CN110712662B - 一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，包括平行设置的第一滑轨和第二滑轨，以及结构相同并设于转向架悬浮模块之间的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与第二连杆交叉铰接形成对称“X”形结构，所述第一滑轨设于转向架的左悬浮模块上，第二滑轨设于转向架的右悬浮模块上，第一连杆一端滑动铰接于第一滑轨，第一连杆另一端固定铰接于第二滑轨，第二连杆一端滑动铰接于第一滑轨，第二连杆另一端滑动铰接于第二滑轨。本发明中所述防滚解耦机构通过第一连杆和第二连杆分别滑动铰接于第一滑轨和第二滑轨上，实现了转向架悬浮模块的完全解耦和菱变，解决了防侧滚和解耦之间的耦合和制约问题，从而提高中低速磁浮车辆的运行性能。

Description

一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构

技术领域

本发明涉及到磁悬浮技术领域，尤其涉及一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构。

背景技术

中低速常导磁悬浮车辆是一种依靠悬浮电磁铁产生的电磁力将车体以给定间隙悬浮与F轨道上，通过转向架上的直线电机驱动的新型轨道交通工具。在运行中磁浮车辆借助悬浮技术，实现平稳、“零”噪声运行，相对与轮轨而言，其极安静舒适的乘坐环境，增加了有轨交通的吸引力。

中低速常导磁悬浮车辆是采用悬浮技术实现悬浮导向，通过直线感应电机实现牵引与电制动的轨道交通车辆，通常其最高运行速度为120km/h。中低速常导磁浮车辆由许多子系统组成，如悬浮、轨道、推进系统等，其主要设备包括车体、二次悬挂系统、迫导向机构、转向架等。通常中低速常导磁浮车辆采用五转向架结构，转向架、车体、轨道相互协调、配合，适应通过电磁力实现无接触运行的要求；转向架与车体之间设置有迫导向机构，二次悬挂系统采用空气弹簧支撑车体，并设置有高度自动调整阀和防过充装置。中低速常导磁浮车辆运行过程与普通轨道列车一样，需要在铺设的轨道上运行；因此磁浮车辆运行时会通过各种类型的轨道，比如通过弯道时，会运行经过缓和曲线轨道、平曲线轨道等。

转向架是中低速磁悬浮列车的支撑单元和行走单元，它为列车提供悬浮、牵引、机械解耦、制动等功能。目前国内大多数中低速磁悬浮车辆转向架一般由左、右两个独立的悬浮模块构成，两个模块再通过前后两端安装的防侧滚解耦机构(吊杆型防侧滚解耦) 连接成一个转向架，如图1所示。

由于支撑车体重量的空气弹簧与模块上的停放制动滑橇不在一个中心轴上，在落车时，磁浮车辆的重力会使悬浮模块产生绕F轨的侧向滚动，进而使悬浮模块与F轨道间的间隙减小。另一方面在悬浮状态下，内外磁极悬浮力会产生一定差异会引起悬浮模块的侧向滚动，悬浮模块侧滚运动量较大时，悬浮模块上直线电机可能触碰轨道使磁浮车辆处于危险状态。

转向架通过缓和曲线时，现有吊杆型防侧滚解耦机构通过机械的方式实现转向架解耦，使转向架适应轨道曲线与不平顺，这时需要防侧滚解耦机构的上、下防侧滚梁之间的垂向距离发生变化；但是该机构在实现防侧滚时，需要约束防侧滚解耦机构的防侧滚梁件的垂向距离变化，进而约束模块的侧滚运动，这就与其解耦功能的要求相互矛盾。因此吊杆型防侧滚解耦机构的防侧滚能力和解耦能力是相互关联、相互制约，其性能因此会受到一定的局限。

但是吊杆型防侧滚解耦机构具抗偏载、侧载的能力较弱的缺点。目前还有何永川、彭奇彪等提出了一个其原理采用两个平行四边形机构来实现防侧滚与解耦，其需额外设置钢丝绳机构克服防侧滚解耦机构的重力作用；伍砺矸、彭奇彪、佟来生等提出了一种抗侧滚机构，该机构原理也是采用弹性吊杆来实现，原理上没有本质的变化，也存在现有防侧滚解耦机构同样的问题；刘耀宗等提出了液压防侧滚解耦机构，不仅结构本身较为复杂而且存在液压油泄露隐患。

因此如何能够提供一种结构简单的防侧滚解耦机构，能够实现悬浮模块的完全解耦，解决防侧滚和解耦之间的耦合和制约问题，从而进一步提高中低速磁浮车辆运行性能，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

基于上述技术难题，本发明提供一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，其结构简单，能够实现悬浮模块的完全解耦，解决了防侧滚和解耦之间的耦合和制约问题，从而提高中低速磁浮车辆运行性能。

本发明提供一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，包括平行设置的第一滑轨和第二滑轨，以及结构相同并设于转向架悬浮模块之间的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与第二连杆交叉铰接形成对称“X”形结构，所述第一滑轨设于转向架的左悬浮模块上，第二滑轨设于转向架的右悬浮模块上，第一连杆一端滑动铰接于第一滑轨，第一连杆另一端固定铰接于第二滑轨，第二连杆一端滑动铰接于第一滑轨，第二连杆另一端滑动铰接于第二滑轨，所述第一滑轨上设有第一铰点和第二铰点，第二滑轨上设有第三铰点和第四铰点，第一连杆一端滑动铰接于第一铰点，第一连杆另一端固定铰接于第四铰点，第二连杆一端滑动铰接于第二铰点，第二连杆另一端滑动铰接于第三铰点。

优选地，所述第一连杆和第二连杆的交叉铰接点为第一连杆和第二连杆的中点。

优选地，所述第一滑轨两端分别设于转向架左悬浮模块的上表面和下表面，且第一滑轨的轨道与左悬浮模块的表面垂直，所述第二滑轨两端分别设于转向架右悬浮模块的上表面和下表面，且第二滑轨的轨道与右悬浮模块的表面垂直。

一种磁浮车辆的转向架，所述转向架包含多个上述交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构。

与现有技术比较，本发明提供的一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，其结构简单，所述左悬浮模块通过在第一铰点和第二铰点上滑动，所述右悬浮模块通过在所述第三铰点上滑动，使得托臂的四个悬浮点可处于不共面状态，实现悬浮模块的完全解耦；同时该结构也可形成适应左悬浮模块和右悬浮模块的平行四边形状态，进而实现磁浮车辆转向架的菱变；有效保证了磁浮车辆的防侧滚解耦性能，解决了防侧滚和解耦之间的耦合和制约问题，因此提高了中低速磁浮车辆的运行性能。

附图说明

图1为现有技术中中低速磁浮车辆转向架；

图2为本发明提供的一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构的示意图。

图中：11.左悬浮模块，12.右悬浮模块，2.第一滑轨，21.第一铰点，22.第二铰点，3. 第二滑轨，31.第三铰点，32.第四铰点，4.第一连杆，5.第二连杆，6.后防侧滚解耦机构，7.前防侧滚解耦机构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参见图2，图2为本发明提供的一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构的示意图。

一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，包括平行设置的第一滑轨2和第二滑轨3，以及结构相同并设于转向架悬浮模块之间的第一连杆4和第二连杆5，所述第一连杆4与第二连杆5交叉铰接形成对称“X”形结构，所述第一滑轨2设于转向架的左悬浮模块11上，第二滑轨3设于转向架的右悬浮模块12上，第一连杆4一端滑动铰接于第一滑轨2，第一连杆4另一端固定铰接于第二滑轨3，第二连杆5一端滑动铰接于第一滑轨2，第二连杆5另一端滑动铰接于第二滑轨3，所述第一滑轨2上设有第一铰点21和第二铰点22，第二滑轨3上设有第三铰点31和第四铰点32，第一连杆4一端滑动铰接于第一铰点21，第一连杆4另一端固定铰接于第四铰点32，第二连杆5一端滑动铰接于第二铰点23，第二连杆5另一端滑动铰接于第三铰点31。

本实施例中，所述第一滑轨2和第二滑轨3分别平行设置于磁浮车辆转向架的左右悬浮模块上，第一连杆4的两端分别滑动铰接于第一滑轨2和第二滑轨3上，第二连杆 5一端滑动铰接于第一滑轨2，第二连杆5另一端固定铰接于第二滑轨3，进而第一连杆 4和第二连杆5可在第一滑轨2和第二滑轨3上滑动，从而使得托臂的四个悬浮点可处于不共面状态，实现了悬浮模块的完全解耦以及转向架的菱变，保证了磁浮车辆的防侧滚解耦性能，其结构简单，有效解决了防侧滚和解耦之间的耦合和制约问题，提高了中低速磁浮车辆的运行性能。

本实施例中，所述第一滑轨2设有第一铰点21和第二铰点22，第二滑轨3上设有第三铰点31和第四铰点32，第一连杆4一端滑动铰接于第一铰点21，第一连杆4另一端固定铰接于第四铰点32，第二连杆5一端滑动铰接于第二铰点23，第二连杆5另一端滑动铰接于第三铰点31。当转向架通过缓和路段时，左悬浮模块11通过第一铰点21 和第二铰点22在第一滑轨2上滑动，右悬浮模块12通过第三铰点31在第二滑轨3上滑动，同时第一连杆4和第二连杆5在各铰点处转动，从而使得托臂的四个悬浮点处于不共面状态，实现了悬浮模块的完全解耦，从而解决了防侧滚与解耦之间的耦合和制约问题；当转向架过弯道时，左悬浮模块11可通过第一铰点21和第二铰点22在第一滑轨2上滑动，右悬浮模块12可通过第三铰点31在第二滑轨3上滑动，因此第一铰点21 和第二铰点22之间的距离与第三铰点31和第四铰点32之间的距离会发生变化，从而使得左悬浮模块11和右悬浮模块12之间的横向距离发生变化，形成可适应左右悬浮模块横向距离变化的平行四边形状态，完成转向架的菱变，进而进一步提高了中低速磁浮车辆的运行性能。

如图2所示，所述第一连杆4和第二连杆5的交叉铰接点为第一连杆4和第二连杆 5的中点。本实施例中，由于所述第一连杆4和所述第二连杆5结构相同，所述第一连杆4和所述第二连杆5的交叉铰接点为第一连杆4和第二连杆5的中点，因此第一连杆 4和第二连杆5分别与转向架的左悬浮模块和右悬浮模块构成左右两个对称的等腰三角形，且对称的两个等腰三角形上的四个底角相等，从而使得所述左悬浮模块1和所述右悬浮模块2处于一种“平行”状态，与现有吊杆型防侧滚解耦机构相比，其防侧滚性能更具有优势。

如图2所示，所述第一滑轨2两端分别设于转向架左悬浮模块11的上表面和下表面，且第一滑轨2的轨道与左悬浮模块11的表面垂直，所述第二滑轨3两端分别设于转向架右悬浮模块12的上表面和下表面，且第二滑轨3的轨道与右悬浮模块12的表面垂直。

如图2所示，一种磁浮车辆的转向架，所述转向架包含多个上述交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构。

本实施例中，所述磁浮车辆的转向架上设有上述多个防滚解耦机构，通过所述防滚解耦机构实现了转向架悬浮模块的完全解耦和菱变，有效保证了交叉式磁浮车辆的防侧滚解耦能力，提高了磁浮车辆的运行性能。

以上对本发明所提供的一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，其特征在于，包括平行设置的第一滑轨(2)和第二滑轨(3)，以及结构相同并设于转向架悬浮模块之间的第一连杆(4)和第二连杆(5)，所述第一连杆(4)与第二连杆(5)交叉铰接形成对称“X”形结构，所述第一滑轨(2)设于转向架的左悬浮模块上，第二滑轨(3)设于转向架的右悬浮模块上，第一连杆(4)一端滑动铰接于第一滑轨(2)，第一连杆(4)另一端固定铰接于第二滑轨(3)，第二连杆(5)一端滑动铰接于第一滑轨(2)，第二连杆(5)另一端滑动铰接于第二滑轨(3)，所述第一滑轨(2)上设有第一铰点(21)和第二铰点(22)，第二滑轨(3)上设有第三铰点(31)和第四铰点(32)，第一连杆(4)一端滑动铰接于第一铰点(21)，第一连杆(4)另一端固定铰接于第四铰点(32)，第二连杆(5)一端滑动铰接于第二铰点(22)，第二连杆(5)另一端滑动铰接于第三铰点(31)。

2.根据权利要求1所述的交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，其特征在于，所述第一连杆(4)和第二连杆(5)的交叉铰接点为第一连杆(4)和第二连杆(5)的中点。

3.根据权利要求2所述的交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构，其特征在于，所述第一滑轨(2)两端分别设于转向架左悬浮模块的上表面和下表面，且第一滑轨(2)的轨道与左悬浮模块的表面垂直，所述第二滑轨(3)两端分别设于转向架右悬浮模块的上表面和下表面，且第二滑轨(3)的轨道与右悬浮模块的表面垂直。

4.一种磁浮车辆的转向架，其特征在于，所述转向架包含多个如权利要求1～3任一项所述的交叉式磁浮车辆行走单元的防滚解耦机构。

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