CN113315321A - 一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及在线敷设车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及在线敷设车：利用在线敷设车来运输铁芯和/或弯制绕组，在线敷设车沿磁悬浮轨道行进过程中，同步进行铁芯安装、绕组弯制及绕组敷设作业。避免了弯制呈蛇形后的绕组难以搬运的问题，使得绕组能够顺利地嵌入定子的绕组槽内。大幅度提高了定子敷设效率、降低了建设成本，适应快速建设磁悬浮轨道的需要。

Description

一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及在线敷设车

技术领域

本发明涉及直线电机领域，特别涉及一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及在线敷设车。

背景技术

轨道交通工具从最早的蒸汽到现在的电力，从时速几十公里到现在的几百公里，都需要车轮在轨道上行驶。随着轮轨技术的不断进步，轨道交通速度不断提高，现已达到了时速350公里。如果要再提速无论从安全还是节能方面考虑都不在合适，要追求更高的速度，更好的舒适度，只能采用轮轨技术之外的新技术方案。

磁悬浮列车是利用电磁力使列车悬浮在轨道上，列车与轨道之间形成10毫米间隙，同时利用直线电机的电磁牵引力带动列车贴地高速飞行，时速达到400～600公里，能够填补高铁和航空之间的速度空白。

磁悬浮列车具有速度快、能耗低、噪音小、无污染、安全舒适、维修少的优势，具有很好的发展前景，将是轨道交通领域的发展方向。目前在上海和长沙已有投入商业运营的磁悬浮专线，同时有多条磁悬浮专线正在规划建设之中。

根据磁悬浮列车所采用的电磁铁种类可以分为常导吸引型和超导排斥型两大类，常导吸引型需要在轨道两侧下面全线敷设直线电机定子的铁芯及绕组；超导排斥型需要轨道上面全线敷设直线电机定子的铁芯及绕组。

目前在磁悬浮专线的建设过程中，是在工厂将电缆弯制成蛇形，然后运到施工现场，将铁芯顶升到磁悬浮轨道下固定，再将蛇形的绕组顶升到铁芯的绕组槽内固定。由于弯制成蛇形的绕组难以搬运，而且在搬运过程中，蛇形的绕组形状难以保持，导致难以嵌入定子的绕组槽内，致使建设速度慢、施工效率低、建设成本高，不能适应磁悬浮轨道的建设需要。因此有必要研制一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及装置，以满足磁悬浮轨道高速发展的要求。

经专利检索，与本发明申请有一定关系的专利主要有以下专利：

1、申请号为“CN201010141649.7”、申请日为“2010.02.02”、公开号为“CN101800455A”、公开日为“2010.08.11”、名称为“在磁悬浮轨道的直线电动机的定子内安装绕组分支的方法及其安装装置和模具”、申请人为“马克斯·博格建筑两合公司”的中国发明专利，该发明涉及一种用于在磁悬浮轨道的直线电动机的定子(15)内安装绕组分支(2)的方法，其中定子(15)作为定子分段(15’)设置在磁悬浮轨道的横梁(13)上，每一个绕组分支(2)由一根导电线以多个曲折形绕组的形式成形，该导电线安装在定子(15)的槽(18)中。将曲折形导电线放入模具(1)中，在模具(1)中首先在嵌入位置放入内绕组分支(2)，然后放入中间的绕组分支(2)，最后放入外绕组分支(2)，每一绕组分支(2)在放入模具(1)之前或者之后，裁切成具有冗余长度，使得每一根导线的两端(7)突出绕组分支(2)的曲折形段，接着将模具(1)连同被放入并且成形为曲折形的绕组分支(2)放置在定子(15)上，最后从模具(1)中取出绕组分支(2)嵌入定子(15)的槽(18)中。但该发明是先预制定子单元，然后运到施工现场，从磁悬浮轨道下面采用顶升的方式安装定子单元和定子绕组，与本发明申请的磁悬浮轨道定子在线敷设方法及装置的方式不同。

2、申请号为“202011426602.5”、申请日为“2020.12.09”、公开号为“CN 112536391A”、公开日为“2021.03.23”、名称为“一种线缆弧形弯折成型装置”、申请人为“株洲壹星科技股份有限公司”的中国发明专利，该发明包括底座，底座上有沿水平方向的导轨一，其特征在于：在底座上滑动连接输送组件、挤压组件以及固定连接尾端定位组件，所述输送组件、挤压组件以及尾端定位组件均可沿导轨一水平往复运动；所述挤压组件上设有与导轨一垂直的导轨二，使得挤压组件可沿导轨二垂直往复运动；所述输送组件上具有首端夹紧装置，可对线缆夹紧或松脱，所述挤压组件上具有挤压装置对线缆施加沿导轨二的作用力，尾端定位组件上具有尾端夹紧装置，可对线缆夹紧或松脱。通过输送组件、挤压组件的水平运动结合挤压组件的垂直运动即可对直线线缆完成弧形整型，整个过程全自动化运作。但该发明只涉及线缆弧形弯折成型装置，没有涉及磁悬浮轨道定子在线敷设方法及装置。

3、申请号为“202110165896.9”、申请日为“2021.02.07”、公开号为“CN 112510939A”、公开日为“2021.03.16”、名称为“磁悬浮长定子线圈自动弯制装置及方法”、申请人为“上海市安装工程集团有限公司”的中国发明专利，该发明公开了一种磁悬浮长定子线圈自动弯制装置及方法，包括第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构和控制装置。通过控制装置控制第一运动机构、第二运动机构和第三运动机构的运动关系，实现对电缆弯制成型为磁悬浮长定子线圈的自动化操作，能够提高弯制效率、弯制精度和降低人力成本。但该发明只涉及长定子线圈自动弯制装置，没有涉及磁悬浮轨道定子在线敷设方法及装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及在线敷设车。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法：沿磁悬浮轨道在线敷设定子，大幅度提高了定子敷设效率、降低了建设成本，适应快速建设磁悬浮轨道的需要。

进一步地，定子包括：铁芯和/或绕组，利用在线敷设车来运输铁芯和/或弯制绕组，在线敷设车沿磁悬浮轨道行进过程中，同步进行铁芯安装、绕组弯制及绕组敷设作业。在施工现场将电缆弯制成蛇形的绕组，即时在线安装绕组。避免了蛇形的绕组变形，使得绕组能够顺利地嵌入定子的绕组槽内，同时解决了绕组的搬运难题。

进一步地，在线敷设车在磁悬浮轨道的上面行进，在行进过程中将铁芯和/或弯制后的绕组输送到磁悬浮轨道的上面或下面，进行敷设作业。不需要在磁悬浮轨道下修建施工便道，不会占用土地资源，避免了土地及农林作物补偿问题，提高了施工效率、降低了建设成本。

进一步地，在线敷设车的两侧同时弯制和输送绕组，同步完成磁悬浮轨道两侧绕组的敷设，提高了施工效率。

进一步地，绕组包括多相绕组，在线敷设车在行进过程中，同时进行多相绕组的弯制及敷设作业。同步完成多相绕组的敷设，进一步提高了施工效率。

进一步地，在线敷设车在磁悬浮轨道的下面行进，在行进过程中将铁芯和/或弯制后的绕组顶升到磁悬浮轨道的下面，进行敷设作业。适用于定子设置在下面的磁悬浮轨道。

一种实现上述磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，包括：车架及设置在车架下的车轮，在线敷设车沿磁悬浮轨道行进，在线敷设车上设置有用来弯制绕组的弯制设备。在施工现场将电缆弯制成蛇形的绕组，即时在线安装绕组。避免了蛇形的绕组变形，绕组能够顺利地嵌入定子的绕组槽内；同时解决了绕组的搬运难题。

进一步地，在线敷设车在磁悬浮轨道的上面行进，车架两侧分别设置有弯制设备。同步完成磁悬浮轨道两侧绕组的敷设，提高了施工效率。

进一步地，车架两侧垂向分层设置有多台弯制设备，用来弯制多相绕组。同步完成多相绕组的敷设，进一步提高了施工效率。

进一步地，车架两侧分别设置有输送设备，所述输送设备从车架延伸到磁悬浮轨道的上面或磁悬浮轨道的下面。能够在沿磁悬浮轨道行进的过程中在线弯制绕组，并将弯制后的绕组输送到磁悬浮轨道的上面或下面，进行敷设作业。

进一步地，输送设备设置有用来保持绕组形状和传送绕组的传送卡带，避免弯制后的绕组变形。

进一步地，传送卡带传送绕组时的方向与在线敷设车的行进方向相反，进一步提高了施工效率。

进一步地，输送设备的延伸端还设置有吊挂小车，以保证操作人员的安全，便于操作人员敷设作业。

进一步地，在车架的端部设置有用来将铁芯搬运到安装位置的机械臂。以减轻操作人员的劳动强度，提高施工效率。

进一步地，在线敷设车在磁悬浮轨道的下面行进，在线敷设车上设置有用来升举铁芯、绕组及操作人员的升举设备。在线敷设车在磁悬浮轨道下的施工便道行进。

本发明的有益效果为：利用在线敷设车来运输铁芯和/或弯制绕组，在线敷设车沿磁悬浮轨道行进过程中，同步进行铁芯安装、绕组弯制及绕组敷设作业。避免了弯制呈蛇形的绕组难以搬运的问题，使得绕组能够顺利地嵌入定子的绕组槽内。大幅度提高了定子敷设效率、降低了建设成本，适应快速建设磁悬浮轨道的需要。

附图说明

图1为磁悬浮列车示意图，

图2为实施例1正视示意图，

图3为实施例1侧视示意图，

图4为实施例1俯视示意图，

图5为吊挂小车示意图，

图6为实施例2正视示意图，

图7为实施例3正视示意图，

图8为实施例4正视示意图，

图9为实施例5正视示意图，

图10为实施例5侧视示意图，

图11为实施例5俯视示意图，

图12为实施例6正视示意图，

图13为实施例7正视示意图，

图14为实施例8正视示意图，

图15为实施例9正视示意图，

图16为实施例9侧视示意图，

图中：1—磁悬浮轨道；

2—定子、21—铁芯、22—绕组；

3—在线敷设车、31—车架、32—车轮、33—机械臂、34—弯制设备、35—输送设备、36—传送卡带、37—吊挂小车、38—动力装置；

4—电缆、V1—在线敷设车行进方向、V2—传送卡带传送方向。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1所示：磁悬浮列车是利用电磁力使列车悬浮在轨道上，列车与轨道之间形成10毫米间隙，同时利用直线电机的电磁牵引力带动列车贴地高速飞行。因此在磁悬浮轨道1的上面或下面全线设置有用来产生电磁力的磁力绕组，以及用来产生电磁牵引力定子2。定子2包括铁芯21和绕组22，铁芯21沿磁悬浮轨道1全线间隔铺设，铁芯21上设置有用来嵌入绕组22的线圈槽。绕组22包用来产生电磁力的磁力绕组和产生牵引力的牵引绕组。绕组22采用电缆压制成蛇形，然后嵌入到沿磁悬浮轨道1全线间隔铺设的铁芯21上的线圈槽内。

目前是在工厂将电缆弯制成蛇形的绕组，然后将绕组捆绑成卷，再运到施工现场，最后绕组解绑，再顶升到磁悬浮轨道下铁芯的绕组槽内固定。由于弯制成蛇形的绕组难以搬运，而且在搬运过程中，蛇形的绕组形状难以保持，导致难以嵌入定子的绕组槽内，致使建设速度慢、施工效率低、建设成本高，不能适应磁悬浮轨道的建设需要。因此有必要研制一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法及装置，以满足磁悬浮轨道高速发展的要求。

本发明实施例1如图2至5所示：在线敷设车3包括：车架31及设置在车架31下的车轮32，车轮32沿磁悬浮轨道1上面的支撑轨道上行进。在车架31的两侧设置有弯制设备34和输送设备35，弯制设备34能够在线将电缆压制成蛇形的绕组22。输送设备35一端与弯制设备34对接，另一端从磁悬浮轨道1两侧向下延伸到磁悬浮轨道1下面，与吊挂小车37对接，输送设备35上设置有传送卡带36。在车架31的端部设置有用来将铁芯21搬运到安装位置的机械臂33。在车架31上设置有动力装置38，动力装置38采用燃油机、电机或电池组，为在线敷设车3的行走、弯制设备34、输送设备35及机械臂33提供动力。在车架31上还存放有当天要敷设的铁芯21及电缆4，以满足当天的敷设需要，提高敷设效率。

在线敷设车3行进过程中，机械臂33抓取铁芯21，送到悬挂在磁悬浮轨道1下的吊挂小车37处，操作人员在吊挂小车37上将铁芯21固定安装在磁悬浮轨道1两侧的下面。

同时将成卷的电缆开卷，导入弯制设备34中，弯制设备34将电缆压制成蛇形，呈蛇形的绕组22被导入到输送设备35一端，设置在输送设备35上的传送卡带36卡住绕组22，传送卡带36将绕组22传送到悬挂在磁悬浮轨道1下的吊挂小车37处，操作人员将绕组22嵌入铁芯21上的线圈槽内固定。这种在线敷设定子2的方式，大幅度提高了敷设效率、降低了建设成本，能够快速建设磁悬浮轨道1。

在本实施例中，定子2敷设在磁悬浮轨道1的下面，适用于常导磁悬浮轨道安装。同时传送卡带传送方向V2与在线敷设车行进方向V1相同，也就是在线敷设车3边前进边敷设定子2。这种敷设方式便于在线敷设车3上的操作人员观察安装情况，操作人员能够根据安装情况控制在线敷设车3的行进速度，及时操控机械臂33抓取并传送铁芯21，同时控制弯制设备34的弯制速度。但这种敷设方式需要沿传送卡带传送方向V2折回绕组22，才能将绕组22嵌入铁芯21上的线圈槽内。

本发明实施例2如图6所示，与实施例1不同的是：传送卡带传送方向V2与在线敷设车行进方向V1相反，也就是在线敷设车3边后退边敷设定子2。这种敷设方式不需要沿传送卡带传送方向V2折回绕组22，绕组22能够顺利地嵌入到铁芯21上的线圈槽内。

本发明实施例3如图7所示，与实施例1不同的是：在线敷设车3的两侧沿垂向分层设置的3套弯制设备34，用来压制三根绕组22，一次即可完成定子的三相的绕组22敷设作业，大幅度提高了工作效率。

本发明实施例4如图8所示，与实施例3不同的是：传送卡带传送方向V2与在线敷设车行进方向V1相反，也就是在线敷设车3边后退边敷设定子2。这种敷设方式绕组22能够顺利地嵌入到铁芯21上的线圈槽内。

本发明实施例5如图9至11所示，与实施例1不同的是：定子2是敷设在磁悬浮轨道1的上面，这种敷设方式适用于敷设超导磁悬浮轨道安装。同时传送卡带传送方向V2与在线敷设车行进方向V1相同，也就是在线敷设车3边前进边敷设定子2。这种敷设方式便于在线敷设车3上的操作人员观察安装情况，操作人员能够根据安装情况控制在线敷设车3的行进速度，及时操控机械臂33抓取并传送铁芯21，同时控制弯制设备34的弯制速度。但这种敷设方式需要沿传送卡带传送方向V2折回绕组22，才能将绕组22嵌入铁芯21上的线圈槽内。

本发明实施例6如图12所示，与实施例5不同的是：传送卡带传送方向V2与在线敷设车行进方向V1相反，也就是在线敷设车3边后退边敷设定子2。这种敷设方式不需要沿传送卡带传送方向V2折回绕组22，绕组22能够顺利地嵌入到铁芯21上的线圈槽内。

本发明实施例7如图13所示，与实施例5不同的是：在线敷设车3的两侧沿垂向分层设置的3套弯制设备34，用来压制三根绕组22，一次即可完成定子的三相的绕组22敷设作业，大幅度提高了工作效率。

本发明实施例8如图14所示，与实施例7不同的是：传送卡带传送方向V2与在线敷设车行进方向V1相反，也就是在线敷设车3边后退边敷设定子2。这种敷设方式绕组22能够顺利地嵌入到铁芯21上的线圈槽内。

本发明实施例9如图15至16所示：在线敷设车3在磁悬浮轨道1下面的便道上行进，在线敷设车3上设置有用来升举铁芯、绕组及操作人员的升举设备。这种敷设方式灵活方便，适用于磁悬浮轨道1的局部敷设定子2，或进行磁悬浮轨道1的检测检修作业。

综上所述，本发明的有益效果为：利用在线敷设车来运输铁芯和/或弯制绕组，在线敷设车沿磁悬浮轨道行进过程中，同步进行铁芯安装、绕组弯制及绕组敷设作业。避免了弯制呈蛇形的绕组难以搬运的问题，使得绕组能够顺利地嵌入定子的绕组槽内。大幅度提高了定子敷设效率、降低了建设成本，适应快速建设磁悬浮轨道的需要。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (15)

1.一种磁悬浮轨道定子在线敷设方法，其特征在于：沿磁悬浮轨道在线敷设定子。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轨道定子在线敷设方法，其特征在于：定子包括：铁芯和/或绕组，利用在线敷设车来运输铁芯和/或弯制绕组，在线敷设车沿磁悬浮轨道行进过程中，同步进行铁芯安装、绕组弯制及绕组敷设作业。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮轨道定子在线敷设方法，其特征在于：在线敷设车在磁悬浮轨道的上面行进，在行进过程中将铁芯和/或弯制后的绕组输送到磁悬浮轨道的上面或下面，进行敷设作业。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮轨道定子在线敷设方法，其特征在于：在线敷设车的两侧同时弯制和输送绕组。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮轨道定子在线敷设方法，其特征在于：绕组包括多相绕组，在线敷设车在行进过程中，同时进行多相绕组的弯制及敷设作业。

6.根据权利要求2所述的磁悬浮轨道定子在线敷设方法，其特征在于：在线敷设车在磁悬浮轨道的下面行进，在行进过程中将铁芯和/或弯制后的绕组顶升到磁悬浮轨道的下面，进行敷设作业。

7.一种实现权利要求1至6任意一项所述磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，包括：车架（31）及设置在车架（31）下的车轮（32），在线敷设车（3）沿磁悬浮轨道（1）行进，其特征在于：在线敷设车（3）上设置有用来弯制绕组（22）的弯制设备（34）。

8.根据权利要求7所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：在线敷设车（3）在磁悬浮轨道（1）的上面行进，车架（31）两侧分别设置有弯制设备（34）。

9.根据权利要求8所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：车架（31）两侧垂向分层设置有多台弯制设备（34），用来弯制多相绕组（22）。

10.根据权利要求9所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：车架（31）两侧分别设置有输送设备（35），所述输送设备（35）从车架（34）延伸到磁悬浮轨道（1）的上面或磁悬浮轨道（1）的下面。

11.根据权利要求10所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：输送设备（35）设置有用来保持绕组（22）形状和传送绕组（22）的传送卡带（36）。

12.根据权利要求11所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：传送卡带（36）传送绕组（22）时的方向与在线敷设车（3）的行进方向相反。

13.根据权利要求12所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：输送设备（35）的延伸端还设置有吊挂小车（37）。

14.根据权利要求7至13任意一项所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：在车架（31）的端部设置有用来将铁芯（21）搬运到安装位置的机械臂（33）。

15.根据权利要求7所述的实现磁悬浮轨道定子在线敷设方法的在线敷设车，其特征在于：在线敷设车（3）在磁悬浮轨道（1）的下面行进，在线敷设车（3）上设置有用来升举铁芯、绕组及操作人员的升举设备。

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