CN113400949A - 应急滑靴装置及具有其的电动磁悬浮悬浮架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应急滑靴装置及具有其的电动磁悬浮悬浮架，该应急滑靴装置包括：滑靴本体；第一支撑组件和第二支撑组件，第一支撑组件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，第一支撑组件的另一端可转动地设置在滑靴本体上；第二支撑组件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，第二支撑组件的另一端可转动地设置在滑靴本体上，第一支撑组件和第二支撑组件呈夹角设置以构成V型结构，第一支撑组件和第二支撑组件用于将滑靴本体所受到的轨道的支撑力和摩擦力传递至悬浮架。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中应急支撑轮在制动时强度差且具有导向作用所导致的悬浮架的状态更加不稳定的技术问题。

Description

应急滑靴装置及具有其的电动磁悬浮悬浮架

技术领域

本发明涉及超导磁悬浮交通系统技术领域，尤其涉及一种应急滑靴装置及具有其的电动磁悬浮悬浮架。

背景技术

为了进一步提升列车运行速度，继轮轨列车之后，人们发明了磁悬浮列车，目前世界上有两种磁悬浮制式适用于商业运营，一种是以上海示范线为代表的电磁悬浮制式(EMS,Electro-magnetic Suspension)，一种是以日本山梨线为代表的电动悬浮制式(EDS,Electro-dynamics Suspension)。

与高铁列车相同的是，EDS制式列车的组成也主要包括车体和走行部两大部分，车体为旅客的乘坐空间，走行部位于车体的下方支撑着车体。

磁悬浮列车的走行部称为悬浮架，悬浮架上安装有超导磁体，所谓超导磁体是将超导材料制成的若干线圈置于磁体内的低温环境之中(业内称之为“杜瓦”)使其达到超导状态，然后在线圈中通入强大的电流从而形成极强的磁场。

超导磁体的强磁场与轨道上安装的直线电机的初级绕组分别构成直线电机的转子和定子，从而形成列车的牵引力和制动力。

除此之外，列车运动时超导磁体形成的强磁场与轨道上安装的电气线圈产生相互的电磁力作用，随着列车的运动速度的增加，这种电磁力作用越强，当达到一定速度时，就能为列车提供足够的悬浮力、导向力。悬浮架上还安装有支撑轮和导向轮，当列车运行速度较低时，依靠支撑轮和导向轮与轨道的机械作用提供支撑力和导向力。

可见，超导磁体是悬浮架上极其重要的部件，一旦失效，该悬浮架立即失去悬浮力和导向力，高速运行的悬浮架和车体就有可能与轨道发生碰触而产生极大的危险。

为了解决此问题人们将每个超导磁体内的若干超导线圈分别置于多个杜瓦装置之内，这样一来当一个线圈发生失超时，只是同一个杜瓦之内的另一个线圈发生失超，封装于另一个杜瓦内的两个线圈不受影响，仍可正常工作。图15(a)至图16(c)所示的每个超磁体内设置有四个超导线圈，两两一组封装在两个杜瓦之内。

即便如此，当一个悬浮架上的两个线圈失超时，相当于该悬浮架失去1/4的悬浮力和导向力，并且悬浮架受力不再平衡，极易导致走行部与轨道发生碰触，必须设计应急安全装置来避免悬浮架及车体与轨道发生碰触。

为了解决此问题，日本山梨线高速磁悬浮列车使用的悬浮架采用应急支撑轮作为超导磁体失超时的安全装置，如图17(a)至图17(c)所示。

当磁体发生失超时，悬浮架及超导磁体在重力作用下向下运动，应急支撑轮将与轨道发生接触，提供垂向的支撑作用。

然而，现有技术中的此种应急支撑轮有如下两个缺点。

第一，由于悬浮架处于不平衡状态，不仅发生绕Z轴的俯仰运动，同时还会发生绕Y轴的偏航运动，支撑轮的旋转方向与前进方向不匹配，这样会导致两个问题：一则轮子很难正常旋转起来，轮子磨损很快，二则旋转起来的轮子具有导向作用，这个导向作用与导向轮提供的导向作用相互“别劲儿”，会导致悬浮架的状态更加不稳定。

第二，为了使得轮子触地后能够快速旋转起来，需要降低其转动惯量，轮径不能设计的太大，而太小的轮子承受垂向载荷能力有限，且轮子直径变小带来其离心加速度会增大，影响其强度的问题。

所以，应急支撑轮可能适合于较低速度(不大于600km/h)的磁悬浮列车，对于高速磁悬浮列车其可用性是值得商榷的。

发明内容

本发明提供了一种应急滑靴装置及具有其的电动磁悬浮悬浮架，能够解决现有技术中应急支撑轮在制动时强度差且具有导向作用所导致的悬浮架的状态更加不稳定的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种应急滑靴装置，应急滑靴装置包括：滑靴本体；第一支撑组件和第二支撑组件，第一支撑组件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，第一支撑组件的另一端可转动地设置在滑靴本体上；第二支撑组件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，第二支撑组件的另一端可转动地设置在滑靴本体上，第一支撑组件和第二支撑组件呈夹角设置以构成V型结构，第一支撑组件和第二支撑组件用于将滑靴本体所受到的轨道的支撑力和摩擦力传递至悬浮架。

进一步地，第一支撑组件和/或第二支撑组件为可伸缩结构，第一支撑组件和/或第二支撑组件用于驱动滑靴本体与轨道相接触以产生用于列车制动作用的摩擦力。

进一步地，第一支撑组件包括多个平行设置的第一支撑杆件，任一第一支撑杆件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，任一第一支撑杆件的另一端可转动地设置在滑靴本体上；和/或第二支撑组件包括多个平行设置的第二支撑杆件，任一第二支撑杆件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，任一第二支撑杆件的另一端可转动地设置在滑靴本体上。

进一步地，第一支撑组件与垂线之间的夹角小于45°，第二支撑组件与水平面之间的夹角小于45°；和/或第一支撑组件与水平面之间的夹角小于45°，第二支撑组件与垂线之间的夹角小于45°。

进一步地，应急滑靴装置还包括弹性元件，弹性元件设置在第一支撑组件与悬浮架的构架的连接位置、第一支撑组件与滑靴本体的连接位置、第二支撑组件与悬浮架的构架的连接位置以及第二支撑组件与滑靴本体的连接位置。

进一步地，第一支撑组件和第二支撑组件均为不可伸缩结构，第一支撑组件包括平行设置的第一支撑杆和第二支撑杆，第二支撑组件包括平行设置的第三支撑杆和第四支撑杆，第一支撑杆与第三支撑杆呈夹角设置以构成第一V型结构，第一支撑杆的一端与第三支撑杆的一端均可转动地间隔设置在构架上，第一支撑杆的另一端与第三支撑杆的另一端均可转动地设置在滑靴本体的同一位置；第二支撑杆与第四支撑杆呈夹角设置以构成第二V型结构，第二支撑杆的一端与第四支撑杆的一端均可转动地间隔设置在悬浮架的构架上，第二支撑杆的另一端与第四支撑杆的另一端均可转动地设置在滑靴本体的同一位置。

进一步地，第一支撑组件为可伸缩结构，第二支撑组件为不可伸缩结构，第二支撑组件包括平行设置的第五支撑杆、第六支撑杆、第七支撑杆和第八支撑杆，第五支撑杆的一端和第六支撑杆的一端可转动地间隔设置在构架的一侧，第五支撑杆的另一端和第六支撑杆的另一端可转动地间隔设置在滑靴本体的一侧；第七支撑杆的一端和第八支撑杆的一端可转动地间隔设置在构架的另一侧，第七支撑杆的另一端和第八支撑杆的另一端可转动地间隔设置在滑靴本体的另一侧；第一支撑组件的一端可转动地设置在构架上，第一支撑组件的另一端可转动地设置在滑靴本体上。

进一步地，滑靴本体包括滑靴面安装座和滑靴面，滑靴面可拆卸地设置在滑靴面安装座上，第一支撑组件和第二支撑组件均与滑靴面安装座可转动连接。

进一步地，滑靴面具有摩擦面、第一过渡面和第二过渡面，摩擦面分别与第一过渡面和第二过渡面连接，摩擦面用于与轨道相接触，第一过渡面和第二过渡面均与摩擦面呈夹角设置，第一过渡面和第二过渡面用于防止滑靴本体与轨道上的接缝发生磕碰。

根据本发明的另一方面，提供了一种电动磁悬浮悬浮架，电动磁悬浮悬浮架包括构架、第一超导磁体、第二超导磁体、一系簧组件、二系簧组件、支撑轮组件、导向轮组件和应急滑靴装置，应急滑靴装置为如上所述的应急滑靴装置，第一超导磁体通过一系簧组件设置在构架的一侧，第二超导磁体通过一系簧组件设置在构架的另一侧，二系簧组件设置在构架上，二系簧组件用于实现构架与车体之间的连接，支撑轮组件和导向轮组件均设置在构架上；其中，当列车高速运行时，应急滑靴装置的滑靴下平面距离轨道面的高度小于支撑轮组件距离轨道面的高度。

应用本发明的技术方案，提供了一种应急滑靴装置，该应急滑靴装置通过设置第一支撑组件和第二支撑组件，当悬浮架部分线圈失超时，通过V型结构设置的第一支撑组件和第二支撑组件即可将滑靴本体受到的轨道的支撑力和摩擦力传递至悬浮架，此种方式与现有技术中的应急支撑轮不同，本发明所提供的应急滑靴装置与轨道接触时，不需要转动起来，没有转动惯量、离心加速度等方面的设计限制；再者，本发明的滑靴本体与轨道接触后，滑靴本体在各个方向上的摩擦阻力是相同的，不像应急支撑轮那样沿着滚动方向的前进阻力最小，所以滑靴本体与轨道的接触没有导向作用，不会与提供导向作用的装置之间相互“别劲儿”，从而有利于保持悬浮架的运行状态的稳定性。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的第一实施例提供的应急滑靴装置的主视图；

图2示出了图1中提供的应急滑靴装置的俯视图；

图3(a)至图3(c)示出了根据本发明的第一实施例提供的应急滑靴装置的滑靴本体的三视图；

图4示出了根据本发明的第二实施例提供的应急滑靴装置的主视图；

图5示出了图4中提供的应急滑靴装置的俯视图；

图6(a)至图6(c)示出了根据本发明的第二实施例提供的应急滑靴装置的滑靴本体的三视图；

图7(a)至图7(c)示出了根据本发明的具体实施例提供的具有应急支撑滑靴装置的电动磁悬浮悬浮架的三视图；

图8(a)至图8(c)示出了根据本发明的具体实施例提供的隐藏了超导磁体的具有应急支撑滑靴装置的电动磁悬浮悬浮架的三视图；

图9示出了根据本发明的具体实施例提供的构架的侧视图；

图10示出了图9中提供的构架的俯视图；

图11(a)至11(c)示出了根据本发明的具体实施例提供的支撑轮装置的三视图；

图12(a)至12(c)示出了根据本发明的具体实施例提供的导向轮装置的三视图；

图13示出了支撑轮装置、导向轮装置、应急支撑滑靴装置在构架侧梁上的布置示意图；

图14(a)至14(c)示出了根据本发明的具体实施例提供的超导磁体的三视图；

图15(a)至15(c)示出了现有技术中提供的EDS制式磁悬浮列车走行部上的超导磁体及其受到的电磁力的三视图；

图16(a)至16(c)示出了现有技术中提供的超导磁体的三视图；

图17(a)至17(c)示出了现有技术中提供的隐藏超导磁体后的日本山梨线高速磁浮走行部的三视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、滑靴本体；11、滑靴面安装座；12、滑靴面；13、滑靴面安装螺栓；121、摩擦面；122、第一过渡面；123、第二过渡面；20、第一支撑组件；21a、第一支撑杆；22a、第二支撑杆；30、第二支撑组件；31a、第三支撑杆；32a、第四支撑杆；31b、第五支撑杆；32b、第六支撑杆；33b、第七支撑杆；34b、第八支撑杆；40、弹性元件；51a、第一安装转轴；52a、第二安装转轴；53a、第三安装转轴；51b、第四安装转轴；52b、第五安装转轴；53b、第六安装转轴；54b、第七安装转轴；55b、第八安装转轴；56b、第九安装转轴；100、应急滑靴装置；200、构架；211、第一侧梁；212、第二侧梁；210a、第一支撑轮安装接口；210b、第二支撑轮安装接口；210c、第一导向轮安装接口；210d、第二导向轮安装接口；210e、第一应急滑靴装置安装接口；210f、第二应急滑靴装置安装接口；210g、一系簧安装接口；210h、二系簧安装接口；221、第一中梁；222、第二中梁；231、第一端梁；232、第二端梁；300、第一超导磁体；310、第一杜瓦装置；320、第一超导线圈；400、第二超导磁体；410、第二杜瓦装置；420、第二超导线圈；500、一系簧组件；600、二系簧组件；700、支撑轮组件；710、支撑轮转臂；720、支撑轮；730、支撑轮伸缩机构；800、导向轮组件；810、导向轮转臂；820、导向轮；830、导向轮伸缩机构；900、撑杆。

具体实施方式

如图1至图6(c)所示，根据本发明的具体实施例提供了一种应急滑靴装置，该应急滑靴装置包括滑靴本体10、第一支撑组件20和第二支撑组件30，第一支撑组件20的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，第一支撑组件20的另一端可转动地设置在滑靴本体10上；第二支撑组件30的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，第二支撑组件30的另一端可转动地设置在滑靴本体10上，第一支撑组件20和第二支撑组件30呈夹角设置以构成V型结构，第一支撑组件20和第二支撑组件30用于将滑靴本体10所受到的轨道的支撑力和摩擦力传递至悬浮架。

应用此种配置方式，提供了一种应急滑靴装置，该应急滑靴装置通过设置第一支撑组件和第二支撑组件，当悬浮架部分线圈失超时，通过V型结构设置的第一支撑组件和第二支撑组件即可将滑靴本体受到的轨道的支撑力和摩擦力传递至悬浮架，此种方式与现有技术中的应急支撑轮不同，本发明所提供的应急滑靴装置与轨道接触时，不需要转动起来，没有转动惯量、离心加速度等方面的设计限制；再者，本发明的滑靴本体与轨道接触后，滑靴本体在各个方向上的摩擦阻力是相同的，不像应急支撑轮那样沿着滚动方向的前进阻力最小，所以滑靴本体与轨道的接触没有导向作用，不会与提供导向作用的装置之间相互“别劲儿”，从而有利于保持悬浮架的运行状态的稳定性。

进一步地，在本发明中，为了为列车提供紧急制动功能，可将第一支撑组件20和/或第二支撑组件30配置为可伸缩结构，第一支撑组件20和/或第二支撑组件30用于驱动滑靴本体10与轨道相接触以产生用于列车制动作用的摩擦力。

在此种配置方式下，通过将第一支撑组件20和/或第二支撑组件30配置为可伸缩结构，在紧急情况下，通过可伸缩结构可主动下放滑靴本体，从而为列车提供一种紧急制动的功能。具体地，可将第一支撑组件20和/或第二支撑组件30设计为可以伸缩的动作机构，如油缸或气缸，从而应急滑靴装置除了具有紧急情况下的安全触轨功能之外，还具有制动功能。此外，也可将第一支撑组件20和/或第二支撑组件30的课伸缩动作机构的伸缩量设计若干等级，从而使得应急滑靴装置具备不同等级的制动能力。

进一步地，在本发明中，为了提高应急滑靴装置制动的稳定性，可将第一支撑组件20配置为包括多个平行设置的第一支撑杆件，任一第一支撑杆件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，任一第一支撑杆件的另一端可转动地设置在滑靴本体10上；和/或第二支撑组件30包括多个平行设置的第二支撑杆件，任一第二支撑杆件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，任一第二支撑杆件的另一端可转动地设置在滑靴本体10上。

在此种配置方式下，第一支撑组件和第二支撑组件的上端连接于悬浮架的构架上，第一支撑组件和第二支撑组件的下端连接于滑靴本体上，第一支撑组件和第二支撑组件的下端可根据具体制动情况选择连接在一起或不连接在一起，当需要制动稳定性较高时，可将第一支撑组件和/或第二支撑组件配置为包括多根支撑杆件，当制动稳定性要求不高且需要减轻滑靴装置的重量时，可将第一支撑组件和第二支撑组件配置为包括一根支撑杆件。

进一步地，在本发明中，为了能够使得应急滑靴装置既能够承受垂向载荷，也能够承受水平摩擦载荷，可将第一支撑组件20与垂线之间的夹角配置为小于45°，第二支撑组件30与水平面之间的夹角小于45°。此种设计使得第一支撑组件主要承受垂向载荷，而第二支撑组件主要承受水平摩擦载荷。作为本发明的其他实施例，也可将第一支撑组件20与水平面之间的夹角配置为小于45°，第二支撑组件30与垂线之间的夹角小于45°，此种设计使得第一支撑组件主要承受水平摩擦载荷，第二支撑组件主要承受垂向载荷。

此外，在本发明中，为了能够缓冲滑靴装置触轨时的冲击力，可将应急滑靴装置配置为还包括弹性元件40，弹性元件40设置在第一支撑组件20与悬浮架的构架的连接位置、第一支撑组件20与滑靴本体10的连接位置、第二支撑组件30与悬浮架的构架的连接位置以及第二支撑组件30与滑靴本体10的连接位置。

在此种配置方式下，通过在第一支撑组件20与悬浮架的构架的连接位置、第一支撑组件20与滑靴本体10的连接位置、第二支撑组件30与悬浮架的构架的连接位置以及第二支撑组件30与滑靴本体10的连接位置处均设置弹性元件，例如橡胶节点等，此种设计有利于缓冲滑靴装置触轨时的冲击力，提供应急滑靴装置的使用安全性。

进一步地，在本发明中，为了提高滑靴本体的使用便利性，可将滑靴本体10配置为包括滑靴面安装座11和滑靴面12，滑靴面12可拆卸地设置在滑靴面安装座11上，第一支撑组件20和第二支撑组件30均与滑靴面安装座11可转动连接。

应用此种配置方式，通过将滑靴本体设计为可拆卸的分体式结构，滑靴面12可拆卸地设置在滑靴面安装座11上，此种方式能够方便更换发生磨损的滑靴面，而不用更滑整个滑靴本体，进而提高滑靴本体的使用便利性，降低成本。作为本发明的一个具体实施例，滑靴面12可通过滑靴面安装螺栓13或铆接等可拆卸方式固定安装在滑靴面安装座11上。

进一步地，在本发明中，为了防止滑靴本体与轨道上的接缝处发生磕碰，可将滑靴面12配置为具有摩擦面121、第一过渡面122和第二过渡面123，摩擦面121分别与第一过渡面122和第二过渡面123连接，摩擦面121用于与轨道相接触，第一过渡面122和第二过渡面123均与摩擦面121呈夹角设置，第一过渡面122和第二过渡面123用于防止滑靴本体10与轨道上的接缝发生磕碰。

应用此种配置方式，滑靴本体具有与轨道接触的摩擦面，摩擦面的前后(沿着滑动摩擦的前后方向，如图3(a)中的X方向)设置第一过渡面和第二过渡面，其中，第一过渡面和第二过渡面可设置为斜面和/或圆弧面，此种方式能够有效防止滑靴本体与轨道上的接缝处发生磕碰。第一支撑组件和第二支撑组件将滑靴本体与悬浮架相联系，进而将滑靴本体所受到轨道的支撑力和摩擦力传递到悬浮架上。

此外，在本发明中，将第一支撑组件20与悬浮架的构架、第一支撑组件20与滑靴本体10、第二支撑组件30与悬浮架的构架以及第二支撑组件30与滑靴本体10的连接方式均设计为转轴连接或球关节连接，此种设计方式既有利于提高第一支撑组件和第二支撑组件的强度，同时使得滑靴本体的滑靴面能够与轨道平面保持面接触。

进一步地，作为本发明的第一实施例，如图1和图2所示，第一支撑组件20和第二支撑组件30均为不可伸缩结构，第一支撑组件20包括平行设置的第一支撑杆21a和第二支撑杆22a，第二支撑组件30包括平行设置的第三支撑杆31a和第四支撑杆32a，第一支撑杆21a与第三支撑杆31a呈夹角设置以构成第一V型结构，第一支撑杆21a的一端与第三支撑杆31a的一端均可转动地间隔设置在构架上，第一支撑杆21a的另一端与第三支撑杆31a的另一端均可转动地设置在滑靴本体10的同一位置；第二支撑杆22a与第四支撑杆32a呈夹角设置以构成第二V型结构，第二支撑杆22a的一端与第四支撑杆32a的一端均可转动地间隔设置在悬浮架的构架上，第二支撑杆22a的另一端与第四支撑杆32a的另一端均可转动地设置在滑靴本体10的同一位置。

在此种配置方式下，第一支撑杆与第三支撑杆呈夹角设置以构成第一V型结构，第二支撑杆与第四支撑杆呈夹角设置以构成第二V型结构，第一V型结构与第二V型结构平行设置，在磁悬浮列车高速运行时，若部分超导线圈失超，悬浮架失去悬浮力，在自重及车体重量的悬浮架下沉，此时滑靴本体与轨道发生接触，通过第一V型结构和第二V型结构为悬浮架提供应急支撑作用，在此期间，对列车进行制动。

作为本发明的第二实施例，如图4和图5所示，第一支撑组件20为可伸缩结构，第二支撑组件30为不可伸缩结构，第二支撑组件30包括平行设置的第五支撑杆31b、第六支撑杆32b、第七支撑杆33b和第八支撑杆34b，第五支撑杆31b的一端和第六支撑杆32b的一端可转动地间隔设置在构架的一侧，第五支撑杆31b的另一端和第六支撑杆32b的另一端可转动地间隔设置在滑靴本体10的一侧；第七支撑杆33b的一端和第八支撑杆34b的一端可转动地间隔设置在构架的另一侧，第七支撑杆33b的另一端和第八支撑杆34b的另一端可转动地间隔设置在滑靴本体10的另一侧；第一支撑组件20的一端可转动地设置在构架上，第一支撑组件20的另一端可转动地设置在滑靴本体10上。

在此种配置方式下，第五支撑杆、构架、第六支撑杆和滑靴本体构成第一平行四边形，第七支撑杆、构架、第八支撑杆和滑靴本体构成第二平行四边形，当列车遇到紧急情况时，在第一支撑组件的驱动下，第五支撑杆、第六支撑杆、第七支撑杆和第八支撑杆共同带动滑靴本体平行于构架运动，将悬浮架连同其承担的车体支撑起来，利用滑靴本体与轨道的摩擦力作为列车的制动阻力。

根据本发明的另一方面，提供了一种电动磁悬浮悬浮架，该电动磁悬浮悬浮架包括构架200、第一超导磁体300、第二超导磁体400、一系簧组件500、二系簧组件600、支撑轮组件700、导向轮组件800和应急滑靴装置100，应急滑靴装置100为如上所述的应急滑靴装置100，第一超导磁体300通过一系簧组件500设置在构架200的一侧，第二超导磁体400通过一系簧组件500设置在构架200的另一侧，二系簧组件600设置在构架200上，二系簧组件600用于实现构架200与车体之间的连接，支撑轮组件700和导向轮组件800均设置在构架200上；其中，当列车高速运行时，应急滑靴装置100的滑靴下平面距离轨道面的高度小于支撑轮组件700距离轨道面的高度。

在此种配置方式下，由于本发明所提供的应急滑靴装置与轨道接触时，不需要转动起来，没有转动惯量、离心加速度等方面的设计限制；再者，本发明的滑靴本体与轨道接触后，滑靴本体在各个方向上的摩擦阻力是相同的，不像应急支撑轮那样沿着滚动方向的前进阻力最小，所以滑靴本体与轨道的接触没有导向作用，不会与提供导向作用的装置之间相互“别劲儿”，从而有利于保持悬浮架的运行状态的稳定性。因此，将本发明所提供的应急滑靴装置应用到电动磁悬浮悬浮架中，能够极大地提高悬浮架的安全性能。

进一步地，在本发明中，为了进一步地提高悬浮架的安全性能，可将电动磁悬浮悬浮架配置为包括四个应急滑靴装置，第一应急滑靴装置和第二应急滑靴装置设置在构架的一侧且相对于悬浮架的横向中心线对称设置，第三应急滑靴装置和第四应急滑靴装置设置在构架的另一侧且相对于悬浮架的横向中心线对称设置，第一应急滑靴装置和第三应急滑靴装置相对于悬浮架的纵向中心线对称设置，第二应急滑靴装置和第四应急滑靴装置相对于悬浮架的纵向中心线对称设置。

在本发明中，构架200是悬浮架的主体结构，悬浮架上的其他装置都直接或间接安装在构架200上。悬浮架的左右路两侧上各设置一个超导磁体，第一超导磁体300和第二超导磁体400之间通过若干撑杆900相互联系为一个整体。第一超导磁体300通过一系簧组件500设置在构架200的一侧，第二超导磁体400通过一系簧组件500设置在构架200的另一侧，当列车高速运行时，第一超导磁体300和第二超导磁体400受到的悬浮力和导向力传递到构架200上，而当列车速度低于一定值时，构架200则为超导磁体提供支撑作用。

二系簧组件600为设置于悬浮架与车体之间的悬挂单元，悬浮架通过二系簧组件600支撑着车体及其内乘客的重量。支撑轮组件700包括四个支撑轮，四个支撑轮分别设置在悬浮架的前后端部的左右两侧，导向轮组件800包括四个导向轮，四个导向轮分别设置在悬浮架的前后端部的左右两侧，在低速运行时，由支撑轮和导向轮来提供支撑力和导向力。

当滑靴装置的第一支撑组件或第二支撑组件为伸缩结构时，在列车高速运行时，支撑轮和应急滑靴装置的伸缩结构均处于收缩状态，应急滑靴装置的滑靴下平面距离轨道距离较之支撑轮更近。当列车出现紧急情况时，可由应急滑靴装置首先对列车进行紧急制动，当列车速度减低到一定程度则可以将支撑轮和导向轮伸出，以支撑轮和导向轮为列车的运行提供支撑力和导向力，从而保障高速磁悬浮列车运行安全。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图14(c)对本发明所提供的应急滑靴装置及电动磁悬浮悬浮架进行详细说明。

第一实施例：如图1至图3(c)所示，根据本发明的第一实施例提供了一种应急滑靴装置，该应急滑靴装置包括滑靴本体10、第一支撑组件20和第二支撑组件30，第一支撑组件20和第二支撑组件30均为不可伸缩结构，第一支撑组件20包括平行设置的第一支撑杆21a和第二支撑杆22a，第二支撑组件30包括平行设置的第三支撑杆31a和第四支撑杆32a，第一支撑杆21a与第三支撑杆31a呈夹角设置以构成第一V型结构，第一支撑杆21a的一端通过第一安装转轴51a可转动地设置在构架上，第三支撑杆31a的一端通过第二安装转轴52a可转动地设置在构架上，第一支撑杆21a的另一端与第三支撑杆31a的另一端均通过第三安装转轴53a可转动地设置在滑靴本体10的同一位置；第二支撑杆22a与第四支撑杆32a呈夹角设置以构成第二V型结构，第二支撑杆22a的一端通过第一安装转轴51a可转动地设置在悬浮架的构架上，第四支撑杆32a的一端通过第二安装转轴52a可转动地设置在悬浮架的构架上，第二支撑杆22a的另一端与第四支撑杆32a的另一端均通过第三安装转轴53a可转动地设置在滑靴本体10的同一位置。

第一支撑杆21a和第二支撑杆22a与垂线(图1中的Y方向)之间的夹角小于45度，主要承担垂向载荷。第三支撑杆31a和第四支撑杆32a与水平线(图1中的X方向)之间的夹角小于45度，主要承担水平载荷。

滑靴本体10包括滑靴面安装座11和滑靴面12，滑靴面12滑靴面安装螺栓13可拆卸地设置在滑靴面安装座11上，当滑靴面12磨损后可以方便地只更换滑靴面12，而不用更换整个滑靴本体10。滑靴面12具有摩擦面121、第一过渡面122和第二过渡面123，摩擦面121与轨道相接触，第一过渡面122和第二过渡面123均与摩擦面121呈夹角设置，第一过渡面122和第二过渡面123用于防止滑靴本体10与轨道上的接缝发生正面磕碰，第一过渡面和第二过渡面可设置为斜面和/或圆弧面。

第二实施例：如图4至图6(c)所示，根据本发明的第二实施例提供了一种应急滑靴装置，该应急滑靴装置包括滑靴本体10、第一支撑组件20和第二支撑组件30，第一支撑组件20和第二支撑组件30呈V型结构设置。第一支撑组件20为可伸缩结构，第二支撑组件30为不可伸缩结构，第二支撑组件30包括平行设置的第五支撑杆31b、第六支撑杆32b、第七支撑杆33b和第八支撑杆34b，第五支撑杆31b的一端通过第五安装转轴52b可转动地设置在构架的一侧，第六支撑杆32b的一端通过第四安装转轴51b可转动地设置在构架的一侧，第五支撑杆31b的另一端通过第七安装转轴54b可转动地设置在滑靴本体10的一侧，第六支撑杆32b的另一端通过第九安装转轴56b可转动地设置在滑靴本体10的一侧；第七支撑杆33b的一端通过第五安装转轴52b可转动地设置在构架的一侧，第八支撑杆34b的一端通过第四安装转轴51b可转动地设置在构架的另一侧，第七支撑杆33b的另一端通过第七安装转轴54b可转动地设置在滑靴本体10的另一侧，第八支撑杆34b的另一端通过第九安装转轴56b可转动地设置在滑靴本体10的另一侧；第一支撑组件20的一端通过第六安装转轴53b可转动地设置在构架上，第一支撑组件20的另一端通过第八安装转轴55可转动地设置在滑靴本体10上。

第一支撑组件20与垂线(图4中的Y方向)之间的夹角小于45度，主要承担垂向载荷。第五支撑杆31b、第六支撑杆32b、第七支撑杆33b和第八支撑杆34b与水平线(图4中的X方向)之间的夹角小于45度，主要承担水平载荷。

滑靴本体10包括滑靴面安装座11和滑靴面12，滑靴面12滑靴面安装螺栓13可拆卸地设置在滑靴面安装座11上，当滑靴面12磨损后可以方便地只更换滑靴面12，而不用更换整个滑靴本体10。滑靴面12具有摩擦面121、第一过渡面122和第二过渡面123，摩擦面121与轨道相接触，第一过渡面122和第二过渡面123均与摩擦面121呈夹角设置，第一过渡面122和第二过渡面123用于防止滑靴本体10与轨道上的接缝发生正面磕碰，第一过渡面和第二过渡面可设置为斜面和/或圆弧面。

第一支撑组件20的伸出动作对应着滑靴本体10的下放动作，下放到轨道水平面高度时，滑靴本体10的摩擦面121即可主动与轨道面发生接触，产生用于制动作用的摩擦力。

第三实施例：如图7(a)至图14(c)所示，根据本发明的第三实施例提供了一种电动磁悬浮悬浮架，该电动磁悬浮悬浮架包括构架200、第一超导磁体300、第二超导磁体400、一系簧组件500、二系簧组件600、支撑轮组件700、导向轮组件800和四组应急滑靴装置100，第一超导磁体300通过一系簧组件500设置在构架200的一侧，第二超导磁体400通过一系簧组件500设置在构架200的另一侧，二系簧组件600设置在构架200上，二系簧组件600用于实现构架200与车体之间的连接，支撑轮组件700和导向轮组件800均设置在构架200上；其中，当列车高速运行时，应急滑靴装置100的滑靴下平面距离轨道面的高度小于支撑轮组件700距离轨道面的高度。

作为悬浮架主体结构的构架200主要由第一侧梁211、第二侧梁212、第一中梁221、第二中梁222、第一端梁231和第二端梁232组成，从侧视图来看，侧梁200呈M型，即左右对称、中部下凹、端部上拱。侧梁200上设置有第一支撑轮安装接口210a、第二支撑轮安装接口210b、第一导向轮安装接口210c、第二导向轮安装接口210d、第一应急滑靴装置安装接口210e、第二应急滑靴装置安装接口210f、一系簧安装接口210g和二系簧安装接口210h。

支撑轮组件700由支撑轮转臂710、支撑轮720和支撑轮伸缩机构730组成，支撑轮转臂710的一端通过转轴安装于第一支撑轮安装接口210a上，支撑轮720的支撑轮伸缩机构730一端以转轴方式安装于侧梁的上拱部位的第二支撑轮安装接口210b上，支撑轮720位于侧梁上拱部位的下方。

导向轮组件800由导向轮转臂810、导向轮820和导向轮伸缩机构830组成，导向轮转臂810通过转轴安装于侧梁的上拱部位处的第二导向轮安装接口210d上，导向轮伸缩机构830一端以转轴方式安装于侧梁端部处的第一导向轮安装接口210c上，导向轮820位于侧梁上拱部位外端的上方。

每个M型侧梁200上对称安装两组应急滑靴装置，一个悬浮架上共计设置四组应急滑靴装置，且从俯视图来看，这四组应急滑靴装置关于悬浮架的横向和纵向中心线(图8(b)中所示Z轴和X轴)呈对称布置。

应急滑靴装置100位于侧梁200下方，相对于支撑轮组件700而言更靠近M型侧梁的中部，也就是说应急滑靴装置的前后间距小于支撑轮组件700的前后间距。

支撑轮组件700和应急滑靴装置100上均设置有伸缩机构，当磁悬浮列车高速运行时，这些伸缩机构均处于收缩状态，此时，应急支撑滑靴下平面距离轨道面的高度比支撑轮距离轨道面的高度要小10mm，如图13所示。

悬浮架的一侧设置有第一超导磁体300，悬浮架的另一侧设置有第二超导磁体400，第一超导磁体300内设置有两个第一杜瓦装置310，每个第一杜瓦装置310内设置有两个第一超导线圈320。第二超导磁体400内设置有两个第二杜瓦装置410，每个第二杜瓦装置410内设置有两个第二超导线圈420。第一超导磁体300和第二超导磁体400之间通过若干撑杆900相互联系为一个整体。

第一超导磁体300和第二超导磁体400通过一系簧组件500安装在构架200上，当列车高速运行时超导磁体受到的悬浮力和导向力传递到构架200上，而当列车速度低于一定值时，构架200则为超导磁体提供支撑作用。二系簧组件600为设置于悬浮架与车体之间的悬挂单元，悬浮架通过二系簧组件600支撑着车体及其内乘客的重量。

综上所述，本发明提供了一种应急滑靴装置和电动磁悬浮悬浮架，该应急滑靴装置和电动磁悬浮悬浮架与现有技术相比，具有以下优点。

第一，本发明的悬浮架装用应急滑靴装置之后，在悬浮列车高速运行时，若部分超导线圈失超，悬浮架失去悬浮力，在自重及车体重量的悬浮架下沉，因为悬浮架上应急滑靴装置的滑靴面距离轨道距离最小，所以其首先与轨道发生接触，为悬浮架提供应急支撑作用，在此期间，对列车进行制动，当速度减低到一定程度则可以将支撑轮和导向轮伸出，以支撑轮和导向轮为列车的运行提供支撑力和导向力，从而保障高速磁悬浮列车运行安全。

第二，本发明所提供的滑靴本体的滑靴面的前后侧设计有斜面或圆弧面，从而能够避免滑靴本体与轨道接缝发生磕碰带来的安全性问题。

第三，当应急滑靴装置与轨道高速滑动时，轨道上的不平顺度会导致悬浮架剧烈的冲击和振动，本发明通过设置于各个连接关节或转轴处的弹性元件能够很好地减弱这种振动。

第四，本发明通过将第一支撑组件和/或第二支撑组件设置为伸缩结构，当列车遇到紧急情况时，伸缩结构动作可主动将每个悬浮架上的四个滑靴装置伸出，将悬浮架连同其承担的车体支撑起来，利用滑靴与轨道的摩擦力作为列车的制动阻力。此外，应急滑靴装置将悬浮架支撑起来的高度越大，则应急滑靴承担的压力也就越大，其提供的摩擦阻力也就越大，故这种摩擦制动方式可以设计为不同制动能力的多级制动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应急滑靴装置，其特征在于，所述应急滑靴装置包括：

滑靴本体(10)；

第一支撑组件(20)和第二支撑组件(30)，所述第一支撑组件(20)的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，所述第一支撑组件(20)的另一端可转动地设置在所述滑靴本体(10)上；所述第二支撑组件(30)的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，所述第二支撑组件(30)的另一端可转动地设置在所述滑靴本体(10)上，所述第一支撑组件(20)和所述第二支撑组件(30)呈夹角设置以构成V型结构，所述第一支撑组件(20)和所述第二支撑组件(30)用于将所述滑靴本体(10)所受到的轨道的支撑力和摩擦力传递至悬浮架。

2.根据权利要求1所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述第一支撑组件(20)和/或所述第二支撑组件(30)为可伸缩结构，所述第一支撑组件(20)和/或所述第二支撑组件(30)用于驱动所述滑靴本体(10)与轨道相接触以产生用于列车制动作用的摩擦力。

3.根据权利要求1所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述第一支撑组件(20)包括多个平行设置的第一支撑杆件，任一所述第一支撑杆件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，任一所述第一支撑杆件的另一端可转动地设置在所述滑靴本体(10)上；和/或所述第二支撑组件(30)包括多个平行设置的第二支撑杆件，任一所述第二支撑杆件的一端可转动地设置在悬浮架的构架上，任一所述第二支撑杆件的另一端可转动地设置在所述滑靴本体(10)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述第一支撑组件(20)与垂线之间的夹角小于45°，所述第二支撑组件(30)与水平面之间的夹角小于45°；和/或所述第一支撑组件(20)与水平面之间的夹角小于45°，所述第二支撑组件(30)与垂线之间的夹角小于45°。

5.根据权利要求4所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述应急滑靴装置还包括弹性元件(40)，所述弹性元件(40)设置在所述第一支撑组件(20)与悬浮架的构架的连接位置、所述第一支撑组件(20)与所述滑靴本体(10)的连接位置、所述第二支撑组件(30)与悬浮架的构架的连接位置以及所述第二支撑组件(30)与所述滑靴本体(10)的连接位置。

6.根据权利要求1所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述第一支撑组件(20)和所述第二支撑组件(30)均为不可伸缩结构，所述第一支撑组件(20)包括平行设置的第一支撑杆(21a)和第二支撑杆(22a)，所述第二支撑组件(30)包括平行设置的第三支撑杆(31a)和第四支撑杆(32a)，所述第一支撑杆(21a)与所述第三支撑杆(31a)呈夹角设置以构成第一V型结构，所述第一支撑杆(21a)的一端与所述第三支撑杆(31a)的一端均可转动地间隔设置在构架上，所述第一支撑杆(21a)的另一端与所述第三支撑杆(31a)的另一端均可转动地设置在所述滑靴本体(10)的同一位置；所述第二支撑杆(22a)与所述第四支撑杆(32a)呈夹角设置以构成第二V型结构，所述第二支撑杆(22a)的一端与所述第四支撑杆(32a)的一端均可转动地间隔设置在悬浮架的构架上，所述第二支撑杆(22a)的另一端与所述第四支撑杆(32a)的另一端均可转动地设置在所述滑靴本体(10)的同一位置。

7.根据权利要求2所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述第一支撑组件(20)为可伸缩结构，所述第二支撑组件(30)为不可伸缩结构，所述第二支撑组件(30)包括平行设置的第五支撑杆(31b)、第六支撑杆(32b)、第七支撑杆(33b)和第八支撑杆(34b)，所述第五支撑杆(31b)的一端和所述第六支撑杆(32b)的一端可转动地间隔设置在构架的一侧，所述第五支撑杆(31b)的另一端和所述第六支撑杆(32b)的另一端可转动地间隔设置在所述滑靴本体(10)的一侧；所述第七支撑杆(33b)的一端和所述第八支撑杆(34b)的一端可转动地间隔设置在构架的另一侧，所述第七支撑杆(33b)的另一端和所述第八支撑杆(34b)的另一端可转动地间隔设置在所述滑靴本体(10)的另一侧；所述第一支撑组件(20)的一端可转动地设置在构架上，所述第一支撑组件(20)的另一端可转动地设置在所述滑靴本体(10)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述滑靴本体(10)包括滑靴面安装座(11)和滑靴面(12)，所述滑靴面(12)可拆卸地设置在所述滑靴面安装座(11)上，所述第一支撑组件(20)和所述第二支撑组件(30)均与所述滑靴面安装座(11)可转动连接。

9.根据权利要求8所述的应急滑靴装置，其特征在于，所述滑靴面(12)具有摩擦面(121)、第一过渡面(122)和第二过渡面(123)，所述摩擦面(121)分别与所述第一过渡面(122)和所述第二过渡面(123)连接，所述摩擦面(121)用于与轨道相接触，所述第一过渡面(122)和所述第二过渡面(123)均与所述摩擦面(121)呈夹角设置，所述第一过渡面(122)和所述第二过渡面(123)用于防止所述滑靴本体(10)与轨道上的接缝发生磕碰。

10.一种电动磁悬浮悬浮架，其特征在于，所述电动磁悬浮悬浮架包括构架(200)、第一超导磁体(300)、第二超导磁体(400)、一系簧组件(500)、二系簧组件(600)、支撑轮组件(700)、导向轮组件(800)和应急滑靴装置(100)，所述应急滑靴装置(100)为权利要求1至9中任一项所述的应急滑靴装置(100)，所述第一超导磁体(300)通过所述一系簧组件(500)设置在所述构架(200)的一侧，所述第二超导磁体(400)通过所述一系簧组件(500)设置在所述构架(200)的另一侧，所述二系簧组件(600)设置在所述构架(200)上，所述二系簧组件(600)用于实现所述构架(200)与车体之间的连接，所述支撑轮组件(700)和所述导向轮组件(800)均设置在所述构架(200)上；其中，当列车高速运行时，所述应急滑靴装置(100)的滑靴下平面距离轨道面的高度小于所述支撑轮组件(700)距离轨道面的高度。

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