CN200975925Y - 一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备 - Google Patents

Abstract

一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备：底座上的电机经传动机构带动不锈钢圆盘及其上面的圆环状的高温超导磁悬浮车用磁轨旋转；底座上的L形机架2的顶部有垂向加载电动缸，以驱动下面的支撑架沿机架竖直滑动；支撑架上的横向加载电动缸则驱动上滑板沿支撑架的下部横向滑动；上滑板与中滑板间横向安装的传感器测定横向滑动时的导向力；中滑板与其下方的下滑板可以纵向滑动，二者间安装的纵向力传感器测定纵向滑动时的纵向力；下滑板与其下方的杜瓦容器支架可垂向滑动，二者间竖直连接的悬浮力传感器测定悬浮力；杜瓦容器支架悬挂有位于高温超导车用磁轨正上方的杜瓦容器。它能测试在车用磁轨高速旋转动条件下，高温超导块材的动态磁悬浮性能。

Description

一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备

技术领域

本实用新型涉及一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备。

背景技术

高温超导磁悬浮列车是高温超导块材在磁悬浮技术领域的重要应用之一，设计研制高温超导磁悬浮列车时，必须对高温超导块材的各种悬浮性能进行详细的研究与测试。但是，由于实验条件和测试技术等方面的影响，目前的测试装置仅能在静态或者准静态条件下对高温超导块材的悬浮力或者导向力等进行研究。无法测试在动态情况下块材的悬浮力、导向力、纵向力、悬浮力刚度等，更无法研究不同速度或者不同加速度对块材悬浮性能的影响。如本申请人的99117455.0号专利“高温超导磁悬浮测试方法”和200610021654.8号专利申请“高温超导磁悬浮测试装置以及使用该装置的测试方法”，是将超导块材悬置于支架下的杜瓦中，而在杜瓦容器下方的平台上固定永磁导轨，通过垂向或者横向加载装置改变块材与永磁导轨的相对位移，在准静态条件下，对高温超导块材的悬浮力和导向力以及悬浮力刚度和导向力刚度进行测试。

而在高温超导磁悬浮列车实际运行过程中，高温超导磁悬浮列车在永磁导轨上高速运行，高温超导块材与永磁导轨的相对运动速度达数百公里/小时。因此，现有的测试装置无法模拟高温超导磁悬浮车的真实运行情况。由于高温超导磁悬浮列车的永磁导轨是由许多小块永久磁铁通过螺栓固定拼接而成，轨道表面的磁场不均匀；这必然使高速运行时，高温超导块材的悬浮性能产生变化，并可能产生纵向力。所以，对块材和永磁导轨有较高相对运动速度的动态情况下，块材的悬浮特性研究十分必要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，该装置不但能进行静态或者准静态条件下的块材静态悬浮性能测试，而且更重要的是，该装置能在动态条件下测试块材的动态悬浮性能，即动态时的悬浮力或导向力或纵向力与转速的关系；悬浮力或导向力或纵向力与加速度的关系；悬浮力或导向力与位移的关系；悬浮力或导向力或纵向力与时间的关系；指定位置悬浮力的磁刚度与转速的关系；指定位置悬浮力的磁刚度与加速度的关系。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其组成为：

a、抗震底座上安装有不锈钢L形机架(2)和由电机驱动的水平或竖直的不锈钢圆盘，不锈钢圆盘的边缘或边缘附近固定有一圈与圆盘同心的圆环状的高温超导车用磁轨；

b、L形机架的顶部上安装有垂向加载电动缸，垂向加载电动缸下面的丝杆与三维测力装置的支撑架相连，支撑架背面竖直滑动地安装在L形机架上部内侧；支撑架上固定有横向加载电动缸，电动缸向前伸出的丝杆与上滑板的侧板相连，上滑板横向滑动地安装在支撑架的下部；

c、上滑板下面横向滑动安装有中滑板，上滑板与中滑板之间还横向安装有导向力传感器；

d、中滑板下面纵向滑动安装有下滑板，中滑板与下滑板之间还纵向安装有纵向力传感器；

e、下滑板的下方垂向滑动的连接杜瓦容器支架，下滑板与杜瓦容器支架之间竖直连有悬浮力传感器；

f、杜瓦容器支架下悬挂有杜瓦容器，杜瓦容器内安放有高温超导块材，杜瓦容器位于高温超导车用磁轨的正上方。

本实用新型进行动态性能测试时的工作过程和原理是：

通过计算机控制系统启动并控制电机调以指定的速度恒速或者变速运转，并带动不锈钢圆盘及其上的圆环状的高温超导车用磁轨按指定速度或加速度高速旋转，车用磁轨的线速度可达数百公里以上。

通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸驱动三维测力装置的支撑架向下移动，使杜瓦容器降至指定高度，此时，杜瓦容器中的块材与车用磁轨将产生悬浮力，由于杜瓦容器支架与下滑板是垂向滑动安装在一起的，该悬浮力将使二者之间产生相对移动的趋势，从而可以通过杜瓦容器支架与下滑板之间垂向连接的悬浮力传感器测出动态情况下悬浮力值及其变化。

而当高温超导车用磁轨的磁场不均匀时，在高速旋转情况下，将对杜瓦容器中的块材产生沿车用磁轨切线方向的作用力即纵向力，该纵向力的作用使得纵向滑动连接的中滑板和下滑板之间产生纵向移动的趋势，并通过中滑板和下滑板之间纵向连接的纵向力传感器测出该纵向力的值。

需要测试导向力时，通过控制支撑架上的横向加载电动缸驱动上滑板产生横向滑动，使横向滑动安装在一起的上滑板与中滑板产生横向滑动趋势，并由上滑板与中滑板之间横向安装的导向力传感器测出该导向力的值。

与现有技术相比，本实用新型的有益成果是：

1、能在圆环状磁轨高速旋转(线速度可高达数百公里/小时)的动态条件下，分别或同时测出块材与高速运动磁轨之间的悬浮力、导向力、纵向力，从而得出悬浮力、导向力、纵向力与转速的关系，弥补了现有测试装置无法进行动态测试不足，更好的模拟测试了高温超导磁悬浮车实际高速状况下的高温超导块材的悬浮性能。

2、能在圆环状磁轨加速或减速旋转(线速度可高达数百公里/小时)的动态条件下，分别或同时测出块材与高速运动磁轨之间的悬浮力、导向力、纵向力，从而得出悬浮力、导向力、纵向力与不同加速度之间的关系，以研究不同加速度对块材悬浮性能的影响。更好的模拟测试了高温超导磁悬浮车实际变速状况下的高温超导块材的悬浮性能。

3、该测试装置能在圆环状磁轨高速旋转的动态条件下，测出悬浮力、导向力、纵向力与时间的关系即动态弛豫，可以较好地模拟测试出高温超导磁悬浮列车在实际的长时间高速运行条件下，悬浮力、导向力、纵向力的变化关系。

4、该测试装置能在车用磁轨高速旋转的动态条件下，通过控制垂向加载电动缸与横向加载电动缸分别测出不同垂向位置的悬浮力及导向力，从而通过与本装置相连的计算机控制处理装置，计算得出不同位置处的悬浮力及导向力的磁刚度。以研究在动态条件下，悬浮力、导向力的磁刚度与加速度及运动速度的变化关系。

5、本装置的传感器、垂向加载电动缸、横向加载电动缸及直流调速电机可以方便地与计算机控制处理装置相连，从而方便地实现自动控制与处理，操作简单方便。

上述的电机驱动不锈钢圆盘的具体构成方式为：电机为直流调速电机且安装在抗震底座上，直流电动机与固定在L形机架或底座上的传动机构相连，传动机构的输出轴与水平或竖直的不锈钢圆盘的中心相连，不锈钢圆盘的边缘或边缘附近固定有一圈与圆盘同心的圆环状的高温超导车用磁轨。

这种直流调速电机驱动结构，既便于计算机控制系统调节控制其转速，且其加工制作成本低。

上述的电机驱动不锈钢圆盘的另一种具体构成方式为：电机为直线电机且呈圆环状、固定于L形机架的内侧壁上，并与竖直的不锈钢圆盘同心，靠近高温超导车用磁轨，其直径小于或大于高温超导车用磁轨。

上述的直线电机为超导直线电机。

采用直线电机驱动不锈钢圆盘，同样便于计算机控制系统对其进行调节控制，且结构简单。

上述的支撑架背面竖直滑动地安装在L形机架上部内侧的具体结构为：支撑架通过其背面的竖直滑槽安装在L形机架上部内侧的滑轨上。

上滑板横向滑动地安装在支撑架的下部的具体结构为：上滑板的横向滑槽安装在支撑架底部下面的横向滑轨上。

上滑板下面横向滑动安装中滑板的具体结构为：上滑板下面为中滑板12，上滑板与中滑板之间横向设有两根横向导向杆；每根横向导向杆同时穿入上滑板下面的两个横向导向杆滑套与中滑板上面的两个横向导向杆滑套中。

中滑板下面纵向滑动安装有下滑板的具体结构为：中滑板下面为下滑板，中滑板与下滑板之间纵向设有两根纵向导向杆；每根纵向导向杆同时穿入中滑板下面的两个纵向导向杆滑套与下滑板上面的两个纵向导向杆滑套中。

下滑板的下方垂向滑动的连接杜瓦容器支架的具体结构为：下滑板的下方为杜瓦容器支架，杜瓦容器支架上方竖直的四根竖直导杆套入下滑板的四个竖直滑套中，竖直导杆的顶部设有定位帽。

采用以上方式的滑动连接结构可以使得本实用新型的各个滑动组件之间既能实现灵活的滑动，又使相互之间的连接可靠、稳固，并且其加工制作方便、容易。

上述的杜瓦容器放置的多个高温超导块材呈圆弧形排列，当不锈钢圆盘为水平时，该圆弧形的曲率半径与高温超导车用磁轨的曲率半径相同；当不锈钢圆盘为竖直时，该圆弧形的圆心与高温超导车用磁轨的的圆心重合。

这样可使每个高温超导块材均位于车用磁轨的正上方，而不产生偏离，能较好地模拟高温超导列车运行时高温超导块材与永磁导轨之间的相互位置关系。

上述的杜瓦容器支架通过弹簧以弹性悬挂方式悬挂杜瓦容器，杜瓦容器上安装有振动传感器。

通过振动传感器可以测试出在车用磁轨高速旋转的动态条件下杜瓦容器所产生的振动，更进一步安装三维振动传感器或者同时在三个方向安装三个振动传感器，可以同时测出杜瓦容器垂向、纵向、横向的振动。也即本实用新型可以在测试高温超导块材动态悬浮性能的同时，还能模拟测出杜瓦容器在高速运动状态下的振动特性，以研究高温超导磁悬浮列车在高速运行下的振动性能。

上述的三维测力装置的支撑架通过钢丝绳与L形支架内部的配重块相连，且该钢丝绳绕过L形支架顶部上的两个定滑轮。

这样使得垂向加载电动缸承受的载荷大大减轻，垂向加载电动缸下部的整个三维测力传感部分上下滑动更加自如，提高了测试结果的精度和可靠性，同时也可以选用小功率的垂向加载电动缸，降低制造成本。

下面结合附图及具体的实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1示出本实用新型的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其组成为：

a、抗震底座1上安装有不锈钢L形机架2和由电机22驱动的水平的不锈钢圆盘20，不锈钢圆盘20的边缘或边缘附近固定有一圈与圆盘同心的圆环状的高温超导车用磁轨19。

b、L形机架2的顶部上安装有垂向加载电动缸6，垂向加载电动缸6下面的丝杆6a与三维测力装置A的支撑架9相连，支撑架9背面竖直滑动地安装在L形机架2上部内侧；支撑架9上固定有横向加载电动缸8，电动缸8向前伸出的丝杆8a与上滑板10的侧板相连，上滑板10横向滑动地安装在支撑架9的下部。

c、上滑板10下面横向滑动安装有中滑板12，上滑板10与中滑板12之间还横向安装有导向力传感器11；即横向放置的导向力传感器11的一端与上滑板10相连，另一端与中滑板12相连。

d、中滑板12下面纵向滑动安装有下滑板14，中滑板12与下滑板14之间还纵向安装有纵向力传感器13；即纵向放置的纵向力传感器13的上端与中滑板12相连，下端与下滑板14相连。

e、下滑板14的下方垂向滑动的连接杜瓦容器支架16，下滑板14与杜瓦容器支架16之间竖直连有悬浮力传感器15；也即竖向的悬浮力传感器15的上端与下滑板14相连，下端与杜瓦容器支架16相连。

f、杜瓦容器支架16下悬挂有杜瓦容器18，杜瓦容器18内安放有高温超导块材，杜瓦容器18位于高温超导车用磁轨19的正上方。

本例的电机22驱动不锈钢圆盘20的具体构成方式为：电机22为直流调速电机22且安装在抗震底座1上，直流电动机22与固定在L形机架2或底座上的传动机构21相连，传动机构21的输出轴21a与水平或竖直的不锈钢圆盘20的中心相连，不锈钢圆盘20的边缘或边缘附近固定有一圈与圆盘同心的圆环状的高温超导车用磁轨19。

支撑架9背面竖直滑动地安装在L形机架2上部内侧的具体结构为：支撑架9通过其背面的竖直滑槽7安装在L形机架2上部内侧的滑轨7a上。

上滑板10横向滑动地安装在支撑架9的下部的具体结构为：上滑板10的横向滑槽安装在支撑架9底部下面的横向滑轨上。

上滑板10下面横向滑动安装中滑板12的具体结构为：上滑板10下面为中滑板12，上滑板10与中滑板12之间横向设有两根横向导向杆10b；每根横向导向杆10b同时穿入上滑板10下面的两个横向导向杆滑套10a与中滑板12上面的两个横向导向杆滑套12a中。

中滑板12下面纵向滑动安装有下滑板14的具体结构为：中滑板12下面为下滑板14，中滑板12与下滑板14之间纵向设有两根纵向导向杆14c；每根纵向导向杆14c同时穿入中滑板12下面的两个纵向导向杆滑套12b与下滑板14上面的两个纵向导向杆滑套14a中。

下滑板14的下方垂向滑动的连接杜瓦容器支架16的具体结构为：下滑板14的下方为杜瓦容器支架16，杜瓦容器支架16上方竖直的四根竖直导杆16a套入下滑板14的四个竖直滑套14d中，竖直导杆16a的顶部设有定位帽16b。

杜瓦容器18放置的多个高温超导块材呈圆弧形排列，当不锈钢圆盘为水平时，该圆弧形的曲率半径与高温超导车用磁轨19的曲率半径相同；当不锈钢圆盘20为竖直时，该圆弧形的圆心与高温超导车用磁轨19的的圆心重合。

杜瓦容器支架16通过弹簧以弹性悬挂方式悬挂杜瓦容器18，杜瓦容器18上安装有振动传感器。振动传感器可以是三维振动传感器或者同时在三个方向安装三个振动传感器，则可以同时测出杜瓦容器垂向、纵向、横向的振动。当然也可以只安装一个传感器，只测定某一个方向的振动。

三维测力装置A的支撑架9通过钢丝绳4与L形支架2内部的配重块3相连，且该钢丝绳4绕过L形支架2顶部上的两个定滑轮5。

当然，本实用新型以上的支撑架9与L形机架2的滑动连接件滑轨、滑槽可以互换，杜瓦容器支架16与下滑板14的滑杆、滑套也可互换。

实施例二

本例的组成与实施例一基本相同，不同的仅仅是：传动机构21的输出轴21a，它与竖直的不锈钢圆盘20的中心相连，圆环状的高温超导车用磁轨19固定于不锈钢圆盘20的边缘上方，杜瓦容器18中的多块高温超导块材的排列呈圆弧形，该圆弧形的圆心与高温超导车用磁轨19的圆心也即不锈钢圆盘的圆心重合。

实施例三

本例的组成与实施例二基本相同，不同的仅仅是：竖直的不锈钢圆盘20为同轴连接的两个；相应的杜瓦容器18也有两个，分别位于两个不锈钢圆盘20的边缘上方，这样可以测试并排的两组高温超导块材，与一对高温超导车用磁轨19产生相对运动条件下的磁悬浮性能，可以更真实地模拟在高温超导磁悬浮列车两侧的超导块材与在两根轨道上方运行的状态，其测试的数据更具有实际意义。

实施例四

本例的组成与实施例一基本相同，不同的仅仅是：电机22驱动不锈钢圆盘20的具体构成方式：电机22为直线电机且呈圆环状、固定于L形机架2的内侧壁上，并与竖直的不锈钢圆盘20同心，靠近高温超导车用磁轨19，其直径小于或大于高温超导车用磁轨19。

实施例五

本例的组成与实施例三基本相同，不同的仅仅是：直线电机22为超导直线电机。

采用以上实施例但不局限于以上实施例的本实用新型的测试装置进行各种性能参数测试的方法，其具体步骤是：

一、测试高温超导块材悬浮力或导向力或纵向力与转速的关系的测试方法，其具体步骤是：

A步、块材的定位：

通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6垂向驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确竖向移动到达指定的垂向位置。

通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动至指定的横向位置。

B步、磁轨的旋转：通过计算机控制系统启动并控制电机22的转速，带动不锈钢圆盘20及其上的高温超导车用磁轨19在不同时段以不同的设定速度高速旋转；然后进行C步、D步、E步三种测试中至少一种测试。

C步、悬浮力与转速关系的测试：通过下滑板14与杜瓦容器支架16之间连接的悬浮力传感器15不断地检测出杜瓦容器18的垂向受力，即高温超导块材与车用磁轨19间的悬浮力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的转速，计算得到该位置处高温超导块材的悬浮力与转速的关系。

D步、导向力与转速关系的测试：通过上滑板10与中滑板12之间横向安装的导向力传感器11，不断测出中滑板12沿上滑板10横向移动方向受到的力，即高温超导块材与车用磁轨19间的导向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的转速，计算得到该位置处高温超导块材的导向力与转速的关系。

E步、纵向力与转速关系的测试：通过中滑板12与下滑板14之间的纵向安装的纵向力传感器13，不断测出下滑板14沿中滑板12纵向移动方向受到的纵向力，即高温超导块材与车用磁轨19间的纵向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的转速，计算得到该位置处高温超导块材的纵向力与转速的关系。

二、测试高温超导块材悬浮力或导向力或纵向力与加速度的关系的测试方法，该测试方法的具体步骤是：

A步、块材的定位：

通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6垂向驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确竖向移动到达指定的垂向位置。

通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动至指定的横向位置。

B步、磁轨的加速旋转：通过计算机控制系统启动并控制电机22的转动，并带动不锈钢圆盘20及其上的高温超导车用磁轨19在不同的时段以设定的不同的加速度高速旋转；然后进行C步、D步、E步三种测试中至少一种测试；

C步、悬浮力与加速度关系的测试：通过下滑板14与杜瓦容器支架16之间连接的悬浮力传感器15不断地检测出杜瓦容器18的垂向受力，即高温超导块材与车用磁轨19间的悬浮力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的加速度，计算得到该位置处高温超导块材的悬浮力与加速度的关系。

D步、导向力与加速度关系的测试：通过上滑板10与中滑板12之间横向安装的导向力传感器11，不断测出中滑板12沿上滑板10横向移动方向受到的力，即高温超导块材与车用磁轨19间的导向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的加速度，计算得到该位置处高温超导块材的导向力与加速度的关系。

E步、纵向力与加速度关系的测试：通过中滑板12与下滑板14之间的纵向安装的纵向力传感器13，不断测出下滑板14沿中滑板12纵向移动方向受到的纵向力，即高温超导块材与车用磁轨19间的纵向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的加速度，计算得到该位置处高温超导块材的纵向力与加速度的关系。

三、测试高温超导块材悬浮力或导向力与位移的关系的测试方法，该测试方法的具体步骤是：

A步、磁轨的旋转：通过计算机控制系统启动并控制电机22的转动，并带动不锈钢圆盘20及其上的高温超导车用磁轨19以设定的不同的速度高速旋转。

B步、块材的定位：

通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6垂向驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确竖向移动到达指定的垂向位置。

通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动至指定的横向位置。

然后进行C步、D步两种测试中至少一种测试；

C步、悬浮力与竖向位移关系的测试：

通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6向下驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2上向下竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确竖向移动；并在移动过程中通过下滑板14与杜瓦容器支架16之间连接的悬浮力传感器15不断地检测出杜瓦容器18的垂向受力，即高温超导块材与车用磁轨19间的悬浮力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应的竖向位移数据，计算得到高温超导块材的悬浮力与竖向位移的关系。

D步、导向力与横向位移关系的测试：通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动；并在移动的过程中通过上滑板10与中滑板12之间横向安装的导向力传感器11，不断测出中滑板12沿上滑板10横向移动方向受到的力，即高温超导块材与车用磁轨19间的导向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应的横向位移数据，计算得到高温超导块材的导向力与横向位移的关系。

四、测试高温超导块材悬浮力或导向力或纵向力与时间的关系的测试方法，该测试方法的具体步骤是：

A步、块材的定位：

通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6垂向驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确竖向移动到达指定的垂向位置。

通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动至指定的横向位置。

B步、磁轨的旋转：通过计算机控制系统启动并控制电机22的转速，带动不锈钢圆盘20及其上的高温超导车用磁轨19以设定速度高速旋转；然后进行C步、D步、E步三种测试中至少一种测试。

C步、悬浮力与时间关系的测试：通过下滑板14与杜瓦容器支架16之间连接的悬浮力传感器15不断地检测出杜瓦容器18的垂向受力，即高温超导块材与车用磁轨19间的悬浮力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内的时间数据，计算得到该位置处及该速度下高温超导块材的悬浮力与时间的关系。

D步、导向力与时间关系的测试：通过上滑板10与中滑板12之间横向安装的导向力传感器11，不断测出中滑板12沿上滑板10横向移动方向受到的力，即高温超导块材与车用磁轨19间的导向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内的时间数据，计算得到该位置处及该速度下高温超导块材的导向力与时间的关系。

E步、纵向力与时间关系的测试：通过中滑板12与下滑板14之间的纵向安装的纵向力传感器13，不断测出下滑板14沿中滑板12纵向移动方向受到的纵向力，即高温超导块材与车用磁轨19间的纵向力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内的时间数据，计算得到该位置处及该速度下高温超导块材的纵向力与时间的关系。

五、测试高温超导块材悬浮力的磁刚度与转速关系的测试方法，其具体步骤是：

A步、块材的定位：

通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动至指定的横向位置。

B步、块材的移动：通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6垂向驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确垂向往复移动。

C步、磁轨的旋转：通过计算机控制系统启动并控制电机22的转速，带动不锈钢圆盘20及其上的高温超导车用磁轨19以设定速度高速旋转。

D步、悬浮力磁刚度与转速关系的测试：通过下滑板14与杜瓦容器支架16之间连接的悬浮力传感器15不断地检测出杜瓦容器18的垂向受力，即高温超导块材与车用磁轨19间的悬浮力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的高温超导车用磁轨19的转速，计算得到该位置处高温超导块材的悬浮力磁刚度与转速的关系。

六、测试高温超导块材悬浮力的磁刚度与加速度关系的测试方法，其具体步骤是：

A步、块材的定位：通过计算机控制系统控制支撑架9上固定的横向加载电动缸8，驱动上滑板10沿着支撑架9横向滑动，实现杜瓦容器18及其内部的高温超导块材横向精确移动至指定的横向位置。

B步、块材的移动：通过计算机控制系统控制垂向加载电动缸6垂向驱动三维测力装置A的支撑架9，沿着L形机架2竖直滑动，使杜瓦容器18及其内部的高温超导块材精确垂向往复移动。

C步、磁轨的加速旋转：通过计算机控制系统启动并控制电机22的转动，并带动不锈钢圆盘20及其上的高温超导车用磁轨19在不同的时段以设定的不同的加速度高速旋转。

D步、悬浮力磁刚度与加速度关系的测试：通过下滑板14与杜瓦容器支架16之间连接的悬浮力传感器15不断地检测出杜瓦容器18的垂向受力，即高温超导块材与车用磁轨19间的悬浮力，并把测试数据实时传输给计算机，结合计算机内存储的对应时刻的高温超导车用磁轨19的加速度，计算得到该位置处高温超导块材的悬浮力磁刚度与加速度的关系。

Claims (8)

1.一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其组成为：

a、抗震底座(1)上安装有不锈钢L形机架(2)和由电机(22)驱动的水平或竖直的不锈钢圆盘(20)，不锈钢圆盘(20)的边缘或边缘附近固定有一圈与圆盘同心的圆环状的高温超导车用磁轨(19)；

b、L形机架(2)的顶部上安装有垂向加载电动缸(6)，垂向加载电动缸(6)下面的丝杆(6a)与三维测力装置(A)的支撑架(9)相连，支撑架(9)背面竖直滑动地安装在L形机架(2)上部内侧；支撑架(9)上固定有横向加载电动缸(8)，电动缸(8)向前伸出的丝杆(8a)与上滑板(10)的侧板相连，上滑板(10)横向滑动地安装在支撑架(9)的下部；

c、上滑板(10)下面横向滑动安装有中滑板(12)，上滑板(10)与中滑板(12)之间还横向安装有导向力传感器(11)；

d、中滑板(12)下面纵向滑动安装有下滑板(14)，中滑板(12)与下滑板(14)之间还纵向安装有纵向力传感器(13)；

e、下滑板(14)的下方垂向滑动的连接有杜瓦容器支架(16)，下滑板(14)与杜瓦容器支架(16)之间竖直连有悬浮力传感器(15)；

f、杜瓦容器支架(16)下悬挂有杜瓦容器(18)，杜瓦容器(18)内安放有高温超导块材，杜瓦容器(18)位于高温超导车用磁轨(19)的正上方。

2、根据权利要求1所述的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其特征在于，所述的电机(22)驱动不锈钢圆盘(20)的具体构成方式为：电机(22)为直流调速电机(22)且安装在抗震底座(1)上，直流电动机(22)与固定在L形机架(2)或底座上的传动机构(21)相连，传动机构(21)的输出轴(21a)与水平或竖直的不锈钢圆盘(20)的中心相连，不锈钢圆盘(20)的边缘或边缘附近固定有一圈与圆盘同心的圆环状的高温超导车用磁轨(19)。

3、根据权利要求1所述的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其特征在于，所述的电机(22)驱动不锈钢圆盘(20)的具体构成方式为：电机(22)为直线电机且呈圆环状、固定于L形机架(2)的内侧壁上，并与竖直的不锈钢圆盘(20)同心，靠近高温超导车用磁轨(19)，其直径小于或大于高温超导车用磁轨(19)。

4、根据权利要求3所述的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其特征在于：所述的直线电机(22)为超导直线电机。

5、根据权利要求1所述的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其特征在于：所述的支撑架(9)背面竖直滑动地安装在L形机架(2)上部内侧的具体结构为：支撑架(9)通过其背面的竖直滑槽(7)安装在L形机架(2)上部内侧的滑轨(7a)上；

上滑板10横向滑动地安装在支撑架(9)的下部的具体结构为：上滑板(10)的横向滑槽安装在支撑架(9)底部下面的横向滑轨上；

上滑板(10)下面横向滑动安装中滑板(12)的具体结构为：上滑板(10)下面为中滑板(12)，上滑板(10)与中滑板(12)之间横向设有两根横向导向杆(10b)；每根横向导向杆(10b)同时穿入上滑板(10)下面的两个横向导向杆滑套(10a)与中滑板(12)上面的两个横向导向杆滑套(12a)中；

中滑板(12)下面纵向滑动安装有下滑板(14)的具体结构为：中滑板(12)下面为下滑板(14)，中滑板(12)与下滑板(14)之间纵向设有两根纵向导向杆(14c)；每根纵向导向杆(14c)同时穿入中滑板(12)下面的两个纵向导向杆滑套(12b)与下滑板(14)上面的两个纵向导向杆滑套(14a)中；

下滑板(14)的下方垂向滑动的连接杜瓦容器支架(16)的具体结构为：下滑板(14)的下方为杜瓦容器支架(16)，杜瓦容器支架(16)上方竖直的四根竖直导杆(16a)套入下滑板(14)的四个竖直滑套(14d)中，竖直导杆(16a)的顶部设有定位帽(16b)。

6、根据权利要求1所述的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其特征在于：所述的杜瓦容器(18)放置的多个高温超导块材呈圆弧形排列，当不锈钢圆盘为水平时，该圆弧形的曲率半径与高温超导车用磁轨(19)的曲率半径相同；当不锈钢圆盘(20)为竖直时，该圆弧形的圆心与高温超导车用磁轨(19)的的圆心重合。

7、根据权利要求1所述的一种高温超导块材动态性能测试装置，其特征在于：所述的杜瓦容器支架(16)通过弹簧以弹性悬挂方式悬挂杜瓦容器(18)，杜瓦容器(18)上安装有振动传感器。

8、根据权利要求1所述的一种测试高温超导块材磁悬浮动态性能的设备，其特征在于：所述的三维测力装置(A)的支撑架(9)通过钢丝绳(4)与L形支架(2)内部的配重块(3)相连，且该钢丝绳(4)绕过L形支架(2)顶部上的两个定滑轮(5)。

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