CN113954652B - 一种磁浮装置及磁浮运输系统 - Google Patents

Abstract

本案提供的一种磁浮装置，包括磁浮轨道系统和磁浮车辆系统。磁浮轨道系统包括槽型梁、两条上轨道及两条下轨道。槽型梁具有中空腔且顶部设置第一开口。磁浮车辆系统包括车体、悬挂系统及悬浮架，悬浮架包括两个悬浮模块和防滚解耦机构，悬浮模块顶部设有直线电机和悬浮电磁铁，悬浮模块中间开设有通槽，悬挂系统设置在其中部。悬挂系统包括车体连接架和弹性悬挂件。将悬浮间隙、电机间隙统一在一个方向，可极大降低电机间隙，从而降低运行能耗和成本。同时，悬浮架在轨道内侧的设置方式，使得车辆运行过程中的运行、制动等噪音可以得到抑制，并且具有结构简单、重量轻的特点。本案还提供一种具有上述磁浮装置的磁浮运输系统。

Description

一种磁浮装置及磁浮运输系统

技术领域

本发明属于磁浮交通技术领域，特别涉及一种磁浮装置及磁浮运输系统。

背景技术

磁浮运输系统是一种采用无接触的悬浮、导向和驱动系统的交通模式。磁浮运输系统作为一种新型的地面交通工具已从逐步开展商业运营，并且其具有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、无排放、污染少等优点。

国际市场上建有日本爱知、韩国机场线，国内市场上已经建成的北京S1、长沙磁浮快线等中低速磁浮项目运行良好，有很好的市场前景。以上中低速磁浮系统目前存在一些问题：1.运行能耗高；2.悬浮架外抱F轨，受流器、制动器均运行在轨道的外侧，噪声大；3.结构复杂。

因此，如何提供一种运行能耗低、噪声小、结构简单的磁浮装置，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁浮装置及磁浮运输系统，具有运行能耗低、噪声小以及结构简单的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁浮装置，包括磁浮轨道系统和磁浮车辆系统；

所述磁浮轨道系统包括槽型梁、两条用于产生悬浮力和牵引力的上轨道以及两条用于磁浮车辆驻车、受流、测速和机械制动的下轨道，所述槽型梁为具有中空腔的矩形框架且顶部设置第一开口，两条所述上轨道分别对称设置于所述中空腔上部的两侧，两条所述下轨道分别对称设置于所述中空腔下部的两侧；

所述磁浮车辆系统包括车体、悬挂系统以及悬浮架，所述悬浮架包括两个分别位于所述中空腔两侧且平行设置的悬浮模块以及连接两个所述悬浮模块的防滚解耦机构，所述悬浮模块的顶部沿长度方向设置有用于与所述上轨道配合的直线电机和悬浮电磁铁，所述悬浮模块的中间开设有通槽，所述悬挂系统包括车体连接架和弹性悬挂件，所述弹性悬挂件的一端连接所述通槽且另一端连接所述车体连接架，所述车体的底部连接所述车体连接架。

可选的，每一节车厢的车体包括至少两个悬浮架。

可选的，每一节车厢的车体包括三个悬浮架，位于中间的所述悬浮架对应的悬挂系统还包括直线导轨，所述车体连接架通过所述直线导轨与所述弹性悬挂件连接。

可选的，每一节车厢的车体包括两个所述悬浮架，两个所述悬浮架之间还包括中间悬浮架；

所述中间悬浮架包括两个平行设置的中间悬浮模块以及连接两个所述中间悬浮模块的防滚解耦机构，所述中间悬浮架上不设置所述悬挂系统。

可选的，所述中间悬浮架与两个所述悬浮架之间连接有搭接结构。

可选的，所述车体连接架呈梯形结构，所述梯形结构的上底与所述车体连接、下底的两个底角分别与两个相对设置的所述悬浮模块的弹性悬挂件连接。

可选的，所述弹性悬挂件为空气弹簧或橡胶弹性悬挂件。

可选的，所述车体连接架与所述悬浮模块之间设置弹簧阻尼器。

可选的，所述弹性悬挂件设置于所述悬浮模块的中部。

本案还提供一种磁浮运输系统，包括如上文所述的磁浮装置。

本发明提供了一种磁浮装置，其有益效果在于：

将悬浮间隙、电机间隙统一在一个方向上，使得电机间隙可以得到较大的降低，从而降低运行能耗和成本。同时，悬浮架在轨道内侧的设置方式，使得车辆运行过程中的运行、制动等噪音可以得到抑制，并且具有结构简单、重量轻的特点。

本案还提供一种具有上述磁浮装置的磁浮运输系统，其具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的磁浮轨道系统和磁浮车辆系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的磁浮车辆系统的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的车体连接架和三个悬浮架连接的俯视图；

图4为本发明实施例提供的磁浮车辆系统的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的车体连接架和三个悬浮架连接的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的磁浮轨道系统和磁浮车辆系统的侧视图；

图7为本发明实施例提供的设置有弹簧阻尼器的磁浮轨道系统和磁浮车辆系统的侧视图；

图8为本发明实施例提供的车体连接架和两个悬浮架连接的结构示意图。

上图中：

1-磁浮轨道系统；101-槽型梁；102-上轨道；103-下轨道；

2-磁浮车辆系统；201-车体；202-车体连接架；203-弹性悬挂件；204-悬浮架；2041-防滚解耦机构；2042-搭接结构；2043-悬浮模块；205-直线电机；206-直线导轨；207-弹簧阻尼器；208-悬浮电磁铁。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的核心是提供一种磁浮装置及磁浮运输系统，具有运行能耗低、噪声小以及结构简单的特点。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-图8，本案提供的一种磁浮装置，包括磁浮轨道系统1和磁浮车辆系统2。

其中，磁浮轨道系统1包括槽型梁101、两条用于产生悬浮力和牵引力的上轨道102以及两条用于磁浮车辆驻车、受流、测速和机械制动的下轨道103。槽型梁101为具有中空腔的矩形框架且顶部设置第一开口，两条上轨道102分别对称设置于中空腔上部的两侧，两条下轨道103分别对称设置于中空腔下部的两侧。

磁浮车辆系统2包括车体201、悬挂系统以及悬浮架204，悬浮架204包括两个分别位于中空腔两侧且平行设置的悬浮模块2043以及连接两个悬浮模块2043的防滚解耦机构2041，悬浮模块2043的顶部沿长度方向设置有用于与上轨道102配合的直线电机205和悬浮电磁铁208，悬浮模块2043的中间可开设有通槽，悬挂系统包括车体连接架202和弹性悬挂件203，弹性悬挂件203的一端连接通槽且另一端连接车体连接架202，车体201的底部连接车体连接架202。

需要说明的是，轨道系统包括两条上轨道102、两条下轨道103和槽型梁101。上轨道102安装于槽型梁101内侧上部，包括铝反应板、悬浮轨，主要用于产生悬浮力和牵引力；下轨道103安装于槽型梁101内侧下部，主要用于磁浮车辆驻车、受流、测速、机械制动等。

车体201和车体连接架202可视为磁浮车辆系统2的车辆，悬挂系统以及悬浮架204可视为磁浮车辆系统2的行走部。悬浮架204由左右两台悬浮模块2043及至少一套防滚解耦机构2041组成。进一步地，悬浮模块2043由电机电磁铁一体化组件和支撑箱梁等组成。悬浮模块2043上可设置驻车装置、机械装置、测试装置、受流装置、牵引力传递装置等其它辅助装置和机构。电机电磁铁一体化组件包括悬浮电磁铁208和直线电机205，二者可以为一体式结构，当然还可以采用分体式组成。弹性悬挂件203通过车体连接架202与车体201连接。

防滚解耦机构2041能够避免防滚能力和解耦能力之间的相互影响、相互制约，显著提高了防滚能力和解耦能力。本实施例中每个悬浮架具体可设置两个防滚解耦机构2041，其结构和数量可根据实际需要适应性的选择，在此不做进一步限定。

当悬浮电磁铁208通电时，悬浮电磁铁208与上轨道102产生吸力，通过吸力将磁浮车辆悬浮控制至额度高度，此时，磁浮车辆呈悬浮状态。当直线电机205通电时，与上轨道102的铝反应板作用，可驱动磁浮车辆前进。磁浮车辆在运行过程，当磁浮车辆需要停车或紧急停电时，可通过悬浮模块2043上设置的辅助装置，使车辆驻车、制动等，保证运营的安全稳定。本发明磁浮系统可广泛应用于中低速磁浮交通，具有广阔的市场前景。

相对于现有技术，本案提供的磁浮装置，将悬浮间隙、电机间隙统一在一个方向上，使得电机间隙可以得到较大的降低，从而降低运行能耗和成本。同时，悬浮架在轨道内侧的设置方式，使得车辆运行过程中的运行、制动等噪音可以得到抑制，并且具有结构简单、重量轻的特点。

在具体实施例中，每一节车厢的车体设置至少两个悬浮架204。相邻两个悬浮架204之间可通过搭接结构2042相连接。特别是，当位于中间的悬浮架不设置悬挂系统时，需要搭接结构2042将所有悬浮架204连接成整体，以提供连接的稳定性，其结构、数量以及设置方式在此不做进一步限定，任何适应性的改进均在本案保护范围内。当然，当各悬浮架204上均设置弹性悬挂件时，悬浮架204之间也可不设置搭接结构2042。选用搭接结构2042和不采用搭接结构2042悬浮架在设置上没有区别。

可选的弹性悬挂件203可采用空气弹簧或橡胶弹性悬挂。

每节车体上设置的悬浮架204可以相同，也可以不同，只要满足车体运行的平稳即可。

优选地，弹性悬挂件203设置于悬浮模块2043的中部，即悬浮模块2043上的通槽位于靠近中间位置，中部包括但不限于悬浮模块2043几何和磁力学上的中点对称位置。

此外，每一节车厢的车体包括至少两个悬浮架204，在一种优选实施例中，每一节车厢的车体包括两个相同的悬浮架204；特别的，在另一种优选实施例中，每一节车厢的车体设置三个悬浮架，三个悬浮架结构相同。由于悬浮架与车体具有较大位移，位于中间的悬浮架204对应的悬挂系统还包括直线导轨206，车体连接架202通过直线导轨206与弹性悬挂件203连接，其产生的位移可通过直线导轨206过渡，直线导轨206的滑块与中间车体连接架连接，直线导轨206的轨道可以通过螺栓或者其它固定零部件固定到弹性悬挂件上。

在另一种优选实施例中，每一节车厢的车体包括两个悬浮架204，两个悬浮架204之间还包括中间悬浮架。两个悬浮架204位于中间悬浮架两侧，其结构相同且均采用悬挂系统和悬浮架204。

中间悬浮架包括两个平行设置的中间悬浮模块以及连接两个中间悬浮模块的防滚解耦机构2041，中间悬浮模块的顶部沿长度方向设置有用于与上轨道102配合的直线电机205和悬浮电磁铁208。中间悬浮架上不设置悬挂系统，与两侧悬浮架204通过搭接结构2042相连接。

需要说明的是，当布置两台悬浮架时，磁浮交通系统可以适当增加每台台悬浮架的悬浮和牵引能力，保持与设置三台悬浮架时具备相同的能力，将轨道系统“均布载荷”变为“集中载荷”。

当布置一至两台悬浮架时，悬挂系统包括四套悬挂系统，悬浮架之间可设置搭接结构。

当布置三台悬浮架、同时设置中间滑台(包括中间车体连接架和直线导轨)时，悬挂系统包括六套弹性悬挂件，中间滑台布置在位于中部的悬浮架的上部，与中间布置的弹性悬挂件连接。

当仅布置三台悬浮架时，三台悬浮架之间设置搭接结构时，可不设置中间滑台，两侧设置的悬浮架的弹性悬挂件位置可根据整体悬浮架长度优化布置，弹性悬挂件可不设置在悬浮模块的中部，中间悬浮架的长度可以根据需要进行变化。

具体地，当中间悬浮架不设置弹性悬挂件203时，弹性悬挂件203可设置在头尾的悬浮架204的3/4处(三台悬浮架长度相等，头尾悬浮架204长度相等，中间悬浮架不同的情况，使弹性悬挂件两侧提供的悬浮力相等即可，即两弹性悬挂件的距离等于弹性悬挂件距头尾悬浮架端部距离的2倍)。

在具体实施例中，车体连接架202可呈梯形结构，梯形结构的上底与车体201连接、下底的两个底角分别与两个相对设置的悬浮模块2043的弹性悬挂件203连接。进一步地，梯形结构的下底的两个底角设置延长板，延长板伸入悬浮模块2043的通槽内，与通槽底部设置的弹性悬挂件连接。

为进一步提高车辆的性能，车体连接架202与悬浮模块2043之间设置弹簧阻尼器207等弹性缓冲元件。弹簧阻尼器可以采用分离独立式的，当然，还可以采用其他结构和设置形式，在此不做进一步限定。弹簧阻尼器可按垂向横向纵向分解布置。

此外，本实施例中还提供了一种磁浮运输系统，包括磁浮装置，此磁浮装置即为上文的磁浮装置。

由于磁浮运输系统具有上述的磁浮装置，所以磁浮运输系统具有磁浮装置带来的有益效果，请参照上述内容，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁浮装置，其特征在于，包括磁浮轨道系统(1)和磁浮车辆系统(2)；

所述磁浮轨道系统(1)包括槽型梁(101)、两条用于产生悬浮力和牵引力的上轨道(102)以及两条用于磁浮车辆驻车、受流、测速和机械制动的下轨道(103)，所述上轨道(102)包括铝反应板和悬浮轨，所述槽型梁(101)为具有中空腔的矩形框架且顶部设置第一开口，两条所述上轨道(102)分别对称设置于所述中空腔上部的两侧，两条所述下轨道(103)分别对称设置于所述中空腔下部的两侧；

所述磁浮车辆系统(2)包括车体(201)、悬挂系统以及悬浮架(204)，所述悬浮架(204)包括两个分别位于所述中空腔两侧且平行设置的悬浮模块(2043)以及连接两个所述悬浮模块(2043)的防滚解耦机构(2041)，所述悬浮模块(2043)的顶部沿长度方向设置有用于与所述上轨道(102)配合的直线电机(205)和悬浮电磁铁(208)，所述悬浮模块(2043)的中间开设有通槽，所述悬挂系统包括车体连接架(202)和弹性悬挂件(203)，所述弹性悬挂件(203)的一端连接所述通槽且另一端连接所述车体连接架(202)，所述车体(201)的底部连接所述车体连接架(202)；

所述直线电机(205)在通电时与所述铝反应板作用，以使驱动磁浮车辆前进。

2.根据权利要求1所述的磁浮装置，其特征在于，每一节车厢的车体包括至少两个悬浮架(204)。

3.根据权利要求2所述的磁浮装置，其特征在于，每一节车厢的车体包括三个悬浮架(204)，位于中间的所述悬浮架(204)对应的悬挂系统还包括直线导轨(206)，所述车体连接架(202)通过所述直线导轨(206)与所述弹性悬挂件(203)连接。

4.根据权利要求3所述的磁浮装置，其特征在于，每一节车厢的车体包括两个所述悬浮架(204)，两个所述悬浮架(204)之间还包括中间悬浮架；

所述中间悬浮架包括两个平行设置的中间悬浮模块以及连接两个所述中间悬浮模块的防滚解耦机构(2041)，所述中间悬浮架上不设置所述悬挂系统。

5.根据权利要求4所述的磁浮装置，其特征在于，所述中间悬浮架与两个所述悬浮架(204)之间连接有搭接结构(2042)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的磁浮装置，其特征在于，所述车体连接架(202)呈梯形结构，所述梯形结构的上底与所述车体(201)连接、下底的两个底角分别与两个相对设置的所述悬浮模块(2043)的弹性悬挂件(203)连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的磁浮装置，其特征在于，所述弹性悬挂件(203)为空气弹簧或橡胶弹性悬挂件。

8.根据权利要求1所述的磁浮装置，其特征在于，所述车体连接架(202)与所述悬浮模块(2043)之间设置弹簧阻尼器(207)。

9.根据权利要求1所述的磁浮装置，其特征在于，所述弹性悬挂件(203)设置于所述悬浮模块(2043)的中部。

10.一种磁浮运输系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的磁浮装置。