CN111498509A - 一种磁悬浮传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种磁悬浮传输系统，包括悬浮电磁铁模块、悬浮传输模块、牵引控制器、悬浮控制器、直线电机，至少有四个悬浮电磁铁对应一个悬浮传输模块，悬浮电磁铁模块的布置构成了“传输线”。悬浮电磁铁的安装基座与悬浮传输模块的工字型结构配合，确保悬浮传输模块不会脱轨，直线电机布置在传输线的中间。本发明利用电磁悬浮技术实现了传输设备的功能，具有控制精度高，较大的运载能力以及较快的运行速度；相较于传统的传输设备，本发明具有运行噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、安全可靠性高、运营维护成本低的优势。本发明的传输运动部件：悬浮传输模块，无需外部供电线路。且可以根据货物的需要灵活变更传输模块。

Description

一种磁悬浮传输系统

技术领域

本发明涉及的是一种机电传输装置，具体地说是磁悬浮传输装置。

背景技术

电磁悬浮技术利用电磁吸力使物体悬浮于支撑面之上，悬浮体与支撑面之间保持无接触状态，克服了两者间的接触磨损，从而可以减小悬浮体的运行阻力。磁浮列车就是一种利用电磁悬浮技术的新型的轨道交通运输工具，具有运行噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、安全可靠性高、运营维护成本低、造价低等突出特点。它根据悬浮电磁铁与轨道之间的气隙以及电磁铁的垂向运动加速度来改变悬浮电磁铁内部电流的大小,从而调节悬浮电磁铁与钢制轨道之间的吸引力,使磁浮列车保持在8～10mm气隙大小的稳定悬浮状态。

传输设备是在一定的线路上连续输送货物的搬运机械，又称输送线或者输送机。传统输送设备按照输送系列产品大体可以分为：皮带流水线、板链线、倍数链线、插件线、网带线、悬挂线及滚筒流水线这七类流水线。传统输送设备的构成一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。流水线输送能力大，运距长，且还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，输送设备应用十分广泛。

传统传输设备的主要缺点如下：生产线占地比较大，造成人员或者货物进出不方便；牵引装置，承载构件，驱动装置运行时具有较大的噪声；由于长期运行对轴承，传动部件等的磨损比较大，而需要经常维护；且轴承，传动部件等加入的润滑油等化学物质可能对环境以及产品造成污染，使得食品，药品，电子设备等行业因润滑油脂的存在而有被污染的潜在风险。

发明内容

本发明的目的在于提供利用磁悬浮非接触的特点，将物体悬浮起来驱动输送，可以实现无接触、无磨损、免维护，从而在实现传统传输设备的功能基础上解决传统传输设备的噪声大，维护工作量大、占地大、油脂污染等缺点的一种磁悬浮传输系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种磁悬浮传输系统，其特征是：包括悬浮电磁铁模块、悬浮传输模块、牵引控制器、悬浮控制器、直线电机；所述悬浮电磁铁模块包括悬浮电磁铁单元，悬浮电磁铁单元包括悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分，悬浮电磁铁第一部分包括安装基座、电磁铁、间隙传感器，安装基座包括横向部分和竖向部分，横向部分与竖向部分相连，横向部分位于竖向部分之上，横向部分与竖向部分组成的结构其截面为倒L型，横向部分下方安装电磁铁，竖向部分内侧安装间隙传感器，竖向部分下方固定在地面上，悬浮电磁铁第二部分与悬浮电磁铁第一部分为对称式结构并与其并列布置；

所述悬浮传输模块包括悬浮支撑模块，悬浮支撑模块包括上层部分、下层部分以及连接上层部分和下层部分的中间部分，上层部分、中间部分、下层部分组成的结构其截面为工字型，上层部分设置托盘；

直线电机位于直线电机安装架之上，直线电机安装架、悬浮控制器和牵引控制器位于地面上，悬浮控制器连接电磁铁，牵引控制器连接直线电机；

悬浮传输模块行进到所处悬浮电磁铁单元时，悬浮传输模块的上层部分位于悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分的横向部分之上，悬浮传输模块的下层部分位于悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分的电磁铁和间隙传感器之下，悬浮传输模块的中间部分位于悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分的横向部分之间。

本发明还可以包括：

1、悬浮支撑模块的下层部分其中间为铝板，两端均安装导向轮。

2、悬浮电磁铁单元之间间隔设置，形成轨道的直线部分即传输线。

3、悬浮电磁铁单元之间的间隔满足每一时刻四个电磁铁对应一个悬浮传输模块。

4、在位于转弯的位置或换传输线的位置设置导向轨，导向轨的两端分别连接转弯位置前后的悬浮电磁铁单元。

5、悬浮支撑模块的上层部分的下方安装支撑滑橇，支撑滑橇的位置与其下方安装基座的横向部分相对应。

6、每个牵引控制器对应至少一个直线电机，每个悬浮控制器对应至少一个电磁铁。

7、悬浮控制器采集其对应电磁铁所对应的间隙传感器测量的悬浮传输模块与电磁铁之间的悬浮间隙，从而控制电磁铁的电流大小，使悬浮传输模块悬浮，悬浮的间隙为6-10mm。

8、牵引控制器根据悬浮传输模块的运行速度及所处位置，给直线电机提供控制电流，驱动悬浮传输模块按照给定路线与速度运行，并根据悬浮传输模块所处位置进行牵引控制器之间的切换。

本发明的优势在于：

1、本发明利用电磁悬浮技术实现了传输设备的功能，具有控制精度高，较大的运载能力以及较快的运行速度。

2、本发明相较于传统的传输设备，具有运行噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、安全可靠性高、运营维护成本低的优势。

3、本发明的传输运动部件：悬浮传输模块，无需外部供电线路。且可以根据货物的需要灵活变更传输模块。

附图说明

图1为本发明整体结构的剖面图；

图2为本发明行进状态示意图；

图3为本发明通过弯道时刻的示意图；

图4为悬浮传输模块示意图；

图5为悬浮电磁铁模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-5，本系统包括悬浮电磁铁模块1、悬浮控制器3、直线电机12、牵引控制器4、悬浮传输模块2、导向轨13、定位雷达等。一般根据传输货物的尺寸与重量设计悬浮传输模块2，然后根据悬浮传输模块2设计悬浮电磁铁模块1的尺寸及布置方式，至少有四个悬浮电磁铁模块1对应一个悬浮传输模块2。悬浮电磁铁模块1的布置就构成了所谓的“传输线”。悬浮电磁铁模块1的安装基座14与悬浮传输模块2的工字型结构配合可以确保无论在何种情况下，悬浮传输模块2都不会脱轨，确保安全。直线电机12一般布置在传输线的中间，在较小转弯半径或者换“传输线”的地方布置导向轨13。悬浮电磁铁模块1就是绝对定位点，在悬浮电磁铁模块1之间用定位雷达进行测速定位。悬浮控制器3控制电磁铁6的动作。牵引控制器4控制直线电机12的动作。一台悬浮控制器3可以控制多个电磁铁6，确保悬浮传输模块2可以在各个悬浮电磁铁模块1之间稳定悬浮。一台牵引控制器4可以控制多个直线电机12。

悬浮电磁铁模块1包括安装基座14、电磁铁6、间隙传感器7等。安装基座14是悬浮电磁铁1的基座，电磁铁6以及间隙传感器7都安装在这个基座上，如图1所示。电磁铁可以在悬浮控制器3的控制下产生电磁力，间隙传感器7用于测量悬浮传输模块2与电磁铁6之间的悬浮间隙。

悬浮传输模块2包括悬浮支撑模块8、导向轮10、铝板11、托盘5、支撑滑撬9等。悬浮支撑模块9采用工字型结构，与悬浮电磁铁模块1的安装基座14配合确保悬浮传输模块不会脱轨。导向轮10用于转弯或者换线时提供导向力。铝板11用于与直线电机12配合形成牵引驱动力。托盘5用于放置运输的货物，支撑滑撬9是悬浮传输模块2在不悬浮时用于支撑悬浮传输模块2。

悬浮控制器3包括主电路、悬浮控制板卡、机箱等，可以根据间隙传感器7测量的间隙值控制悬浮电磁铁的电流大小，从而使悬浮传输模块2稳定悬浮。悬浮间隙一般为6到10mm。悬浮控制器3根据间隙传感器7的测量值自动进行悬浮电磁铁模块1切换，从而确保悬浮传输模块2在传输线的各个位置均可以稳定悬浮。

直线电机12根据情况布置在需要提供牵引力的地方，一般采用分段布置方式，直线电机12是电力牵引与制动的执行机构。

牵引控制器4根据悬浮传输模块2的运行速度以及所处位置，根据控制需要，给直线电机12提供控制电流，驱动悬浮传输模块2按照给定路线与速度运行。并根据悬浮传输模块2所处位置自动进行牵引切换。

导向轨13主要作用是在较小转弯半径或者换线的地方为悬浮传输模块2提供导向力。

定位雷达与悬浮电磁铁模块1配合形成悬浮传输模块2的定位测速系统。可以获取悬浮传输模块2的绝对位置以及运行速度。

悬浮电磁铁模块1的安装基座14与悬浮传输模块2的工字型结构配合可以确保无论在何种情况下，悬浮传输模块2都不会脱轨，确保安全。悬浮控制器3根据间隙传感器7的测量值自动进行悬浮电磁铁模块1切换。牵引控制4可以根据悬浮传输模块2所处位置自动进行牵引切换。导向轨13可以在较小转弯半径或者换线的地方为悬浮传输模块2提供导向力。定位雷达与悬浮电磁铁1配合形成悬浮传输模块2的定位测速系统。可以获取悬浮传输模块2的绝对位置以及运行速度传输运动部件悬浮传输模块2无需任何外部供电线路可以在悬浮电磁铁模块1构成的传输线上运动。悬浮传输模块2无需任何外部供电线路可以在悬浮电磁铁模块1构成的传输线上运动。所谓“传输线”是由一连串的分隔布置的悬浮电磁铁模块1构成的虚拟轨道。系统悬浮传输模块2的支持滑撬可9以实现支撑与制动的作用。系统可以实现多个悬浮传输模块2的同步移动。

本发明中，类似于传统意义上的“导轨”由悬浮电磁铁模块1构成，悬浮电磁铁模块1由悬浮电磁铁单元按照导轨的形状铺设而成，悬浮电磁铁单元由左右对称的悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分构成，悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分都包括安装基座14、电磁铁6、间隙传感器7，多个悬浮电磁铁单元之间并非连续铺设，而是相互之间具有一定的距离，对于距离的标准，以至少有四个悬浮电磁铁模块1对应一个悬浮传输模块2为基准，也就是说，无论悬浮传输模块2运行至哪里，都有四个悬浮电磁铁模块1与其对应。在较小转弯半径或者换线的地方设置导向轨13提供导向力。在悬浮电磁铁模块1铺设的导轨下方设置牵引控制器4、悬浮控制器3，每个牵引控制器4、悬浮控制器3并非与每个直线电机、悬浮电磁铁单元一一对应，而是一台悬浮控制器3可以控制多个电磁铁6，一台牵引控制器4可以控制多个直线电机12。

Claims (9)

1.一种磁悬浮传输系统，其特征是：包括悬浮电磁铁模块、悬浮传输模块、牵引控制器、悬浮控制器、直线电机；所述悬浮电磁铁模块包括悬浮电磁铁单元，悬浮电磁铁单元包括悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分，悬浮电磁铁第一部分包括安装基座、电磁铁、间隙传感器，安装基座包括横向部分和竖向部分，横向部分与竖向部分相连，横向部分位于竖向部分之上，横向部分与竖向部分组成的结构其截面为倒L型，横向部分下方安装电磁铁，竖向部分内侧安装间隙传感器，竖向部分下方固定在地面上，悬浮电磁铁第二部分与悬浮电磁铁第一部分为对称式结构并与其并列布置；

所述悬浮传输模块包括悬浮支撑模块，悬浮支撑模块包括上层部分、下层部分以及连接上层部分和下层部分的中间部分，上层部分、中间部分、下层部分组成的结构其截面为工字型，上层部分设置托盘；

直线电机位于直线电机安装架之上，直线电机安装架、悬浮控制器和牵引控制器位于地面上，悬浮控制器连接电磁铁，牵引控制器连接直线电机；

悬浮传输模块行进到所处悬浮电磁铁单元时，悬浮传输模块的上层部分位于悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分的横向部分之上，悬浮传输模块的下层部分位于悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分的电磁铁和间隙传感器之下，悬浮传输模块的中间部分位于悬浮电磁铁第一部分和悬浮电磁铁第二部分的横向部分之间。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：悬浮支撑模块的下层部分其中间为铝板，两端均安装导向轮。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：悬浮电磁铁单元之间间隔设置，形成轨道的直线部分即传输线。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：悬浮电磁铁单元之间的间隔满足每一时刻四个电磁铁对应一个悬浮传输模块。

5.根据权利要求3或4所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：在位于转弯的位置或换传输线的位置设置导向轨，导向轨的两端分别连接转弯位置前后的悬浮电磁铁单元。

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：悬浮支撑模块的上层部分的下方安装支撑滑橇，支撑滑橇的位置与其下方安装基座的横向部分相对应。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：每个牵引控制器对应至少一个直线电机，每个悬浮控制器对应至少一个电磁铁。

8.根据权利要求7所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：悬浮控制器采集其对应电磁铁所对应的间隙传感器测量的悬浮传输模块与电磁铁之间的悬浮间隙，从而控制电磁铁的电流大小，使悬浮传输模块悬浮，悬浮的间隙为6-10mm。

9.根据权利要求7所述的一种磁悬浮传输系统，其特征是：牵引控制器根据悬浮传输模块的运行速度及所处位置，给直线电机提供控制电流，驱动悬浮传输模块按照给定路线与速度运行，并根据悬浮传输模块所处位置进行牵引控制器之间的切换。

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