵引拉杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
如图3所示，本实施例提供了一种中低速磁浮走行机构，包括两个组合悬浮模块7、抗侧滚梁模块9、支架空气弹簧10、两个平行四边形支撑模块8和牵引拉杆11。
两个组合悬浮模块7分别位于轨道两侧，本实施例采用的是四组悬浮单元的结构形式(左右各四个悬浮单元，共八个悬浮单元)。即为每个组合悬浮模块7包括两个端部悬浮单元701和两个中间悬浮单元702，具体排列方式为中间两个中间悬浮单元702，两端为两个端部悬浮单元701之间，端部悬浮单元701和中间悬浮单元702依次通过关节单元703连接在一起。端部悬浮单元701和中间悬浮单元702均安装有悬浮电磁铁、牵引电机、制动等结构，是车辆垂向载荷、横向载荷、纵向载荷的来源。牵引拉杆11只设置其中左右位置相应的一组中间悬浮单元702上，连接该中间悬浮单元702和车体。
如图6所示，关节单元703包括第一拉杆头7031、第二拉杆头7032和球形铰7033。第一拉杆头7031通过球形铰7033连接第二拉杆头7032，并且第一拉杆头7031连接端部悬浮单元701或中间悬浮单元702，第二拉杆头7032连接另一相邻的悬浮单元。
支架空气弹簧10布置在端部悬浮单元701或中间悬浮单元702的每个单元上。每个悬浮单元至多设置一个支架空气弹簧10，本实施例为每个悬浮单元上的中央位置设置一个支架空气弹簧10。
在支架空气弹簧10的上部设置支撑车体的平行四边形支撑模块8。如图4所示，平行四边形支撑模块8包括两根横梁801、两根纵梁802和车体支撑单元803。横梁801两端设有上盖结构804用于连接支架空气弹簧10。车体支撑单元803设置每根纵梁802的中央。具体地说，车体支撑单元803通过橡胶关节或金属球关节连接纵梁802，车体支撑单元803还同时固定在车体上。纵梁802两端同样通过橡胶等弹性关节或金属球关节铰接横梁801，形成平行四边形结构。
两个位置对应端部悬浮单元701之间连接两个抗侧滚梁模块9；两个位置对应的中间悬浮单元702之间连接一个抗侧滚梁模块9，减少了抗侧滚梁模块9的整体数量。如图6所示，抗侧滚梁模块9包括抗侧滚梁安装座901、两根吊杆902和两组片梁903。两组片梁903之间通过两个吊杆902铰接组成四连杆结构，抗侧滚梁安装座901固定在两侧的悬浮单元上，片梁903的一端通过橡胶关节或金属球关节连接抗侧滚梁安装座901。
本实施例的工作原理为：
车体垂向和横向载荷传递过程：车体→车体支撑单元803→纵梁802→横梁801→支架空气弹簧10→端部悬浮单元701或中间悬浮单元702。
车体纵向载荷传递过程：车体→牵引拉杆11→安装牵引拉杆11的中间悬浮单元702。而后纵向载荷还会通过关节单元703，进一步传递到其它悬浮单元。
在运动姿态上，单侧的组合悬浮模块7通过关节单元703能够适应各自的线路位置，对于一组左右位置对应的悬浮单元能够通过抗侧滚梁模块9实现前后错位和轨距变化。支撑车体的平行四边形支撑模块8安装在支架空气弹簧10上，因此悬浮单元的主要运动不受平行四边形支撑模块8的影响，而且由于平行四边形支撑模块8自身形成了四连杆结构，因此也能适应四个位置支架空气弹簧10的前后错位以及轨距变化。对于车体而言，由于形成了四点支撑，相当于传统两转向架车辆，曲线通过也不存在困难。
另外，端部悬浮单元701或中间悬浮单元702安装支架空气弹簧10的位置与横梁801端部的上盖结构804主要是垂向运动，因此，还可以在支架空气弹簧10位置处布置减振器，以便实现更好的车辆运行品质。
本实施例减少了牵引拉杆11的数量，可以增加牵引拉杆11结构长度，除传递牵引力外，也减小了牵引拉杆11对其它方向载荷的影响。
实施例二
如图7所示，本实施例采用单数悬浮单元结构，此案了五组悬浮单元(左右各五组悬浮单元)。其主体结构和实施例一基本相同，其区别电在于，两个端部悬浮单元701和三个中间悬浮单元702通过关节单元703组合形成组合悬浮模块7。在左右位置对应的端部悬浮单元701之间前后安装两个抗侧滚梁模块9，中间悬浮单元702中间安装一个抗侧滚梁模块9。
支架空气弹簧10设在端部悬浮单元701和靠近端部悬浮单元701的中间悬浮单元702上，而最中间的中间悬浮单元702不设置支架空气弹簧10；支架空气弹簧10的位置主要考虑每个悬浮单元承受相同的载荷，由于最中间的悬浮单元没有支架空气弹簧10，悬浮力只能通过关节单元703传递到相邻悬浮单元上，因此，支架空气弹簧10安装位置不在悬浮单元的中间位置，总体上偏离各自悬浮单元中心线靠近最中间的悬浮单元，具体位置需要根据具体车辆参数确定，均匀传递垂向载荷到电磁铁上是支架空气弹簧10在悬浮单元上纵向位置确定的原则。车体还是四点支撑在车体支撑单元803上，整体车辆形成良好的曲线通过性能。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种中低速磁浮走行机构，其特征在于，包括两个组合悬浮模块(7)、抗侧滚梁模块(9)、支架空气弹簧(10)和两个平行四边形支撑模块(8)，所述的两个组合悬浮模块(7)分别位于轨道两侧，所述抗侧滚梁模块(9)的两端分别连接两侧的组合悬浮模块(7)，所述的两个平行四边形支撑模块(8)通过支架空气弹簧(10)横跨在两个组合悬浮模块(7)上，中低速磁浮列车的车体固定在两个平行四边形支撑模块(8)上；
所述的平行四边形支撑模块(8)包括两根横梁(801)、两根纵梁(802)和车体支撑单元(803)，所述的横梁(801)两端设有上盖结构(804)用于连接支架空气弹簧(10)，所述的车体支撑单元(803)设置于每根纵梁(802)的中央，用于连接车体，所述的纵梁(802)两端通过弹性关节或者球关节连接横梁(801)。
2.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，每个组合悬浮模块(7)包括两个端部悬浮单元(701)和多个中间悬浮单元(702)，中间悬浮单元(702)位于两个端部悬浮单元(701)之间，并且相邻的悬浮单元之间通过关节单元(703)连接在一起。
3.根据权利要求2所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，所述的关节单元(703)包括第一拉杆头(7031)、第二拉杆头(7032)和球形铰(7033)，所述的第一拉杆头(7031)通过球形铰(7033)连接第二拉杆头(7032)，并且第一拉杆头(7031)连接端部悬浮单元(701)或中间悬浮单元(702)，所述的第二拉杆头(7032)连接相邻的另一中间悬浮单元(702)。
4.根据权利要求2所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，两个组合悬浮模块(7)上位置对应的端部悬浮单元(701)之间安装有两个抗侧滚梁模块(9)；两个组合悬浮模块(7)上位置对应的中间悬浮单元(702)之间安装有一个抗侧滚梁模块(9)。
5.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，还包括牵引拉杆单元，每侧的组合悬浮模块(7)上布置一个牵引拉杆(11)。
6.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，所述的车体支撑单元(803)通过弹性关节或者球关节连接纵梁(802)。
7.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，每个端部悬浮单元(701)或者中间悬浮单元(702)上最多设置一个空气弹簧。
8.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，所述的抗侧滚梁模块(9)包括抗侧滚梁安装座(901)、两根吊杆(902)和两组片梁(903)，所述的两组片梁(903)之间通过两个吊杆(902)铰接组成四连杆机构，所述的抗侧滚梁安装座(901)设置在组合悬浮模块(7)上，片梁(903)的一端通过弹性关节或球关节连接抗侧滚梁安装座(901)。
9.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行机构，其特征在于，在支架空气弹簧(10)的位置处还设有减振器。
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