CN117990396A - 适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置，包括地基、安装架、悬浮架、超导磁体、8字线圈、作动单元、铰接单元、顶部驱动单元、负重平台、纵向自由度限位单元、垂向止挡、转盘以及轴承箱及支座，两个转盘通过轴承箱及支座相对设置在地基的下部，8字线圈沿外延均匀设置在转盘的内侧表面上，两个转盘上的8字线圈通过铰接单元连接，作动单元与8字线圈连接以为8字线圈提供垂向激励和横向激励，安装架设置在地基的上部，顶部驱动单元和垂向止挡设置在安装架上，悬浮架位于两个转盘之间与8字线圈对应的位置且通过纵向自由度限位单元与垂向止挡连接，负重平台设置在悬浮架上，顶部驱动单元用于对负重平台施加外力以模拟车体负载。

Description

适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置

技术领域

本发明涉及磁浮车辆试验装置技术领域，尤其涉及一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置。

背景技术

超导电动悬浮(EDS)制式的悬浮推进导向系统主要由车载超导磁体和地面轨道模组组成，地面模组主要由推进线圈和8字线圈组成。超导电动悬浮车辆一般运行在U型轨道内，地面模组安装在U型轨道侧壁上。推进线圈推动车载超导线圈使车辆运行，当车载超导磁体与轨道8字线圈产生相对运动，8字线圈切割超导磁体磁场，由于电磁感应的原理在8字线圈内产生感应电流和感应磁场，超导磁体磁场与8字线圈感应磁场相互作用，产生悬浮力和导向力。当超导磁体与8字线圈相对运动达到一定速度时，感应产生的磁场才能够提供足够的悬浮导向力从而保证车辆稳定悬浮。

目前的电动悬浮制式转台，其轨道线圈固定并围成封闭圆环，圆环内有转盘连接的沿轨道转动行驶的超导磁体，轨道静止磁体运动，从而实现超导磁体与地面线圈的相对运动并产生电磁力。

然而，现有的电动悬浮制式转台由于限定了磁体的运动方式，只能实现超导磁体与8字线圈间的相对运动(滚动)，但不能实现振动，相应地也就无法模拟轨道激励对车辆的影响。

发明内容

本发明提供了一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置，能够解决现有技术中的技术问题。

本发明提供了一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置，其中，该装置包括地基、安装架、悬浮架、超导磁体、8字线圈、作动单元、铰接单元、顶部驱动单元、负重平台、纵向自由度限位单元、垂向止挡、转盘以及轴承箱及支座，两个所述转盘通过所述轴承箱及支座相对设置在所述地基的下部，所述8字线圈沿外延均匀设置在所述转盘的内侧表面上，两个所述转盘上的8字线圈通过所述铰接单元连接，所述作动单元与所述8字线圈连接以为所述8字线圈提供垂向激励和横向激励，所述安装架设置在所述地基的上部，所述顶部驱动单元和所述垂向止挡设置在所述安装架上，所述悬浮架位于两个所述转盘之间与所述8字线圈对应的位置且通过所述纵向自由度限位单元与所述垂向止挡连接，所述负重平台设置在所述悬浮架上，所述顶部驱动单元用于对所述负重平台施加外力以模拟车体负载，所述垂向止挡用于在悬浮前对所述悬浮架提供垂向支撑，所述纵向自由度限位单元用于在悬浮时对所述悬浮架提供纵向约束。

优选地，该装置还包括弹性单元，所述弹性单元设置在所述悬浮架与所述负重平台之间。

优选地，所述弹性单元为空气弹簧。

优选地，所述顶部驱动单元为液压作动器。

优选地，所述铰接单元为铰接线。

优选地，该装置还包括操作平台，设置在所述地基的上部。

通过上述技术方案，既可以实现磁体与地面线圈的相对运动(即滚动)，又可以实现地面线圈的振动，从而等效模拟车辆在线路上的运行状态，评估车辆运行性能，模拟轨道不平顺的激励对于车辆系统的影响，以保证超导电动悬浮车辆实际运行的稳定性和平稳性。

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示出了根据本发明实施例的一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置的正视图；

图2示出了根据本发明实施例的一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置的侧视图；

图3示出了根据本发明实施例的转盘的示意图。

附图标记说明

1 地基； 2 安装架； 3 悬浮架； 4 超导磁体； 5 8字线圈；

6 作动单元； 7 铰接单元； 8 顶部驱动单元； 9 负重平台；

10 弹性单元； 11 纵向自由度限位单元； 12垂向止挡；

14 转盘； 15 轴承箱及支座。

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。

如图1-3所示，本发明实施例提供了一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置，其中，该装置包括地基1、安装架2、悬浮架3、超导磁体4、8字线圈5、作动单元6、铰接单元7、顶部驱动单元8、负重平台9、纵向自由度限位单元11、垂向止挡12、转盘14以及轴承箱及支座15，两个所述转盘14通过所述轴承箱及支座15相对设置在所述地基1的下部，所述8字线圈5沿外延均匀设置在所述转盘14的内侧表面上，两个所述转盘14上的8字线圈5通过所述铰接单元7连接，所述作动单元6与所述8字线圈5连接以为所述8字线圈5提供垂向激励和横向激励，所述安装架2设置在所述地基1的上部，所述顶部驱动单元8和所述垂向止挡12设置在所述安装架2上，所述悬浮架3位于两个所述转盘14之间与所述8字线圈5对应的位置且通过所述纵向自由度限位单元11与所述垂向止挡12连接，所述负重平台9设置在所述悬浮架3上，所述顶部驱动单元8用于对所述负重平台9施加外力以模拟车体负载(模拟车体负载作用在负重平台上)，所述垂向止挡12用于在悬浮前对所述悬浮架3提供垂向支撑，所述纵向自由度限位单元11用于在悬浮时对所述悬浮架3提供纵向约束。

通过上述技术方案，既可以实现磁体与地面线圈的相对运动即滚动，又可以实现地面线圈的振动，从而等效模拟车辆在线路上的运行状态，评估车辆运行性能，模拟轨道不平顺的激励对于车辆系统的影响，以保证超导电动悬浮车辆实际运行的稳定性和平稳性。

根据本发明一种实施例，该装置还包括弹性单元10，所述弹性单元10设置在所述悬浮架3与所述负重平台9之间。

也就是，悬浮架可以通过弹性单元支撑负重平台。负重平台受顶部驱动单元作用，用来模拟等效车辆荷载，通过设置弹性单元可以确保悬浮架垂向上受力稳定。

根据本发明一种实施例，所述弹性单元10为空气弹簧。

采用空气弹簧可以更好地实现对负重平台的支撑。

根据本发明一种实施例，所述顶部驱动单元8为液压作动器。

也就是，可以采用液压作动器来模拟车体负载作用在负重平台上。

根据本发明一种实施例，所述铰接单元7为铰接线。

也就是，如图1所示，左侧转盘内侧表面上的8子线圈下部可以通过铰接线与右侧转盘内侧表面上的8子线圈下部连接。由此，可以为悬浮架提供良好的导向力。

根据本发明一种实施例，该装置还包括操作平台13，设置在所述地基1的上部。

通过设置操作平台，可以便于操作人员的设备安装及设备操作等。

下面对本发明所述的适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置的工作原理进行描述。

初始状态下由于转盘静止，此时超导磁体与8字线圈之间没有相对运动，所以超导磁体未受到悬浮力作用无法悬浮，此时悬浮架落在垂向止挡上(即，垂向止挡对所述悬浮架提供垂向支撑)。当转盘带动8字线圈开始转动，超导磁体与8字线圈之间产生相对运动，当转盘转速足够时，超导磁体所受的悬浮力使整个悬浮架起浮，脱离垂向止挡(即，悬浮架与垂向止挡分离)，在垂向方向稳定悬浮；两侧8字线圈通过铰接线连接，可以为悬浮架提供良好的导向力，从而使悬浮架在横向稳定。由于磁体与线圈之间的相对运动也会产生纵向力，因此可以通过纵向自由度限位单元来进行纵向限位以保证悬浮架不会脱离预定位置，该限位单元仅提供纵向约束，对垂向和横向自由度无影响。悬浮架通过空气弹簧支撑负重平台，由于配重平台受顶部液压装置作用，用来模拟等效车辆荷载，悬浮架垂向上受力稳定。在转盘高速运行时，8字线圈所连接的作动单元可以根据预定输入进行作动(提供垂向和横向激励)，来模拟轨道不平顺对车辆系统的激扰。其中，该激扰通过超导磁体、悬浮架和空气弹簧后传递至负重平台。

从上述实施例可以看出，本发明所述的滚动振动缩比试验装置可以用来模拟电动悬浮车辆在不同速度下轨道不平顺激励对车辆系统的平稳性和稳定性，为车辆上线运行的安全提供科学验证。

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 (6)

1.一种适用于电动悬浮的滚动振动缩比试验装置，其特征在于，该装置包括地基(1)、安装架(2)、悬浮架(3)、超导磁体(4)、8字线圈(5)、作动单元(6)、铰接单元(7)、顶部驱动单元(8)、负重平台(9)、纵向自由度限位单元(11)、垂向止挡(12)、转盘(14)以及轴承箱及支座(15)，两个所述转盘(14)通过所述轴承箱及支座(15)相对设置在所述地基(1)的下部，所述8字线圈(5)沿外延均匀设置在所述转盘(14)的内侧表面上，两个所述转盘(14)上的8字线圈(5)通过所述铰接单元(7)连接，所述作动单元(6)与所述8字线圈(5)连接以为所述8字线圈(5)提供垂向激励和横向激励，所述安装架(2)设置在所述地基(1)的上部，所述顶部驱动单元(8)和所述垂向止挡(12)设置在所述安装架(2)上，所述悬浮架(3)位于两个所述转盘(14)之间与所述8字线圈(5)对应的位置且通过所述纵向自由度限位单元(11)与所述垂向止挡(12)连接，所述负重平台(9)设置在所述悬浮架(3)上，所述顶部驱动单元(8)用于对所述负重平台(9)施加外力以模拟车体负载，所述垂向止挡(12)用于在悬浮前对所述悬浮架(3)提供垂向支撑，所述纵向自由度限位单元(11)用于在悬浮时对所述悬浮架(3)提供纵向约束。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括弹性单元(10)，所述弹性单元(10)设置在所述悬浮架(3)与所述负重平台(9)之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述弹性单元(10)为空气弹簧。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶部驱动单元(8)为液压作动器。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述铰接单元(7)为铰接线。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括操作平台(13)，设置在所述地基(1)的上部。