CN210011606U - 一种高温超导磁悬浮车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高温超导磁浮车设计制造技术领域，具体涉及一种高温超导磁悬浮车。包括车架，车架上设置有至少一个向上的凸起部，所述凸起部内可转动的连接有悬浮转向装置，所述悬浮转向装置包括低温保持容器和设置在低温保持容器内部的高温超导块材，低温保持容器设置在永磁轨道的正上方。本实用新型通过在车架上设置凸起部，在凸起部中可转动的连接悬浮转向装置，可实现让车架上非凸起部的位置更靠近永磁轨道，降低车架与永磁轨道的高度差，从而降低重心，提高稳定性。

Description

一种高温超导磁悬浮车

技术领域

本实用新型涉及高温超导磁浮车设计制造技术领域，具体涉及一种高温超导磁悬浮车。

背景技术

高温超导磁悬浮车是一种悬浮和导向不需要电源、不需要控制的自稳定悬浮系统，它通过处于超导状态的车载块状高温超导体与磁性轨道之间的电磁作用力实现车体的稳定悬浮。

目前世界上研制成功高温超导磁悬浮列车的国家有中国、德国、巴西、俄罗斯等国。以目前处于领先的西南交通大学真空管道高温超导磁悬浮环形实验系统上运行的“super maglev”为例，现有技术利用四个低温保持容器内的块材阵列提供列车运行过程中所需的悬浮力和导向力，列车走行部分结构为四个杜瓦两两之间通过轴桥连接，前后两个轴桥可相对车体独立旋转，其结构类似轮轨铁路的径向转向架，以达到通过曲线的能力。现有技术中由于车体设计的限制，列车荷载1人。巴西里约热内卢联邦大学在其校内成功修建200m的载人高温超导磁悬浮试验线项目“Maglev-Cobra”，该车，共由4节车厢组成，能载员24人。该试验线的一个显著特点是直线感应电机的初级绕组安装于车体底部，而对应的次级感应板安装在轨道中心位置处(短定子直线电机)。该车尺寸较大，所需的高温超导块材较多，造价较高且只能在直线段上运行，不具备过曲线能力。

现有的高温超导磁悬浮列车普遍存在以下问题：1、载人高温超导磁悬浮车在同量级尺寸下，荷载人数明显偏少，由于车身结构方面的限制难以发挥高温超导磁悬浮列车的载人潜力。2、现有国外技术中的载人高温超导磁悬浮车在走行部/转向架的设计上过曲线能力不足，巴西里约热内卢联邦大学开发的“Maglev-Cobra”号列车更是不具备过曲线能力。3、现有技术中由于设计原因，列车重心偏高且上下客不方便。

实用新型内容

本实用新型目提供了一种高温超导磁悬浮车，解决了现有的高温超导磁悬浮车的重心偏高，稳定性差和上下客不方便的问题，同时提高了高温超导磁悬浮车过曲线的能力。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种高温超导磁悬浮车，包括车架，车架上设置有至少一个向上的凸起部，所述凸起部内可转动的连接有悬浮转向装置，所述悬浮转向装置包括低温保持容器和设置在低温保持容器内部的高温超导块材，低温保持容器设置在永磁轨道的正上方。悬浮转向装置的顶部与凸起部顶板的底部可转动的相连，使车架的其余部位低于悬浮转向装置与凸起部的连接处，更加靠近永磁轨道，从而降低高温超导磁悬浮车的重心，提高稳定性。同时，可在凸起部的上方设置座椅，车架上非凸起部的位置供乘客站立或行动，可降低乘客上下车时需要上升和下降的高度，使乘客上下车更加方便。

作为上述技术方案的优选，所述车架上设置有两个互相平行的凸起部，每个凸起部内均设置有两个悬浮转向装置，每个悬浮转向装置可根据永磁轨道的弧度独立旋转。凸起部可根据载重进行调整，当需要增加载重时，可以增加凸起部的数量。同时，能够随着永磁轨道的弧度独立旋转的悬浮转向装置能够在通过弯道时，随着弯道的曲率的线路调整角度，使超导磁悬浮车能够顺利通过弯道。

作为上述技术方案的优选，所述悬浮转向装置通过连接机构与车架可转动的相连，所述低温保持容器上方设置有至少两个上支撑轮，两个上支撑轮处于同一平面且顶部均与凸起部接触，所述两个上支撑轮分别设置在连接机构的两侧。两个上支撑轮与车架上的凸起部形成两个高副，保持悬浮转向装置的稳定性。

作为上述技术方案的优选，所述上支撑轮设置有三个，三个上支撑轮处于同一平面且呈三角形设置，所述连接机构设置在三个上支撑轮之间。三个上支撑轮与车架上的凸起部形成三个高副，可以防止悬浮转向装置因为连接机构或车架的形变而前后点头和左右倾覆，即可以防止悬浮转向装置绕x轴旋转或绕y轴旋转。同时，上支撑轮可根据需要进行增加，设置N个上支撑轮，其中N为大于或等于2的正整数。

作为上述技术方案的优选，所述低温保持容器的顶部设置有上盖板，上盖板上设置有轴承座，轴承座内设置有轴承，轴承上套设有心轴，心轴的上部与凸起部相连。所述心轴的上部依次套设有下轴套和上轴套，连接时，将上轴套从心轴上取下，将心轴穿过凸起部上的连接通孔，待下轴套与凸起部接触后，再将上轴套套设在心轴上，且上轴套与凸起部接触后，通过紧固件将上轴套的位置固定，实现心轴与车架的连接；所述紧固件包括螺母、销子等。

作为上述技术方案的优选，所述上盖板上还设置有连接件，连接件包括互相垂直的水平部和竖直部，水平部与上盖板固定连接，竖直部设置在所述低温保持容器的一侧，且竖直部的下部设置有横向保护轮。横向保护轮可在低温保持容器发生较大横向位移时与护轨接触来保证不发生脱轨事故。所述横向保护轮水平设置，且在同一平面上设置有两个。两个横向保护轮的设置，能够有效保持悬浮转向装置的稳定性，当需要横向保护轮来防止脱轨事故时，防止因为受力不均而使悬浮转向装置绕着心轴发生不必要的旋转。

作为上述技术方案的优选，所述竖直部的底部设置有纵向支撑轮，纵向支撑轮的最低点低于所述连接件。纵向支撑轮可在低温保持容器中的高温超导体失去超导状态时提供垂向支撑力。

作为上述技术方案的优选，所述纵向支撑轮竖直设置，且所述纵向支撑轮至少设置有一组，每组纵向支撑轮分别设置在所述连接件的两侧。多组纵向支撑轮的设置，在高温超导体失去超导状态时能够更好的支撑车架。

作为上述技术方案的优选，所述水平部与竖直部可拆卸地相连。方便拆卸和安装，使维护更加方便。同时，可以通过调节水平部与竖直部的连接位置，调整走行部的宽度和竖直部与护轨的距离，以适应未来可能的不同永磁轨道规格。

作为上述技术方案的优选，所述连接件的水平部与竖直部的连接处设置有至少一个垫片，竖直部的顶部设置有横梁，螺栓依次穿过水平部、垫片和横梁，将水平部、垫片和横梁连接。当需要调整走行部的高度时，可通过增加或减少垫片的数量来实现，同时，也可改善连接处的应力集中，增加悬浮转向装置的强度。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在车架上设置凸起部，在凸起部中可转动的连接悬浮转向装置，可实现让车架上非凸起部的位置更靠近永磁轨道，降低车架与永磁轨道的高度差，从而降低重心，提高稳定性。同时，可在凸起部的上方设置座椅，其余部位供乘客站立或行动，从而降低乘客上下车时需要上升和下降的高度，使乘客上下车更加方便。本实用新型全车采用低地板设计，整车车内低地板率达到53.87％，一方面降低了车辆的重心使车辆的稳定性更佳，另一方面也便捷了乘客上下车。

相互独立的悬浮转向装置可以使低温保持容器独立旋转，随着永磁轨道的曲率变化调整其姿态，提高其适应线路的能力，充分发挥其过小曲线的潜能。当轨道由直道进入弯道时，四个低温保持容器会因为超导体的磁通钉扎特性，会受到力的作用使其跟随轨道运动。同时限制了其它自由度上的运动，提高了其运动稳定性。同时，本实用新型极大地简化了走行部的结构，装配简单，维护方便，减轻车的自重，节省了宝贵的空间。

在相似尺寸下，本专利所开发高温超导磁悬浮车荷载人数达到8人，每平米载人数达到2.99人，而现有技术载人数为1人，每平米载人数为0.46人。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中设置有三个上支撑轮的悬浮转向装置结构示意图；

图3是本实用新型中设置有五个上支撑轮的悬浮转向装置结构示意图；

图4是本实用新型中车架结构示意图；

图5是本实用新型中多个磁悬浮车编组运行结构示意图。

图中：1、低温保持容器；2、上盖板；3、下轴套；4、上轴套；5、心轴；6、上支撑轮；7、轴承座；8、垫片；9、横向保护轮；10、纵向支撑轮；11、连接件；12、车架；13、凸起部；14、悬浮转向装置；15、座椅；16、车钩。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型做进一步详细说明。

实施例1：

如图1和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，包括车架12，车架12上设置有至少一个向上的凸起部13，所述凸起部13内可转动的连接有悬浮转向装置14，所述悬浮转向装置14包括低温保持容器1和设置在低温保持容器1内部的高温超导块材，低温保持容器1设置在永磁轨道的正上方。悬浮转向装置14的顶部与凸起部13顶板的底部可转动的相连，使车架12的其余部位低于悬浮转向装置14与凸起部13的连接处，更加靠近永磁轨道，从而降低高温超导磁悬浮车的重心，提高稳定性。同时，可在凸起部13的上方设置座椅，车架12上非凸起部13的位置供乘客站立或行动，可降低乘客上下车时需要上升和下降的高度，使乘客上下车更加方便。

实施例2：

如图1和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例1基本相同，区别在于：

所述车架12上设置有两个互相平行的凸起部13，每个凸起部13内均设置有两个悬浮转向装置14，每个悬浮转向装置14可根据永磁轨道的弧度独立旋转。凸起部13可根据载重进行调整，当需要增加载重时，可以增加凸起部13的数量。同时，能够随着永磁轨道的弧度独立旋转的悬浮转向装置14能够在通过弯道时，随着弯道的曲率的线路调整角度，使超导磁悬浮车能够顺利通过弯道。

实施例3：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例1基本相同，区别在于：

所述悬浮转向装置14通过连接机构与车架12可转动的相连，所述低温保持容器1上方设置有至少两个上支撑轮6，两个上支撑轮6处于同一平面且顶部均与凸起部13接触，所述两个上支撑轮6分别设置在连接机构的两侧。两个上支撑轮6与车架12上的凸起部13形成两个高副，保持悬浮转向装置14的稳定性。

实施例4：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例3基本相同，区别在于：

所述上支撑轮6设置有三个，三个上支撑轮6处于同一平面且呈三角形设置，所述连接机构设置在三个上支撑轮6之间。三个上支撑轮6与车架12上的凸起部13形成三个高副，可以防止悬浮转向装置14因为连接机构或车架12的形变而前后点头和左右倾覆，即可以防止悬浮转向装置14绕x轴旋转或绕y轴旋转。

实施例5：

如图1、图3和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例3基本相同，区别在于：

所述上支撑轮6设置有五个，五个上支撑轮6处于同一平面且四个上支撑轮6组成一个矩形，另一个上支撑轮6设置在该矩形外，且连接机构设置在该矩形的中心，五个上支撑轮6与车架12上的凸起部13形成五个高副，可以防止悬浮转向装置14因为连接机构或车架12的形变而前后点头和左右倾覆，即可以防止悬浮转向装置14绕x轴旋转或绕y轴旋转。

实施例6：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例3基本相同，区别在于：

所述低温保持容器1的顶部设置有上盖板2，上盖板2上设置有轴承座7，轴承座7内设置有轴承，轴承上套设有心轴5，心轴5的上部与凸起部13相连。所述心轴5的上部依次套设有下轴套3和上轴套4，连接时，将上轴套4从心轴5上取下，将心轴5穿过凸起部13上的连接通孔，待下轴套3与凸起部13接触后，再将上轴套4套设在心轴5上，且上轴套4与凸起部13接触后，通过紧固件将上轴套4的位置固定，实现心轴5与车架12的连接；所述紧固件包括螺母、销子等。

实施例7：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例6基本相同，区别在于：

所述上盖板2上还设置有连接件11，连接件11包括互相垂直的水平部和竖直部，水平部与上盖板2固定连接，竖直部设置在所述低温保持容器1的一侧，且竖直部的下部设置有横向保护轮9。横向保护轮9可在低温保持容器1发生较大横向位移时与护轨接触来保证不发生脱轨事故。所述横向保护轮9水平设置，且在同一平面上设置有两个。两个横向保护轮9的设置，能够有效保持悬浮转向装置14的稳定性，当需要横向保护轮9来防止脱轨事故时，防止因为受力不均而使悬浮转向装置14横向平移过大或绕着心轴5发生不必要的旋转。

实施例8：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例7基本相同，区别在于：

所述竖直部的底部设置有纵向支撑轮10，纵向支撑轮10的最低点低于所述连接件11。纵向支撑轮10可在低温保持容器1中的高温超导体失去超导状态时提供垂向支撑力。

实施例9：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例8基本相同，区别在于：

所述纵向支撑轮10竖直设置，且所述纵向支撑轮10至少设置有一组，每组纵向支撑轮10分别设置在所述连接件11的两侧。多组纵向支撑轮10的设置，在高温超导体失去超导状态时能够更好的支撑车架12。

实施例10：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例7基本相同，区别在于：

所述水平部与竖直部可拆卸地相连。方便拆卸和安装，使维护更加方便。同时，可以通过调节水平部与竖直部的连接位置，调整走行部的宽度和竖直部与护轨的距离，以适应未来可能的不同永磁轨道规格。

实施例11：

如图1、图2和图4所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，本实施例与实施例10基本相同，区别在于：

所述连接件11的水平部与竖直部的连接处设置有至少一个垫片8，竖直部的顶部设置有横梁，螺栓依次穿过水平部、垫片8和横梁，将水平部、垫片8和横梁连接。当需要调整走行部的高度时，可通过增加或减少垫片8的数量来实现，同时，也可改善连接处的应力集中，增加悬浮转向装置14的强度。

实施例12：

如图1和图5所示，本实施例公开了一种高温超导磁悬浮车，包括车架12，车架12上设置有两个向上的凸起部13，所述凸起部13内可转动的连接有两个悬浮转向装置14，故车架12上设置有四个悬浮转向装置14.两凸起部13之间的车架12上设置有直线电机感应板，所述悬浮转向装置14包括低温保持容器1和设置在低温保持容器1内部的高温超导块材，低温保持容器1设置在永磁轨道的正上方。所述车架12上方设置有车壳，凸起部13正上方的车壳内设置有座椅15。本车采用轻量化设计。车架采用框架结构，在需要采用大块平板类零件的地方也在其非配合区域设计有减重孔，减少了金属用量，此外本车设计使用了独立旋转类式悬浮转向装置14，简化了走行装置，有效地减轻了整车重量。

本实用新型在空间利用方面进行了最优的利用，巧妙地将座椅置于凸起部的上方。有利于直接把车体受到的重力直接传递给走行部进而通过超导体与轨道的相互作用传递给轨道，另一方面布置两组背靠背式座椅，达到了在列车上加装了四排座椅，每排做两人，荷载8人的设计目标。同时按人体工学设计了可移动的座椅。本实用新型车身前后左右均采用对称设置，当需要编组运行时，两车之间可通过车钩16进行可拆卸的连接。同时，在运行时无车头和车尾之分，正反两个方向均可运行。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种高温超导磁悬浮车，其特征在于：包括车架(12)，车架(12)上设置有至少一个向上的凸起部(13)，所述凸起部(13)内可转动的连接有悬浮转向装置(14)，所述悬浮转向装置(14)包括低温保持容器(1)和设置在低温保持容器(1)内部的高温超导块材，低温保持容器(1)设置在永磁轨道的正上方。

2.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述车架(12)上设置有两个互相平行的凸起部(13)，每个凸起部(13)内均设置有两个悬浮转向装置(14)，每个悬浮转向装置(14)可根据永磁轨道的弧度独立旋转。

3.根据权利要求1所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述悬浮转向装置(14)通过连接机构与车架(12)可转动的相连，所述低温保持容器(1)上方设置有至少两个上支撑轮(6)，两个上支撑轮(6)处于同一平面且顶部均与凸起部接触，所述两个上支撑轮(6)分别设置在连接机构的两侧。

4.根据权利要求3所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述上支撑轮(6)设置有三个，三个上支撑轮(6)处于同一平面且呈三角形设置，所述连接机构设置在三个上支撑轮(6)之间。

5.根据权利要求3或4所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述低温保持容器(1)的顶部设置有上盖板(2)，上盖板(2)上设置有轴承座(7)，轴承座(7)内设置有轴承，轴承上套设有心轴(5)，心轴(5)的上部与车体相连。

6.根据权利要求5所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述上盖板(2)上还设置有连接件(11)，连接件(11)包括互相垂直的水平部和竖直部，水平部与上盖板(2)固定连接，竖直部设置在所述低温保持容器(1)的一侧，且竖直部的下部设置有横向保护轮(9)。

7.根据权利要求6所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述竖直部的底部设置有纵向支撑轮(10)，纵向支撑轮(10)的最低点低于所述连接件(11)。

8.根据权利要求7所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述纵向支撑轮(10)竖直设置，且所述纵向支撑轮(10)至少设置有一组，每组纵向支撑轮(10)分别设置在所述连接件(11)的两侧。

9.根据权利要求6所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述水平部与竖直部可拆卸地相连。

10.根据权利要求9所述的高温超导磁悬浮车，其特征在于：所述连接件(11)的水平部与竖直部的连接处设置有至少一个垫片(8)，竖直部的顶部设置有横梁，螺栓依次穿过水平部、垫片(8)和横梁，将水平部、垫片(8)和横梁连接。

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