CN209921072U - 具有安全转弯系统的磁悬浮车辆 - Google Patents

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本实用新型涉及磁悬浮技术领域,具体涉及具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体(1)、悬浮架(2)、杜瓦容器(4)、永磁轨道(5),所述的杜瓦容器(4)通过悬浮架(2)安装于车体(1)下部,杜瓦容器(4)内设置高温超导块材,所述永磁轨道(5)位于车体(1)下方,与杜瓦容器(4)相对设置,所述永磁轨道(5)在转弯处的内侧和/或外侧设置支撑件(6),所述车体(1)侧面及支撑件(6)上设置相适配的磁力产生装置,所述磁力产生装置所产生的磁力作用于车体(1),车体(1)的受力方向与车体(1)的转弯方向一致,本实用新型在磁悬浮车辆转弯时,提供磁力克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。

Description

具有安全转弯系统的磁悬浮车辆
技术领域
本实用新型涉及磁悬浮技术领域,具体涉及具有安全转弯系统的磁悬浮车辆。
背景技术
磁悬浮技术越来越多地应用于我们的日常生活中,其中,磁悬浮列车是一个重要的发展方向。磁悬浮列车大致可以分为常导磁悬浮列车、低温超导磁悬浮列车和高温超导磁悬浮列车三种类型。常导磁悬浮列车需要复杂的控制系统,给悬浮导向电磁铁持续供电,耗电量大。低温超导磁悬浮列车利用电动悬浮原理可以实现较高的悬浮高度,但是在静态及低速条件下无法悬浮,且在前进方向上存在着较大的磁阻力。
高温超导磁悬浮车辆利用了高温超导块材特有的钉扎特性,在永磁轨道的强磁场环境中能够实现磁悬浮车辆的无源自稳定悬浮,即不需要设置悬浮稳定控制系统、不需要供电,即可令高温超导块材实现静态和动态悬浮。
高温超导块材属于第二类非理想超导体,在高温超导体内部存在着人为制造的缺陷,即钉扎中心。高温超导块材具有抗磁性,将由永磁体提供的一部分磁场排斥在块材外,产生悬浮力。同时,高温超导块材内部的钉扎中心会捕获部分磁通,产生磁通钉扎力,使其能够自稳定悬浮在永磁轨道上方。
磁悬浮车辆运行于曲线线路时会受到离心力的作用,尤其在高速运行、小曲线半径线路等条件下,要求更大的导向力来平衡离心力,否则有可能出现车辆侧移、甚至侧滚的情况,严重威胁车辆运行的平稳性和安全性。然而,高温超导体只能提供有限的导向力,在某些恶劣运行工况下比如景区地形限制,弯道半径较小,高温超导磁悬浮车辆的运行平稳性和安全性会受到较大的影响。
综上所述,高温超导磁悬浮车辆具有一定的技术优势,但如何提高其曲线通过性能是本领域技术人员急需解决的关键问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,解决现有的高温超导磁悬浮车辆转弯时安全性能不佳的问题。
为解决上述的技术问题,本实用新型采用以下技术方案:
具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体、悬浮架、杜瓦容器、永磁轨道,所述的杜瓦容器通过悬浮架安装于车体下部,杜瓦容器内设置高温超导块材,所述永磁轨道位于车体下方,与杜瓦容器相对设置,所述永磁轨道在转弯处的内侧和/或外侧设置支撑件,所述车体侧面及支撑件上设置相适配的磁力产生装置,所述磁力产生装置所产生的磁力作用于车体,车体的受力方向与车体的转弯方向一致,此处所述的转弯方向一致是指以车辆行进方向为正方,车体的受力方向与车体的转弯方向同向左或同向右。
杜瓦容器内的高温超导块材与车体下方的永磁轨道之间产出磁力将车体悬浮,永磁轨道在转弯处的内侧和/或外侧设置的支撑件及车体侧面上的磁力产生装置产生的磁力作用与车体,对于车体的受力方向与车体的转弯方向一致,即可克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。
作为优选,所述的支撑件与地面之间通过转轴铰接,使支撑件远离或靠近车体侧面。
车速较低时,离心力较小,并且磁力产生装置作用于车体时会降低车速,反而增加耗能,因此车速较低时无需磁力产生装置产生磁力对车体“抓附”,因此支撑件与地面之间通过转轴铰接,可根据通过的车辆的车速使支撑件远离或靠近车体侧面。
作为优选,所述的转轴由电机带动,所述永磁轨道在转弯处设置对车体的测速仪,所述测速仪与电机驱动器连接,电机驱动器与电机连接,测速仪将测得的车速信号传递至电机驱动器,电机驱动器驱动电机以带动转轴转动,即通过测量车速自动对支撑件控制。
作为优选,所述的支撑件设置于永磁轨道转弯处的外侧,所述磁力产生装置为在车体侧面、支撑件上设置相适配的第二杜瓦容器、第二永磁轨道。第二杜瓦容器与第二永磁轨道之间的钉扎特性对车体产生“斥力”,与离心力向背,即可克服离心力。
作为优选,所述磁力产生装置为在车体侧面、支撑件上设置相适配的永磁体,更加降低成本。
作为优选,所述的车体与悬浮架之间设置有空气弹簧。空气弹簧可以隔绝部分来自悬浮架的震动,达到减震的作用,提高乘坐舒适度。
作为优选,所述的车体侧面与磁力产生装置之间通过弹性缓冲件连接。弹性缓冲件在车辆转弯时能吸收一部分因磁力产生装置而产生的震动,提高车辆的运行稳定性。
作为优选,所述的杜瓦容器壁为双层结构,并且双层结构之间抽真空。杜瓦容器中需填充液氮对高温超导块材进行低温保存,杜瓦容器壁的真空结构更加利于保温。
作为优选,所述的永磁轨道的宽度大于杜瓦容器宽度,以确保杜瓦容器内的高温超导块均处于永磁轨道上方。
作为优选,所述的悬浮架下方设置备用安全轮。当发生险情,车体失去悬浮力时,安全轮落地,避免车体因惯性而发生更大的险情。
与现有技术相比,本实用新型至少能产生以下一种有益效果:本实用新型在磁悬浮车辆转弯时,提供磁力克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全;本实用新型通过测量车速控制支撑件远离或靠近车体侧面,既节能又更加安全;本实用新型成本低;本实用新型乘坐舒适度佳,车辆运行稳定;本实用新型设置安全轮,避免车体失去悬浮力时因惯性而发生更大的险情。
附图说明
图1为本实用新型磁力产生装置为永磁体时的结构示意图。
图2为本实用新型磁力产生装置为第二杜瓦容器、第二永磁轨道时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
图1示出了此种具有安全转弯系统的磁悬浮车辆的结构,下面结合图例列举一个实施例。
实施例1:
具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体1、悬浮架2、杜瓦容器4、永磁轨道5,所述的杜瓦容器4通过悬浮架2安装于车体1下部,杜瓦容器4内设置高温超导块材,所述永磁轨道5位于车体1下方,与杜瓦容器4相对设置,所述永磁轨道5在转弯处的内侧和/或外侧设置支撑件6,所述车体1侧面及支撑件6上设置相适配的永磁体10,如支撑件6设置于转弯处的内侧,则车体1侧面及支撑件6上的永磁体之间应相吸,如支撑件6设置于转弯处的外侧,则车体1侧面及支撑件6上的永磁体之间应相斥。
杜瓦容器4内的高温超导块材与车体1下方的永磁轨道5之间产出磁力将车体1悬浮,永磁轨道5在转弯处的内侧和/或外侧设置的支撑件6及车体1侧面上的永磁体10产生的磁力作用与车体1,对于车体1的受力方向与车体1的转弯方向一致,即可克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。
图2示出了此种具有安全转弯系统的磁悬浮车辆的结构,下面结合图例列举几个实施例。
实施例2:
具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体1、悬浮架2、杜瓦容器4、永磁轨道5,所述的杜瓦容器4通过悬浮架2安装于车体1下部,杜瓦容器4内设置高温超导块材,所述永磁轨道5位于车体1下方,与杜瓦容器4相对设置,所述永磁轨道5在转弯处的外侧设置支撑件6,所述车体1侧面及支撑件6上设置相适配的第二杜瓦容器8、第二永磁轨道9,第二杜瓦容器8与第二永磁轨道9之间的钉扎特性对车体1产生“斥力”,与离心力向背,即可克服离心力。
杜瓦容器4内的高温超导块材与车体1下方的永磁轨道5之间产出磁力将车体1悬浮,永磁轨道5在转弯处的外侧设置的支撑件6及车体1侧面上的第二杜瓦容器8、第二永磁轨道9产生的磁力作用与车体1,对于车体1的受力方向与车体1的转弯方向一致,即可克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。
实施例3:
具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体1、悬浮架2、杜瓦容器4、永磁轨道5,所述的杜瓦容器4通过悬浮架2安装于车体1下部,杜瓦容器4内设置高温超导块材,所述永磁轨道5位于车体1下方,与杜瓦容器4相对设置,所述永磁轨道5在转弯处的外侧设置支撑件6,所述车体1侧面及支撑件6上设置相适配的第二杜瓦容器8、第二永磁轨道9,第二杜瓦容器8与第二永磁轨道9之间的钉扎特性对车体1产生“斥力”,与离心力向背,即可克服离心力。所述的支撑件6与地面之间通过转轴7铰接,转轴7由电机带动,所述永磁轨道5在转弯处设置对车体1的测速仪,所述测速仪与电机驱动器连接,电机驱动器与电机连接,测速仪将测得的车速信号传递至电机驱动器,电机驱动器驱动电机以带动转轴转动,即通过测量车速自动对支撑件6控制,使支撑件6远离或靠近车体1侧面。
杜瓦容器4内的高温超导块材与车体1下方的永磁轨道5之间产出磁力将车体1悬浮,永磁轨道5在转弯处的外侧设置的支撑件6及车体1侧面上的第二杜瓦容器8、第二永磁轨道9产生的磁力作用与车体1,对于车体1的受力方向与车体1的转弯方向一致,即可克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。车速较低时,离心力较小,并且磁力产生装置作用于车体1时会降低车速,反而增加耗能,因此车速较低时无需磁力产生装置产生磁力对车体“抓附”,因此支撑件6与地面之间通过转轴7铰接,可根据通过的车辆的车速使支撑件6远离或靠近车体1侧面。
实施例4:
具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体1、悬浮架2、杜瓦容器4、永磁轨道5,所述的杜瓦容器4通过悬浮架2安装于车体1下部,杜瓦容器4内设置高温超导块材,所述永磁轨道5位于车体1下方,与杜瓦容器4相对设置。车体1与悬浮架2之间还设置有空气弹簧11,空气弹簧11可以隔绝部分来自悬浮架2的震动,达到减震的作用,提高乘坐舒适度。所述永磁轨道5在转弯处的外侧设置支撑件6,所述车体1侧面通过弹性缓冲件12设置第二杜瓦容器8,弹性缓冲件12在车辆转弯时能吸收一部分因磁力产生装置而产生的震动,提高车辆的运行稳定性。所述支撑件6上设置相适配的第二永磁轨道9,第二杜瓦容器8与第二永磁轨道9之间的钉扎特性对车体1产生“斥力”,与离心力向背,即可克服离心力。所述的支撑件6与地面之间通过转轴7铰接,转轴7由电机带动,所述永磁轨道5在转弯处设置对车体1的测速仪,所述测速仪与电机驱动器连接,电机驱动器与电机连接,测速仪将测得的车速信号传递至电机驱动器,电机驱动器驱动电机以带动转轴转动,即通过测量车速自动对支撑件6控制,使支撑件6远离或靠近车体1侧面。
杜瓦容器4内的高温超导块材与车体1下方的永磁轨道5之间产出磁力将车体1悬浮,永磁轨道5在转弯处的外侧设置的支撑件6及车体1侧面上的第二杜瓦容器8、第二永磁轨道9产生的磁力作用与车体1,对于车体1的受力方向与车体1的转弯方向一致,即可克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。车速较低时,离心力较小,并且磁力产生装置作用于车体1时会降低车速,反而增加耗能,因此车速较低时无需磁力产生装置产生磁力对车体“抓附”,因此支撑件6与地面之间通过转轴7铰接,可根据通过的车辆的车速使支撑件6远离或靠近车体1侧面。
最优实施例:
具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体1、悬浮架2、杜瓦容器4、永磁轨道5,所述的杜瓦容器4通过悬浮架2安装于车体1下部,杜瓦容器4内设置高温超导块材,杜瓦容器4壁为双层结构,并且双层结构之间抽真空。杜瓦容器4中需填充液氮对高温超导块材进行低温保存,杜瓦容器4壁的真空结构更加利于保温。所述永磁轨道5位于车体1下方,与杜瓦容器4相对设置。永磁轨道5的宽度大于杜瓦容器4宽度,以确保杜瓦容器4内的高温超导块均处于永磁轨道5上方。悬浮架2下方设置备用安全轮13。当发生险情,车体1失去悬浮力时,安全轮13落地,避免车体1因惯性而发生更大的险情。并且车体1与悬浮架2之间还设置有空气弹簧11,空气弹簧11可以隔绝部分来自悬浮架2的震动,达到减震的作用,提高乘坐舒适度。所述永磁轨道5在转弯处的外侧设置支撑件6,所述车体1侧面通过弹性缓冲件12设置第二杜瓦容器8,弹性缓冲件12在车辆转弯时能吸收一部分因磁力产生装置而产生的震动,提高车辆的运行稳定性。所述支撑件6上设置相适配的第二永磁轨道9,第二杜瓦容器8与第二永磁轨道9之间的钉扎特性对车体1产生“斥力”,与离心力向背,即可克服离心力。所述的支撑件6与地面之间通过转轴7铰接,转轴7由电机带动,所述永磁轨道5在转弯处设置对车体1的测速仪,所述测速仪与电机驱动器连接,电机驱动器与电机连接,测速仪将测得的车速信号传递至电机驱动器,电机驱动器驱动电机以带动转轴转动,即通过测量车速自动对支撑件6控制,使支撑件6远离或靠近车体1侧面。
杜瓦容器4内的高温超导块材与车体1下方的永磁轨道5之间产出磁力将车体1悬浮,永磁轨道5在转弯处的外侧设置的支撑件6及车体1侧面上的第二杜瓦容器8、第二永磁轨道9产生的磁力作用与车体1,对于车体1的受力方向与车体1的转弯方向一致,即可克服转弯时的离心力,使得车辆转弯时更加安全。车速较低时,离心力较小,并且磁力产生装置作用于车体1时会降低车速,反而增加耗能,因此车速较低时无需磁力产生装置产生磁力对车体“抓附”,因此支撑件6与地面之间通过转轴7铰接,可根据通过的车辆的车速使支撑件6远离或靠近车体1侧面。
在本说明书中所谈到多个解释性实施例,指的是结合该实施例描述的具体结构包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任意一实施例描述一个结构时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种结构落在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,包括车体(1)、悬浮架(2)、杜瓦容器(4)、永磁轨道(5),所述的杜瓦容器(4)通过悬浮架(2)安装于车体(1)下部,杜瓦容器(4)内设置高温超导块材,所述永磁轨道(5)位于车体(1)下方,与杜瓦容器(4)相对设置,其特征在于:所述永磁轨道(5)在转弯处的内侧和/或外侧设置支撑件(6),所述车体(1)侧面及支撑件(6)上设置相适配的磁力产生装置,所述磁力产生装置所产生的磁力作用于车体(1),车体(1)的受力方向与车体(1)的转弯方向一致。
2.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的支撑件(6)与地面之间通过转轴(7)铰接,使支撑件(6)远离或靠近车体(1)侧面。
3.根据权利要求2所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的转轴由电机带动,所述永磁轨道(5)在转弯处设置对车体(1)的测速仪,所述测速仪与电机驱动器连接,电机驱动器与电机连接,测速仪将测得的车速信号传递至电机驱动器,电机驱动器驱动电机以带动转轴转动。
4.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的支撑件(6)设置于永磁轨道(5)转弯处的外侧,所述磁力产生装置为在车体(1)侧面、支撑件(6)上设置相适配的第二杜瓦容器(8)、第二永磁轨道(9)。
5.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述磁力产生装置为在车体(1)侧面、支撑件(6)上设置相适配的永磁体(10)。
6.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的车体(1)与悬浮架(2)之间设置有空气弹簧(11)。
7.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的车体(1)侧面与磁力产生装置之间通过弹性缓冲件(12)连接。
8.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的杜瓦容器(4)壁为双层结构,并且双层结构之间抽真空。
9.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的永磁轨道(5)的宽度大于杜瓦容器(4)宽度。
10.根据权利要求1所述的具有安全转弯系统的磁悬浮车辆,其特征在于:所述的悬浮架(2)下方设置备用安全轮(13)。
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