CN113492686B - 悬浮感应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁悬浮技术领域，公开了一种悬浮感应装置。其中，该装置包括磁源磁体和多个金属感应板，所述磁源磁体设置在列车上，所述多个金属感应板设置在轨道上，每个金属感应板的一端为下表面具有坡度的第一异形结构而另一端为上表面具有坡度的第二异形结构，相邻的两个金属感应板拼接时所述第一异形结构与所述第二异形结构相适配以使拼接部分的厚度与金属感应板的厚度保持一致。由此，可以减少感应涡流在金属感应板中的突然阻断，提高了悬浮系统在磁源磁体过金属感应板分段拼接区域的稳定性。

Description

悬浮感应装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种悬浮感应装置。

背景技术

随着社会的高速发展，磁悬浮技术在交通、高速弹射等领域的应用逐渐广阔，超高速下悬浮稳定性也对整个磁悬浮系统提出了更高的要求。目前，轨道交通上的磁悬浮技术主要有电磁悬浮技术(主动悬浮)，电动悬浮技术(被动悬浮)和钉扎悬浮几种主流方式。经初步研究，在超高速的应用环境下(高于600km/h)，电磁悬浮技术因涡流效应会产生浮力损失，钉扎悬浮的导向力等较为薄弱，所以电动悬浮技术是高速磁悬浮技术中较为合适的悬浮技术路线。目前，日本磁悬浮列车山梨线和美国空军基地Holloman高速试验线均采用此种悬浮技术突破了600km/h的最高速度。

电动悬浮技术主要由磁源磁体和轨道上铺设的感应装置两部分组成。感应装置目前通常有两种形式，分别是感应线圈式和金属感应板式。在短时、高过载的应用环境下，感应线圈式的波动对悬浮系统的振动影响较大，所以类似美国空军基地Holloman高速试验线采用的是金属感应板的形式。由于轨道较长，金属感应板难以超长制作和安装，故目前均采取分段拼接的形式，如图1和2所示。其中，图1为一种其中包括的金属感应板以传统拼接方式拼接的感应装置的主视图，图2为一种其中包括的金属感应板以传统拼接方式拼接的感应装置的俯视图。

继续参考图1和2，考虑到金属件热胀冷缩，所以相邻两块金属感应板之间具有接缝(缝隙)，而这样的接缝会使感应涡流(感应电流)断续，感应涡流与磁源磁体产生的力(例如，悬浮系统悬浮力及导向力)进而会因感应涡流断续而产生波动，从而对整个悬浮系统产生影响。

发明内容

本发明提供了一种悬浮感应装置，能够解决上述现有技术中感应板因分段而导致的电流断续波动的问题。

本发明提供了一种悬浮感应装置，其中，该装置包括磁源磁体和多个金属感应板，所述磁源磁体设置在列车上，所述多个金属感应板设置在轨道上，每个金属感应板的一端为下表面具有坡度的第一异形结构而另一端为上表面具有坡度的第二异形结构，相邻的两个金属感应板拼接时所述第一异形结构与所述第二异形结构相适配以使拼接部分的厚度与金属感应板的厚度保持一致。

优选地，该装置还包括柔性导电材料层，设置在所述第一异形结构与所述第二异形结构之间。

优选地，通过粘性剂将所述柔性导电材料层粘结在所述第一异形结构与所述第二异形结构之间。

优选地，所述柔性导电材料层的材料为石墨烯或导电高分子材料。

优选地，所述第一异形结构和所述第二异形结构为半圆形、三角形和梯形中的任一者。

优选地，所述金属感应板为铜板。

优选地，所述磁源磁体为超导磁体或永磁体。

通过上述技术方案，金属感应板两端可以为具有坡度的异形结构，相邻的两个金属感应板采用端部异形结构拼接的方式拼接，避免了金属感应板之间在轨道方向上的缝隙，从而可以减少感应涡流在金属感应板中的突然阻断，提高了悬浮系统在磁源磁体过金属感应板分段拼接区域的稳定性。

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为现有技术中一种其中包括的金属感应板以传统拼接方式拼接的感应装置的主视图；

图2为现有技术中一种其中包括的金属感应板以传统拼接方式拼接的感应装置的俯视图；

图3为根据本发明一种实施例的一种感应装置的主视图；

图4为根据本发明一种实施例的一种感应装置的俯视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图3为根据本发明一种实施例的一种感应装置的主视图。

图4为根据本发明一种实施例的一种感应装置的俯视图。

如图3和4所示，本发明实施例提供了一种悬浮感应装置，其中，该装置可以包括磁源磁体1和多个金属感应板2，所述磁源磁体1设置在列车上，所述多个金属感应板2设置在轨道上，每个金属感应板2的一端为下表面具有坡度的第一异形结构而另一端为上表面具有坡度的第二异形结构，相邻的两个金属感应板2拼接时所述第一异形结构与所述第二异形结构相适配以使拼接部分的厚度与金属感应板2的厚度保持一致。

也就是，每个金属感应板为端部异形结构金属感应板，相邻两个金属感应板拼接时通过端部异形结构相配合可以使得拼接部分不存在如图2所示的接缝，同时可以保证拼接部分的厚度与金属感应板本身的厚度保持一致。这样，在本发明所述的金属感应板搭接方式下，当磁源磁体经过拼接区域时，两块感应板之间的对接区域(过渡区域)内，两个感应板上都会有涡流的形成，因而可以避免电流断续波动。

通过上述技术方案，金属感应板两端可以为具有坡度的异形结构，相邻的两个金属感应板采用端部异形结构拼接的方式拼接，避免了金属感应板之间在轨道方向上的缝隙，从而可以减少感应涡流在金属感应板中的突然阻断，提高了悬浮系统在磁源磁体过金属感应板分段拼接区域的稳定性，是一种低波动性悬浮感应装置。

根据本发明一种实施例，该装置还可以包括柔性导电材料层，设置在所述第一异形结构与所述第二异形结构之间。

也就是，两个金属感应板的过渡区间可以采用柔性导电材料层进行过渡。

采用本发明所述的拼接方式，相邻两个金属感应板之间可接触面积较大，因此通过设置柔性导电材料层，可以解决金属热胀冷缩的问题，同时可以进一步强化感应涡流的连续性，从而避免因为电流不连续而导致的悬浮力以及导向力能悬浮性能减弱。

根据本发明一种实施例，通过粘性剂将所述柔性导电材料层粘结在所述第一异形结构与所述第二异形结构之间。

通过粘结剂固定柔性导电材料层，可以增强稳固性，以使电流过渡的更平稳。

根据本发明一种实施例，所述柔性导电材料层的材料为石墨烯或导电高分子材料。

根据本发明一种实施例，所述第一异形结构和所述第二异形结构为半圆形、三角形和梯形中的任一者。

换言之，金属感应板的一端可以为下表面具有坡度的半圆形、三角形或梯形结构，与之相对应的，另一端可以为上表面具有坡度的半圆形、三角形或梯形结构。对于下表面具有的坡度和下表面具有的坡度，可以参见图4，即对接区域金属感应板厚度呈梯度切面梯度分布。

举例来讲，以半圆形为例，当所述第一异形结构为向外伸出的半圆形时，则所述第二异形结构为与向外伸出的半圆形相适配的向内凹陷的半圆形(例如，这一端的端部为具有斜面的半圆形槽)，参见图3，反之亦然。

本领域技术人员应当理解，上述关于异形结构的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明，其他任何何时的形状均可以用于本发明。

根据本发明一种实施例，所述金属感应板2为铜板。

根据本发明一种实施例，所述磁源磁体1为超导磁体或永磁体。

在需要较高速度时，所述磁源磁体1优选为超导磁体。也就是，本发明所述的悬浮感应装置可以应用于超高速场景，可以是一种超高速下被动悬浮方式的感应装置。

本领域技术人员应当理解，上述关于材料的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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 (5)

1.一种悬浮感应装置，其特征在于，该装置包括磁源磁体(1)和多个金属感应板(2)，所述磁源磁体(1)设置在列车上，所述多个金属感应板(2)设置在轨道上，每个金属感应板(2)的一端为下表面具有坡度的第一异形结构而另一端为上表面具有坡度的第二异形结构，相邻的两个金属感应板(2)拼接时所述第一异形结构与所述第二异形结构相适配以使拼接部分的厚度与金属感应板(2)的厚度保持一致，其中，

该装置还包括柔性导电材料层，设置在所述第一异形结构与所述第二异形结构之间，所述柔性导电材料层的材料为石墨烯或导电高分子材料。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过粘性剂将所述柔性导电材料层粘结在所述第一异形结构与所述第二异形结构之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一异形结构和所述第二异形结构为半圆形、三角形和梯形中的任一者。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述金属感应板(2)为铜板。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述磁源磁体(1)为超导磁体或永磁体。