CN113085565A - 永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架及其运行方法，包括磁悬浮悬浮架构架，所述磁悬浮悬浮架构架包括上框架、下框架，所述上框架的上表面与所述下框架的下表面沿所述磁悬浮悬浮架构架长度方向各自设置至少一对驱动器且相互对称；所述上框架的上表面与所述下框架的下表面各自对称设置有至少两组导向模块且相互对称；所述驱动器设置有第一推杆和第二推杆，所述第一推杆与导向模块相适配，所述第二推杆顶部设置有直线电机线圈；所述磁悬浮悬浮架构架侧面沿其长度方向对应所述导向模块设置有支撑模块。本发明通过上述结构改进，解决了永磁悬浮列车侧偏，避免了导向轮磨损，提高了直线电机的使用效率。

Description

永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架及其运行方法

技术领域

本发明涉及悬浮列车技术领域，具体而言涉及一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架及其运行方法。

背景技术

悬挂式磁浮轨道交通系统是一种新型的轨道交通制式，现有的悬挂式永磁悬浮列车悬挂装置大多安装有导向轮，通过导向轮实现车辆的导向并通过导向轮承受侧偏力。悬挂式永磁悬浮列车在运行过程中，悬挂装置因为悬浮力的变化和载重量的变化还会上下浮动，会在上下方向对导向轮进行磨损，甚至使胶轮脱落。现有的悬挂装置无法自动调节直线电机线圈与感应板之间的间隙，影响了直线电机的使用效率。

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发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架及其运行方法，本发明的悬浮架及其运行方法能够解决现有技术中的永磁悬浮列存在侧向力较大、直线电机线圈与感应板之间间隙无法自动调整及导向轮磨损的问题，该悬浮架结构简易，成本较低，适用于永磁悬浮轨道交通。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，包括磁悬浮悬浮架构架和与所述磁悬浮悬浮架构架相适配的轨道梁，所述磁悬浮悬浮架构架包括上框架、下框架，且两端由连接杆连接，所述上框架的上表面与所述下框架的下表面沿所述磁悬浮悬浮架构架长度方向各自设置至少一对驱动器且相互对称；

所述上框架的上表面与所述下框架的下表面各自对称设置有至少两组导向模块且相互对称；

所述驱动器沿所述磁悬浮悬浮架构架宽度方向两侧各自设置有第一推杆，且驱动器顶部设置有第二推杆，所述第一推杆与导向模块相适配，所述第二推杆顶部设置有直线电机线圈；

所述磁悬浮悬浮架构架侧面沿其长度方向对应所述导向模块设置有支撑模块。

优选地，所述导向模块包括导向轮和转向架，所述导向轮设置于所述磁悬浮悬浮架构架上下表面四个角，与所述转向架连接；所述支撑模块包括支撑轮和与所述支撑轮相适配的轮支座，所述支撑轮通过所述轮支座固定垂向设置于所述上框架和下框架沿长度方向侧表面并与所述导向轮适配。

优选地，所述驱动器设置有用于测量所述导向轮组与所述轨道梁内壁之间压力变化的单元，和/或

所述驱动器设置有用于测量所述永磁磁悬浮悬浮架构架侧偏距离的单元。

优选地，所述第二推杆62控制所述直线电机线圈5伸缩0.01～200mm，进一步优选，伸缩范围为0.01～10mm。

优选地，所述第一推杆61控制所述导向轮7和所述支撑轮8伸缩0.01～500mm，进一步优选，伸缩范围为0.01～50mm。

优选地，所述轨道梁为开口向下的半开口结构，其内设置有接触网、感应板和牛腿，所述接触网设置于所述轨道梁上方，所述感应板位于所述直线电机线圈正上方，所述牛腿设置于所述轨道梁两侧。

优选地，所述上框架下表面设置有上永磁阵列，所述下框架上表面设置有制动钳；所述牛腿上表面设置有下永磁阵列磁轨，其下表面设置有制动闸，所述下永磁阵列磁轨与所述上永磁阵列相适配，配合作用使悬浮架悬浮，所述制动闸与所述制动钳相适配，配合作用实现列车制动。

优选地，所述直线电机线圈、导向轮和支撑轮的驱动类型可设置成单一驱动，也可分别设置成不同类型驱动，所述驱动类型包括电动驱动、气压驱动或液压驱动的一种或多种，进一步优选为液压驱动器。

优选地，所述磁悬浮悬浮架构架中间设置有用于承重和安装功能部件的孔。

本发明另一方面提供一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架的运行方法，该方法在悬浮架中进行，包括以下步骤：

a、列车在正常行驶发生偏移时，所述导向轮与所述轨道梁侧壁之间的压力会发生变化，在一侧导向轮所受到的压力超过安全范围时，能够通过所述第一推杆调节该侧导向轮伸长一段距离，另一侧导向轮的伸缩量保持不变，直到所述压力在安全范围内，停止调节。

b、列车停车时，通过所述第一推杆控制所述支撑轮水平向外伸展一段距离，然后控制所述导向轮水平向内收缩一段距离，使所述支撑轮代替所述导向轮起支撑作用；

c、列车开车时，通过所述第一推杆控制所述导向轮水平向外伸展一段距离，然后控制所述支撑轮水平向内收缩一段距离，使所述导向轮代替所述支撑轮起支撑作用；

d、列车在载重改变的情况下，所述直线电机线圈与感应板之间的间隙发生变化，能够通过所述第二推杆控制所述直线电机线圈上下升缩的距离，使所述间隙保持一定。

通过上述技术方案，发明具有以下优点：

与现有技术相比，本发明通过增设支撑模块，在列车工作状态切换过程中与导向模块相互替换工作，避免了导向轮垂直于侧壁上下磨损。本发明通过增设推杆，使导向轮水平移动，平衡导向轮所受到的压力，解决了永磁悬浮列车侧偏问题。推杆使直线电机线圈能够在一定范围内升降，降低了直线电机线圈负荷，提高了直线电机的使用效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。

图1是本发明磁悬浮悬浮架构架的三维结构图；

图2是本发明悬浮架的截面图。

附图标记说明

1、上框架 62、第二推杆

2、下框架 7、导向轮

3、连接杆 8、支撑轮

4、驱动器 9、轮支座

5、直线电机线圈 10、转向架

6、推杆 11、销

61、第一推杆 12、上永磁阵列

13、制动钳 17、感应板

14、制动闸 18、牛腿

15、轨道梁 19、下永磁阵列磁轨

16、接触网 20、磁悬浮悬浮架构架

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明，但并不因此而使本发明受到任何限制。

参阅图1、图2所示，本发明一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，包括磁悬浮悬浮架构架20和与所述磁悬浮悬浮架构架20相适配的轨道梁15，所述磁悬浮悬浮架构架20包括上框架1、下框架2，且两端由连接杆3连接，所述上框架1的上表面与所述下框架2的下表面沿所述磁悬浮悬浮架构架20长度方向各自设置至少一对驱动器4且相互对称；

所述上框架1的上表面与所述下框架2的下表面各自对称设置有至少两组导向模块且相互对称；

所述驱动器4沿所述磁悬浮悬浮架构架20宽度方向两侧各自设置有第一推杆61，且驱动器4顶部设置有第二推杆62，所述第一推杆61与导向模块相适配，所述第二推杆62顶部设置有直线电机线圈5；

所述磁悬浮悬浮架构架20侧面沿其长度方向对应所述导向模块设置有支撑模块。

具体地，本发明通过在磁悬浮悬浮架构架20侧面垂向增设支撑模块，在列车工作状态切换过程中，支撑模块与导向模块交替工作，避免了导向轮7垂直于侧壁上下磨损。本发明通过增设第一推杆61，控制导向轮7水平移动，平衡导向轮7所受到的压力，解决了永磁悬浮列车侧偏的问题。本发明通过增设第二推杆62，使直线电机线圈5能够在一定范围内升降，降低了直线电机线圈5的负荷，提高了直线电机的使用效率。

根据本发明的一种实施方式，所述导向模块包括导向轮7和转向架10，所述导向轮7设置于所述磁悬浮悬浮架构架20上下表面四个角，与所述转向架10连接；所述支撑模块包括支撑轮8和与所述支撑轮8相适配的轮支座9，所述支撑轮8通过所述轮支座9固定垂向设置于所述上框架1和下框架2沿长度方向侧表面并与所述导向轮7适配。通过增设支撑模块，在列车工作状态切换过程中与导向模块相互替换工作，避免了导向轮7垂直于侧壁上下磨损。

根据本发明的一种实施方式，所述驱动器4设置有用于测量所述导向轮7与所述轨道梁15内壁之间压力变化的单元，和/或

所述驱动器4设置有用于测量所述磁悬浮悬浮架构架20侧偏距离的单元。

根据本发明的一种实施方式，所述第二推杆62控制所述直线电机线圈5伸缩0.01～200mm，进一步优选，伸缩范围为0.01～10mm。

根据本发明的一种实施方式，所述第一推杆61控制所述导向轮7和所述支撑轮8伸缩0.01～500mm，进一步优选，伸缩范围为0.01～50mm。

根据本发明的一种实施方式，所述轨道梁15为开口向下的半开口结构，其内设置有接触网16、感应板17和牛腿18；所述接触网16设置于所述轨道梁15上方，所述感应板17位于所述直线电机线圈5正上方，所述牛腿18设置于所述轨道梁15两侧。

根据本发明的一种实施方式，所述上框架1下表面设置有上永磁阵列12，所述下框架2上表面设置有制动钳13；所述牛腿18上表面设置有下永磁阵列磁轨19，其下表面设置有制动闸14，所述下永磁阵列磁轨19与所述上永磁阵列12相适配，配合作用使悬浮架悬浮，所述制动闸14与所述制动钳13相适配，配合作用实现列车制动。

根据本发明的一种实施方式，所述直线电机线圈5、导向轮7和支撑轮8的驱动类型可设置成单一驱动，也可分别设置成不同类型驱动，所述驱动类型包括电动驱动、气压驱动或液压驱动的一种或多种，优选为液压驱动器，所述液压驱动器设置有保压功能，方便控制所述磁悬浮悬浮架构架20处于更安全易控的状态。

根据本发明的一种实施方式，所述磁悬浮悬浮架构架20中间设置有用于承重和安装功能部件的孔。

本发明另一方面提供一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架的运行方法，该方法在悬浮架中进行，包括以下步骤：

a、列车在正常行驶发生偏移时，所述导向轮7与所述轨道梁15侧壁之间的压力会发生变化，在一侧导向轮7所受到的压力超过安全范围时，能够通过所述第一推杆61调节该侧导向轮7伸长一段距离，另一侧导向轮7的伸缩量保持不变，直到所述压力在安全范围内，停止调节。

b、列车停车时，通过所述第一推杆61控制所述支撑轮8水平向外伸展一段距离，然后控制所述导向轮7水平向内收缩一段距离，使所述支撑轮8代替所述导向轮7起支撑作用；

c、列车开车时，通过所述第一推杆61控制所述导向轮7水平向外伸展一段距离，然后控制所述支撑轮8水平向内收缩一段距离，使所述导向轮7代替所述支撑轮8起支撑作用；

d、列车在载重改变的情况下，所述直线电机线圈5与感应板17之间的间隙发生变化，能够通过所述第二推杆62控制所述直线电机线圈5上下升缩的距离，使所述间隙保持一定。

实施例1

采用图1-2的装置，所述装置还设置有用于测量所述导向轮7与所述轨道梁15内壁之间压力变化的压力传感器；

当永磁悬浮列车以100km/h行驶时，通过压力传感器测得悬浮架构架20上的左、右导向轮7与轨道梁15内侧壁之间的压力为600N；所述压力的安全范围为400～800N。当左侧导向轮7所受到的压力超过800N时，可以通过第一推杆61调节左侧导向轮7的伸缩长度，使左侧导向轮7每次伸长0.5mm，右侧导向轮7的伸缩量保持不变，直到所述压力为600N，停止调节；当右侧导向轮7所受到的压力超过800N时，可以通过第一推杆调节右侧导向轮7的伸缩长度，使右侧导向轮7每次伸长0.5mm，左侧导向轮7的伸缩量保持不变，直到所述压力为600N，停止调节。

实施例2

采用图1-2的装置，所述装置还设置有用于测量所述支撑轮8与所述轨道梁15内壁之间压力变化的压力传感器；

当永磁悬浮列车到站停车开门前，通过第一推杆61去控制支撑轮，使左、右两侧的支撑轮8水平向外伸展10mm，并与侧壁处于受压状态，通过压力传感器测得压力为600N，然后再通过第一推杆61控制左、右侧导向轮7水平向内收缩10mm，使导向轮7与侧壁不接触，从而支撑轮8代替导向轮7起支撑作用；当永磁悬浮列车启动运行前，通过控制左、右侧导向轮7水平向外伸展10mm，并与侧壁处于受压状态，其压力为600N，然后控制支撑轮8水平向内收缩到原位置，完成两轮的交换动作后，发车前行。

实施例3

采用图1-2的装置，所述装置还设置有用于测量所述直线电机线圈5与所述感应板17之间距离的位移传感器；

列车空车运行时重量为10t，直线电机线圈5和感应板17之间的间隙为2mm；列车满载运行时重量为15t，导致悬浮架构架20的悬浮高度下降2mm，使所述间隙变为4mm。因此，在列车全程运行时，所述间隙在2～4mm范围内变化。每次列车在靠站停车时，通过第二推杆62调节直线电机线圈的高度，使所述间隙保持在2mm。

以上结合附图详细描述了本发明的形式优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，包括磁悬浮悬浮架构架(20)和与所述磁悬浮悬浮架构架(20)相适配的轨道梁(15)，其特征在于，所述磁悬浮悬浮架构架(20)包括上框架(1)、下框架(2)，且两端由连接杆(3)连接，所述上框架(1)的上表面与所述下框架(2)的下表面沿所述磁悬浮悬浮架构架(20)长度方向各自设置至少一对驱动器(4)且相互对称；

所述上框架(1)的上表面与所述下框架(2)的下表面各自对称设置有至少两组导向模块且相互对称；

所述驱动器(4)沿所述磁悬浮悬浮架构架(20)宽度方向两侧各自设置有第一推杆(61)，且驱动器(4)顶部设置有第二推杆(62)，所述第一推杆(61)与导向模块相适配，所述第二推杆(62)顶部设置有直线电机线圈(5)；

所述磁悬浮悬浮架构架(20)侧面沿其长度方向对应所述导向模块设置有支撑模块。

2.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述导向模块包括导向轮(7)和转向架(10)，所述导向轮(7)设置于所述磁悬浮悬浮架构架(20)上下表面四个角，与所述转向架(10)连接；所述支撑模块包括支撑轮(8)和与所述支撑轮(8)相适配的轮支座(9)，所述支撑轮(8)通过所述轮支座(9)固定垂向设置于所述上框架(1)和下框架(2)沿长度方向侧表面并与所述导向轮(7)适配。

3.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述驱动器(4)设置有用于测量所述导向轮(7)与所述轨道梁(15)内壁之间压力变化的单元，和/或

所述驱动器(4)设置有用于测量所述永磁磁悬浮悬浮架构架(20)侧偏距离的单元。

4.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述第二推杆(62)控制所述直线电机线圈(5)伸缩0.01～200mm，优选地，伸缩范围为0.01～10mm。

5.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述第一推杆(61)控制所述导向轮(7)和所述支撑轮(8)伸缩0.01～500mm，优选地，伸缩范围为0.01～50mm。

6.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述轨道梁(15)为开口向下的半开口结构，所述轨道梁(15)内设置有接触网(16)、感应板(17)和牛腿(18)；

所述接触网(16)设置于所述轨道梁(15)上方，所述感应板(17)位于所述直线电机线圈(5)正上方，所述牛腿(18)设置于所述轨道梁(15)两侧。

7.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述上框架(1)下表面设置有上永磁阵列(12)，所述下框架(2)上表面设置有制动钳(13)；所述牛腿(18)上表面设置有下永磁阵列磁轨(19)，所述牛腿(18)下表面设置有制动闸(14)，所述下永磁阵列磁轨(19)与所述上永磁阵列(12)相适配，配合作用使悬浮架悬浮，所述制动闸(14)与所述制动钳(13)相适配，配合作用实现列车制动。

8.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述直线电机线圈(5)、导向轮(7)和支撑轮(8)的驱动类型能够设置成单一驱动，也能够分别设置成不同类型驱动；

所述驱动类型包括电动驱动、气压驱动或液压驱动中的一种或多种，优选为液压驱动器。

9.根据权利要求1所述的永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架，其中，所述磁悬浮悬浮架构架(20)中间设置有用于承重和安装功能部件的孔。

10.一种永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架的运行方法，该方法在权利要求1-9中任意一项永磁磁浮轨道交通设备的悬浮架中的应用，包括以下步骤：

a、列车在正常行驶发生偏移时，所述导向轮(7)与所述轨道梁(15)侧壁之间的压力会发生变化，在一侧导向轮(7)所受到的压力超过安全范围时，能够通过所述第一推杆(61)调节该侧导向轮(7)伸长一段距离，另一侧导向轮(7)的伸缩量保持不变，直到所述压力在安全范围内，停止调节；

b、列车停车时，通过所述第一推杆(61)控制所述支撑轮(8)水平向外伸展一段距离，然后控制所述导向轮(7)水平向内收缩一段距离，使所述支撑轮(8)代替所述导向轮(7)起支撑作用；

c、列车开车时，通过所述第一推杆(61)控制所述导向轮(7)水平向外伸展一段距离，然后控制所述支撑轮(8)水平向内收缩一段距离，使所述导向轮(7)代替所述支撑轮(8)起支撑作用；

d、列车在载重改变的情况下，所述直线电机线圈(5)与感应板(17)之间的间隙发生变化，能够通过所述第二推杆(62)控制所述直线电机线圈(5)上下升缩的距离，使所述间隙保持一定。

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