CN207631021U - 一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，包括轨道部件和车辆部件，轨道部件中，轨道梁(R01)以高架形式铺设，轨道梁(R01)的两侧的下方具有横向止挡板(R02)和垂向止挡板(R03)，轨道梁(R01)上安装的直线电机定子(R06)的铁芯未设置永磁体；车辆部件中，每列车辆包含的用于载客的车厢(C01)仅一个，与车厢(C01)连接的车辆构架(C05)也仅一个，车厢(C01)的顶部与车辆构架(C05)的下端固定连接，车辆构架(C05)上安装的直线电机动子(C10)的铁芯未设置永磁体。本实用新型具有噪音小、选线灵活、发车间隔短、轨道结构轻便且占地面积小等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁浮列车技术领域，特别是涉及一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构。
背景技术
随着人口和私家车的增加，城市交通拥堵状况日益严重，公共汽车、出租车等地面公共交通工具的平均旅行速度逐渐下降，严重影响人们的工作和生活，因此城市内部迫切需要一种快捷的小型化交通工具，这种小型化交通工具应当具有噪音小、选线灵活、发车间隔短、轨道结构轻便且占地面积小等特点，可快速连接5km范围内的社区、商场、医院、地铁站、公交站等公共场所，实现一人或同行几人在5km范围内10分钟快捷到达的舒适交通。
磁浮列车具有绿色、爬坡能力强、转弯半径小等优点，然而现有的商业化磁浮交通线路，例如上海高速磁浮线、长沙磁浮快线，双向复线占地宽度超过10米，并不适于土地资源紧缺、空间有限的城市社区。因此，如何提供一种绿色、快捷、短距离、选线灵活且占地面积小的公共交通工具，成为了本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，该小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构具有噪音小、选线灵活、发车间隔短、轨道结构轻便且占地面积小等特点。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，包括：
轨道部件：高架形式铺设的轨道梁，所述轨道梁的两侧向下延伸形成横向止挡板，所述横向止挡板的下端向所述轨道梁的中部方向弯折延伸形成垂向止挡板，所述轨道梁的下表面固定安装有两条平行的钢轨，两条所述钢轨之间设置有直线电机定子，所述直线电机定子与所述轨道梁的下表面固定连接，所述直线电机定子的铁芯未设置永磁体；
车辆部件：每列车辆包含的用于载客的车厢仅一个，与所述车厢连接的车辆构架也仅一个，所述车厢的顶部与所述车辆构架的下端固定连接，所述车辆构架的两侧端搭在所述垂向止挡板的上表面，所述车辆构架的上表面的中部固定安装有直线电机动子，所述直线电机动子的两侧设置有与所述钢轨对应的悬浮电磁铁，所述直线电机动子的铁芯未设置永磁体。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述直线电机定子的铁芯和/或所述直线电机动子的铁芯由硅钢叠片制成。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述直线电机动子包括两套绕组，其中一套所述绕组用于与所述直线电机定子作用产生牵引力，另一套所述绕组用于与所述直线电机定子作用产生电能。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述车辆构架与所述垂向止挡板相对应的部分的下表面安装有垂向滑橇。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述车辆构架与所述垂向止挡板相对应的部分的朝向所述横向止挡板的一面安装有横向滑橇。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述车辆构架由铝合金制成。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述悬浮电磁铁包括两片竖向放置的磁轭板、位于两片所述磁轭板之间的横向铁芯和缠绕在所述横向铁芯上的线圈，两片所述磁轭板平行相对，所述横向铁芯的两端与所述磁轭板固定连接。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述车厢内沿所述轨道梁的纵向至多布设两排座椅，每排座椅沿所述轨道梁的横向延伸。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述车厢的外顶上安装有车载电气设备。
优选地，在上述小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构中，所述横向铁芯的数量不小于2个。
本实用新型提供的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构具有如下显著优点：
(1)采用磁浮技术，吸收了磁浮列车噪音小、爬坡能力强、转弯半径小、安全舒适等优点；
(2)只有一个车辆构架(现有磁浮车辆车厢较长，且采用多构架，多构架之间以及多构架与车厢之间运动干涉限制车辆的转弯半径)，因此可进一步减小转弯半径；
(3)采用小型化车厢，可乘1～6人，满足一人或同行几人的出行需求；
(4)小型化车辆只需满足一人或同行几人登车的时间，停站时间短，可缩短发车间隔；
(5)轨道采用高架形式，不受地面交通情况的影响，快速连接社区与商场、医院、地铁站、公交站等公共场所，尤其可保障到医院的生命通道畅通无阻；
(6)由于车辆小、载客少、重量轻，与现有磁浮交通相比，本实用新型轨道支撑结构可大幅简化，从而减小占地面积，适用于土地资源紧缺的社区和城市内部；
(7)系统中不包含永磁体，断电后磁性部件会自动失磁，因此吸附的铁质异物易清除，维护方便，安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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是本实用新型实施例一提供的一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构的横截面示意图；
图2是本实用新型实施例一提供的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构的纵截面示意图；
图3是图2中件C08的示意图；
图4是图2中件C08的工作原理示意图。
图中标记为：
R01、轨道梁；R02、横向止挡板；R03、垂向止挡板；R04、钢轨；R05、定子安装座；R06、直线电机定子；C01、车厢；C02、座椅；C03、车载电气设备；C031、第一悬浮控制器；C032、第二悬浮控制器；C04、垂向滑橇；C05、车辆构架；C06、横向滑橇；C07、电磁铁安装座；C08、悬浮电磁铁；C081、磁轭板；C082、横向铁芯；C083、线圈；C09、动子安装座；C10、直线电机动子；C111、第一悬浮传感器；C112、第二悬浮传感器；C121、第一悬浮点；C122、第二悬浮点。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
实施例一
参见图1和图2，图1是本实用新型实施例一提供的一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构的横截面示意图，图2是本实用新型实施例一提供的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构的纵截面示意图。
本实用新型实施例一提供的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构包括轨道部件和车辆部件两部分，其中，在轨道部件中，轨道梁R01以高架形式铺设，轨道梁R01的两侧向下延伸形成横向止挡板R02，横向止挡板R02的下端向轨道梁R01的中部方向弯折延伸形成垂向止挡板R03，轨道梁R01的下表面固定安装有两条平行的钢轨R04，两条钢轨R04之间设置有直线电机定子R06，直线电机定子R06与轨道梁R01的下表面固定连接，直线电机定子R06的铁芯未设置永磁体；
在车辆部件中，每列车辆包含的用于载客的车厢C01仅一个，与车厢C01连接的车辆构架C05也仅一个。车辆构架C05的两侧端搭在垂向止挡板R03的上表面，车辆构架C05的下端与车厢C01的顶部固定连接，车辆构架C05的上表面的中部固定安装有直线电机动子C10，直线电机动子C10的两侧设置有与钢轨R04对应的悬浮电磁铁C08，直线电机动子C10的铁芯未设置永磁体。
如图1所示，轨道梁R01下表面的中部设置有定子安装座R05，直线电机定子R06固定安装在定子安装座R05上，车辆构架C05上表面的中部设置有动子安装座C09，直线电机动子C10固定安装在动子安装座C09上，车辆构架C05上表面的两侧设置有电磁铁安装座C07，悬浮电磁铁C08固定安装在电磁铁安装座C07上。
由图1可见，车厢C01通过车辆构架C05吊挂在轨道梁R01上，车辆构架C05上的悬浮电磁铁C08与轨道梁R01上的钢轨R04正对，悬浮电磁铁C08通电后产生电磁吸力，使车厢C01保持悬浮，而直线电机定子R06与直线电机动子C10相互作用产生牵引力，驱动车厢C01运行。
由于直线电机定子R06的铁芯和直线电机动子C10的铁芯均未设置永磁体，断电后会自动失去磁性，所以采用本实用新型提供的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，在吸附铁质异物等后容易清除，维护起来更加方便，从而达到安全可靠的目的。
本实用新型采用磁浮技术，吸收了磁浮列车噪音小、爬坡能力强、转弯半径小、安全舒适等优点。现有磁浮车辆车厢较长，且采用多构架，多构架之间以及多构架与车厢之间运动干涉限制车辆的转弯半径，而由于本实用新型的车辆部件中每列车辆只有一个车辆构架，因此可进一步减小转弯半径，而且，采用小型化车厢，可乘1～6人，能够满足一人或同行几人的出行需求。
由于小型化车辆只需满足一人或同行几人登车的时间，停站时间短，所以可缩短发车间隔。而且，由于车辆小、载客少、重量轻，与现有磁浮交通相比，本实用新型轨道支撑结构可大幅简化，从而减小占地面积，适用于土地资源紧缺的社区和城市内部。
本实用新型的轨道部件中，轨道采用高架形式，不受地面交通情况的影响，因而能够快速连接社区与商场、医院、地铁站、公交站等公共场所，尤其可保障到医院的生命通道畅通无阻。
具体实际应用中，直线电机定子R06的铁芯和/或直线电机动子C10的铁芯可以由硅钢叠片制成。
为了节省车厢C01的内部空间，可以在车厢C01的外顶上安装车载电气设备C03，例如空调、悬浮控制器、蓄电池等。为了节省能源，实施例一中，直线电机动子C10包括两套绕组，其中一套绕组用于与直线电机定子R06作用产生牵引力，另一套绕组用于与直线电机定子R06作用产生电能，提供给车载电气设备C03。
为了减小车辆构架C05的磨损，可以在车辆构架C05与垂向止挡板R03相对应的部分的下表面安装有垂向滑橇C04，在车辆构架C05与垂向止挡板R03相对应的部分的朝向横向止挡板R02的一面安装有横向滑橇C06，如图1所示。
车辆构架C05可以由铝合金制成，这样车辆构架C05具有一定的弹性变形能力，可实现悬浮解耦控制所需要的扭曲变形。
参见图3和图4，为了实现悬浮解耦控制，实施例一中，悬浮电磁铁C08包括两片竖向放置的磁轭板C081、位于两片磁轭板C081之间的横向铁芯C082和缠绕在横向铁芯C082上的线圈C083，两片磁轭板C081平行相对，横向铁芯C082的两端与磁轭板C081固定连接，横向铁芯C082的数量为两个，这样每个悬浮电磁铁C08的悬浮系统可分为两个悬浮点，即图4所示的第一悬浮点C121和第二悬浮点C122，第一悬浮点C121包括悬浮电磁铁C08的二分之一、第一悬浮传感器C111和第一悬浮控制器C031，第二悬浮点C112包括悬浮电磁铁C08的另外二分之一、第二悬浮传感器C112和第二悬浮控制器C032。
以第一悬浮点C121为例，悬浮控制的原理为：第一悬浮传感器C111安装于悬浮电磁铁C08端部，用于检测悬浮电磁铁C08端部的垂向加速度以及悬浮电磁铁C08与钢轨R04之间的间隙，并将垂向加速度与间隙信号转换为电信号发送到第一悬浮控制器C031，第一悬浮控制器C031根据垂向加速度与间隙信号进行运算后输出控制电流到悬浮电磁铁C08，通过改变电流大小调节电磁吸力的大小，从而使悬浮间隙稳定保持在设定值，即实现悬浮电磁铁C08的稳定悬浮。
第一悬浮点C121和第二悬浮点C122可各自独立控制，优选地，还可以互相通信，交互状态信息，实现相互解耦控制。
为了使吸附的铁质异物等容易被清除，悬浮电磁铁C08同样不包含永磁体，横向铁芯C082由钢材制成，线圈C083采用铝导线。
实施例二
具体实际应用中，横向铁芯C082的数量还可以大于2个，实施例二与实施例一的区别仅在于，悬浮电磁铁C08设置的横向铁芯C082的数量不同，在实施例二中，每个悬浮电磁铁C08具有4个横向铁芯C082，即每个悬浮电磁铁C08包括4个线圈C083，4个线圈C083可以两个为一组，分别由不同的悬浮点控制。
在以上各实施例中，车厢C01内沿轨道梁R01的纵向一般至多布设两排座椅C02，每排座椅C02沿轨道梁R01的横向延伸。每排座椅C02的数量一般不超过三个。当设置两排座椅C02，可以采用如图2所示的“背对背”形式，也可以采用“面对面”形式。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，包括：
轨道部件：高架形式铺设的轨道梁(R01)，所述轨道梁(R01)的两侧向下延伸形成横向止挡板(R02)，所述横向止挡板(R02)的下端向所述轨道梁(R01)的中部方向弯折延伸形成垂向止挡板(R03)，所述轨道梁(R01)的下表面固定安装有两条平行的钢轨(R04)，两条所述钢轨(R04)之间设置有直线电机定子(R06)，所述直线电机定子(R06)与所述轨道梁(R01)的下表面固定连接，所述直线电机定子(R06)的铁芯未设置永磁体；
车辆部件：每列车辆包含的用于载客的车厢(C01)仅一个，与所述车厢(C01)连接的车辆构架(C05)也仅一个，所述车厢(C01)的顶部与所述车辆构架(C05)的下端固定连接，所述车辆构架(C05)的两侧端搭在所述垂向止挡板(R03)的上表面，所述车辆构架(C05)的上表面的中部固定安装有直线电机动子(C10)，所述直线电机动子(C10)的两侧设置有与所述钢轨(R04)对应的悬浮电磁铁(C08)，所述直线电机动子(C10)的铁芯未设置永磁体。
2.根据权利要求1所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述直线电机定子(R06)的铁芯和/或所述直线电机动子(C10)的铁芯由硅钢叠片制成。
3.根据权利要求1所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述直线电机动子(C10)包括两套绕组，其中一套所述绕组用于与所述直线电机定子(R06)作用产生牵引力，另一套所述绕组用于与所述直线电机定子(R06)作用产生电能。
4.根据权利要求1所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述车辆构架(C05)与所述垂向止挡板(R03)相对应的部分的下表面安装有垂向滑橇(C04)。
5.根据权利要求4所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述车辆构架(C05)与所述垂向止挡板(R03)相对应的部分的朝向所述横向止挡板(R02)的一面安装有横向滑橇(C06)。
6.根据权利要求1所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述车辆构架(C05)由铝合金制成。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述悬浮电磁铁(C08)包括两片竖向放置的磁轭板(C081)、位于两片所述磁轭板(C081)之间的横向铁芯(C082)和缠绕在所述横向铁芯(C082)上的线圈(C083)，两片所述磁轭板(C081)平行相对，所述横向铁芯(C082)的两端与所述磁轭板(C081)固定连接。
8.根据权利要求7所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述车厢(C01)内沿所述轨道梁(R01)的纵向至多布设两排座椅(C02)，每排座椅(C02)沿所述轨道梁(R01)的横向延伸。
9.根据权利要求8所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述车厢(C01)的外顶上安装有车载电气设备(C03)。
10.根据权利要求8所述的小型化吊挂式磁浮车辆与轨道结构，其特征在于，所述横向铁芯(C082)的数量不小于2个。
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