CN218973533U - 一种永磁轨道参数检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高温超导磁悬浮交通技术领域，尤其涉及一种永磁轨道参数检测装置，所述装置包括永磁轨道、车体、驱动装置以及霍尔阵列，永磁轨道包括第一永磁轨道和第二永磁轨道，第一永磁轨道与第二永磁轨道间隔设置，第一永磁轨道与第二永磁轨道平行设置；车体包括第一车体、第二车体和连接部，第一车体用于沿第一永磁轨道的延伸方向运动，第二车体用于沿第二永磁轨道的延伸方向运动，第一车体与第二车体之间通过连接部固定相连；驱动装置设置在永磁轨道与车体之间；霍尔阵列设置在永磁轨道与车体之间，霍尔阵列与永磁轨道垂直设置，霍尔阵列通过固定板与车体可拆卸相连，本实用新型通过在车体上设置霍尔阵列可以实现同时测量双轨的磁场参数。

Description

一种永磁轨道参数检测装置

技术领域

本实用新型涉及高温超导磁悬浮交通技术领域，尤其涉及一种永磁轨道参数检测装置。

背景技术

当前，磁悬浮列车的悬浮力、导向力以及动力学行为的研究都离不开外部激励这一研究点。轨道不平顺激励是车辆遇到的主要外部激励之一。对于常导磁浮来说，只需测量几何不平顺，但对于高温超导钉扎制式磁浮来说，其采用的永磁轨道同时综合了几何不平顺和磁场不平顺两种不平顺来源。

目前虽然也有支持其他制式磁悬浮列车研究的不平顺试验设备，但其适用范围都只能支持单一制式磁悬浮的实验研究，且局限于几何不平顺；现有的磁场不平顺测量方式则存在效率低等问题，需要优化。

实用新型内容

本实用新型提供了，旨在解决现有技术无法测量长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数的问题。

本申请实施例提供了一种永磁轨道参数检测装置，包括：永磁轨道、车体、驱动装置以及霍尔阵列，所述永磁轨道包括第一永磁轨道和第二永磁轨道，所述第一永磁轨道与所述第二永磁轨道间隔设置，所述第一永磁轨道与所述第二永磁轨道平行设置；所述车体包括第一车体、第二车体和连接部，所述第一车体设置在所述第一永磁轨道的上方，所述第一车体用于沿所述第一永磁轨道的延伸方向运动，所述第二车体设置在所述第二永磁轨道的上方，所述第二车体用于沿所述第二永磁轨道的延伸方向运动，所述第一车体与所述第二车体之间通过所述连接部固定相连；所述驱动装置设置在所述永磁轨道与所述车体之间；以及所述霍尔阵列设置在所述永磁轨道与所述车体之间，所述霍尔阵列与所述永磁轨道垂直设置，所述霍尔阵列通过固定板与所述车体可拆卸相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在第一永磁轨道上设置第一车体，在第二永磁轨道上设置第二车体，并将第一车体与第二车体通过连接部连接，再在第一车体与第二车体上分别设置霍尔阵列，可以有效的解决现有技术中无法测量长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数的问题，实现在长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数的测量，并且还可以兼顾双轨，同时对双轨系统的磁场参数进行测量，适应性强。

2、本实用新型在第二车体上还设置有第一激光位移传感器，可以对双轨系统的几何参数进行测量，实现了长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数与几何参数的同时测量。

3、本实用新型在车体上设置有第一传感器，通过第一传感器对车辆的加速度参数与运行姿态参数进行测量，并通过车辆的加速度参数与运行姿态参数对磁场参数的测量结构进行修正，保证了测量参数的精确性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型实施例中所述的永磁轨道参数检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中所述的永磁轨道参数检测装置在悬浮模式下的侧视图。

图3是本实用新型实施例中所述的永磁轨道参数检测装置在走行轮支撑模式下的侧视图。

图4是本实用新型实施例中所述的霍尔阵列的结构示意图。

图中标记：1、第一永磁轨道；2、第二永磁轨道；3、第一车体；4、连接部；5、第二车体；6、第一子传感器；7、第二子传感器；8、第三子传感器；9、第四子传感器；10、第五子传感器；11、数据采集器；12、第一激光位移传感器；13、第一悬浮装置；14、第二悬浮装置；15、固定板；16、霍尔阵列；17、灰度传感器；18、第一走行轮；19、第二走行轮；20、第二激光位移传感器；21、第三激光位移传感器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例提供了一种永磁轨道参数检测装置，包括永磁轨道、车体、驱动装置以及霍尔阵列16，永磁轨道包括第一永磁轨道1和第二永磁轨道2，第一永磁轨道1与第二永磁轨道2间隔设置，第一永磁轨道1与第二永磁轨道2平行设置；车体包括第一车体3、第二车体5和连接部4，第一车体3设置在第一永磁轨道1的上方，第一车体3用于沿第一永磁轨道1的延伸方向运动，第二车体5设置在第二永磁轨道2的上方，第二车体5用于沿第二永磁轨道2的延伸方向运动，第一车体3与第二车体5之间通过连接部4固定相连；驱动装置设置在永磁轨道与车体之间；以及霍尔阵列16设置在永磁轨道与车体之间，霍尔阵列16与永磁轨道垂直设置，霍尔阵列通过固定板与车体可拆卸相连，通过在第一永磁轨道1上设置第一车体3，在第二永磁轨道2上设置第二车体5，并将第一车体3与第二车体5通过连接部4连接，再在第一车体3与第二车体5上分别设置霍尔阵列16，当车体通过驱动装置沿轨道延伸方向运动时，可以有效的解决现有技术中无法测量长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数的问题，实现在长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数的测量，并且还可以兼顾双轨，同时对双轨系统的磁场参数进行测量，适应性强，此外，通过将驱动装置与车体可拆卸相连，可以便于对驱动装置进行更换实现悬浮状态与非悬浮状态下的磁场参数测量，需要说明的是，车体为非导磁材料，以确保车体不对永磁轨道的磁场产生干扰。

需要说明的是，霍尔阵列16与车体通过固定板实现可拆卸连接，便于选取不同高度的霍尔传感器安装至车体上，以测量距离永磁轨道不同高度的磁场参数。

在本公开的一种具体实施方式中，车体的顶部设置有至少一个第一传感器，第一传感器包括第一子传感器6、第二子传感器7、第三子传感器8、第四子传感器9和第五子传感器10，第一子传感器6、第二子传感器7、第三子传感器8、和第四子传感器9分别设置在车体的四个顶点处，第五子传感器10设置在车体的对称中心上，第一子传感器6、第三子传感器8和第五子传感器10位于车体的对角线上，其中第一子传感器6、第二子传感器7、第三子传感器8、第四子传感器9和第五子传感器10均为加速度陀螺仪传感器，通过第一子传感器6、第二子传感器7、第三子传感器8、第四子传感器9和第五子传感器10可以测量车体三轴(车体的前进方向、车体的横向方向以及车体的垂向方向)上的轴向加速度，同时也可以测量三轴上的转动角度即姿态参数，将第一传感器分别设置在车体的对称中心与车体的四个顶角处，实现对同一刚体不同点的横向加速度、垂向加速度与姿态的测试，同时第一子传感器6、第三子传感器8和第五子传感器10位于车体的对角线上、第二子传感器7、第四子传感器9和第五子传感器10位于车体的对角线上，可以便于不同点的测量数据进行相互修正补偿，此外，通过第一子传感器6、第二子传感器7、第三子传感器8、第四子传感器9和第五子传感器10采集的姿态参数可以对霍尔阵列16采集的磁场参数进行补偿修正，其中具体为：当车体姿态发送倾斜时，霍尔阵列16本身只能感知霍尔阵列16与永磁轨道表面的直线距离，并不能感知霍尔阵列16与永磁轨道的角度，通过车体的姿态参数，就可以较为准确的得出霍尔阵列16实际测试的磁场位置与角度。

在本公开的一种具体实施方式中，第二车体5上设置有第一激光位移传感器12，第一激光位移传感器12的一端与第二车体5可拆卸相连，第一激光位移传感器12的另一端设置在靠近第二永磁轨道2的一侧，第一激光位移传感器12与第二永磁轨道2垂直设置，第一激光位移传感器12的工作原理是，其中存在一个激光发射源和一个接收反射平面，激光发射源将激光打在被测目标上，不同距离的目标反射回的激光在接收反射平面上的反射点位置不同，接收反射平面对打在被测目标后反射回来的激光进行接收和数据处理，从而实现距离测量，因此通过在第二车体5上设置第一激光位移传感器12，可以对双轨系统的几何参数进行测量，实现了长大轨距场景中永磁轨道的磁场参数与几何参数的同时测量，需要说明的是，第一车体3上也设置有激光位移传感器且设置方式与在第一车体3上的设置方式相同，故不在此赘述。

如图2所示，在本公开的一种具体实施方式中，驱动装置包括悬浮装置，悬浮装置包括第一悬浮装置13和第二悬浮装置14，第一悬浮装置13与第二悬浮装置14分别设置在第二车体5的两端，第一悬浮装置13与第二车体5可拆卸相连，第二悬浮装置14与第二车体5可拆卸相连，悬浮装置为杜瓦容器，在杜瓦容器中装有超导体，其加注液氮进入超导态后，可以稳定悬浮在永磁轨道上，通过在第二车体5上设置悬浮装置可以实现悬浮状态下的几何参数与磁场参数的测量，需要说明的是，第一车体3上也设置有悬浮装置且设置方式与在第一车体3上的设置方式相同，故不在此赘述。

如图3所示，在本公开的一种具体实施方式中，驱动装置包括走行轮，走行轮包括第一走行轮18和第二走行轮19，第一走行轮18与第二走行轮19分别设置在第二车体5的两端，第一走行轮18的一侧与第二车体5可拆卸相连，第一走行轮18的另一侧与第二永磁轨道2接触，第二走行轮19的一侧与第二车体5可拆卸相连，第二走行轮19的另一侧与第二永磁轨道2接触，通过在第二车体5上设置走行轮可以实现非悬浮状态下的几何参数与磁场参数的测量，需要说明的是，第一车体3上也设置有走行轮且设置方式与在第一车体3上的设置方式相同，故不在此赘述，走行轮为非导磁材料，以确保车体不对永磁轨道的磁场产生干扰。

在本公开的一种具体实施方式中，霍尔阵列16包括至少两个霍尔传感器，霍尔传感器沿永磁轨道的宽度方向设置，相邻两个霍尔传感器之间的间距相同，相邻两个霍尔传感器的设置高度相同，永磁轨道的磁场随高度的变化而变化，因此将霍尔传感器的高度设置相同，可以确保磁场参数测量的为同一高度的磁场参数，以确保磁场参数的准确性。

如图4所示，在本公开的一种具体实施方式中，霍尔阵列16的两侧设置分别设置有第二激光位移传感器20和第三激光位移传感器21，第二激光位移传感器20与第三激光位移传感器21均与霍尔阵列16并排设置，第二激光位移传感器20和第三激光位移传感器21的设置高度与霍尔阵列16的设置高度相同，通过在霍尔阵列16的两侧各设置一个激光位移传感器，通过该激光位移传感器可以判断霍尔传感器的底部与永磁轨道的表面之间的距离，从而获取霍尔阵列16测量的磁场参数的高度。

在本公开的一种具体实施方式中，第二车体5上设置有灰度传感器17，灰度传感器17的一端与第二车体5可拆卸相连，灰度传感器17的另一端设置在靠近第二永磁轨道2的一侧，灰度传感器17的工作原理是，在磁轨面上粘贴不影响磁场和高度的等距黑白相间识别条码，通过灰度传感器17对磁轨面黑白识别条码的数据反馈，完成系统总体的测速与定位。

在本公开的一种具体实施方式中，车体上设置有数据采集器11，数据采集器11与第一传感器、霍尔阵列16和第一激光位移传感器12之间均为电连接，通过将数据采集器11与各个传感器电连接，可以将各个传感器采集的数据汇总到数据采集器11中。

需要说明的是，在车体上设置的各个传感器与车体的连接方式均为可拆卸连接，其中可以为，但不限于螺栓连接、卡扣连接。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种永磁轨道参数检测装置，其特征在于，包括：

永磁轨道，所述永磁轨道包括第一永磁轨道(1)和第二永磁轨道(2)，所述第一永磁轨道(1)与所述第二永磁轨道(2)间隔设置，所述第一永磁轨道(1)与所述第二永磁轨道(2)平行设置；

车体，所述车体包括第一车体(3)、第二车体(5)和连接部(4)，所述第一车体(3)设置在所述第一永磁轨道(1)的上方，所述第一车体(3)用于沿所述第一永磁轨道(1)的延伸方向运动，所述第二车体(5)设置在所述第二永磁轨道(2)的上方，所述第二车体(5)用于沿所述第二永磁轨道(2)的延伸方向运动，所述第一车体(3)与所述第二车体(5)之间通过所述连接部(4)固定相连；

驱动装置，所述驱动装置设置在所述永磁轨道与所述车体之间；以及

霍尔阵列(16)，所述霍尔阵列(16)设置在所述永磁轨道与所述车体之间，所述霍尔阵列(16)与所述永磁轨道垂直设置，所述霍尔阵列(16)通过固定板(15)与所述车体可拆卸相连。

2.根据权利要求1所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述车体的顶部设置有至少一个第一传感器，所述第一传感器包括第一子传感器(6)、第二子传感器(7)、第三子传感器(8)、第四子传感器(9)和第五子传感器(10)，所述第一子传感器(6)、所述第二子传感器(7)、所述第三子传感器(8)和所述第四子传感器(9)分别设置在所述车体的四个顶点处，所述第五子传感器(10)设置在所述车体的对称中心上。

3.根据权利要求2所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述第一子传感器(6)、所述第三子传感器(8)和所述第五子传感器(10)位于所述车体的对角线上。

4.根据权利要求2所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述第二车体(5)上设置有第一激光位移传感器(12)，所述第一激光位移传感器(12)的一端与所述第二车体(5)可拆卸相连，所述第一激光位移传感器(12)的另一端设置在靠近所述第二永磁轨道(2)的一侧，所述第一激光位移传感器(12)与所述第二永磁轨道(2)垂直设置。

5.根据权利要求1所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述驱动装置包括悬浮装置，所述悬浮装置包括第一悬浮装置(13)和第二悬浮装置(14)，所述第一悬浮装置(13)与所述第二悬浮装置(14)分别设置在所述第二车体(5)的两端，所述第一悬浮装置(13)与所述第二车体(5)可拆卸相连，所述第二悬浮装置(14)与所述第二车体(5)可拆卸相连。

6.根据权利要求1所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述驱动装置包括走行轮，所述走行轮包括第一走行轮(18)和第二走行轮(19)，所述第一走行轮(18)与所述第二走行轮(19)分别设置在所述第二车体(5)的两端，所述第一走行轮(18)的一侧与所述第二车体(5)可拆卸相连，所述第一走行轮(18)的另一侧与所述第二永磁轨道(2)接触，所述第二走行轮(19)的一侧与所述第二车体(5)可拆卸相连，所述第二走行轮(19)的另一侧与所述第二永磁轨道(2)接触。

7.根据权利要求1所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述霍尔阵列(16)包括至少两个霍尔传感器，所述霍尔传感器沿永磁轨道的宽度方向设置，相邻两个所述霍尔传感器之间的间距相同，相邻两个所述霍尔传感器的设置高度相同。

8.根据权利要求1所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述霍尔阵列(16)的两侧设置分别设置有第二激光位移传感器(20)和第三激光位移传感器(21)，所述第二激光位移传感器(20)与所述第三激光位移传感器(21)均与所述霍尔阵列(16)并排设置，所述第二激光位移传感器(20)和所述第三激光位移传感器(21)的设置高度与所述霍尔阵列(16)的设置高度相同。

9.根据权利要求1所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述第二车体(5)上设置有灰度传感器(17)，所述灰度传感器(17)的一端与所述第二车体(5)可拆卸相连，所述灰度传感器(17)的另一端设置在靠近所述第二永磁轨道(2)的一侧。

10.根据权利要求4所述的永磁轨道参数检测装置，其特征在于：所述车体上设置有数据采集器(11)，所述数据采集器(11)与所述第一传感器、所述霍尔阵列(16)和所述第一激光位移传感器(12)之间均为电连接。

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