CN221113536U - 铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磁浮车辆走行机构技术领域，公开一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架。其中，该悬浮架包括铰接牵引装置、构架、支撑导向系统、悬挂系统和应急支撑导向系统，铰接牵引装置包括前车铰接座、弹性节点、后车铰接座和下牵引体，前车铰接座与前车体连接，后车铰接座与后车体连接，前车铰接座通过弹性节点与后车铰接座连接，下牵引体与前车铰接座下部和构架连接；超导磁体及其附属件设置在构架两侧，支撑导向系统包括支撑轮装置和导向轮装置；应急支撑导向系统包括应急支撑装置和应急导向装置；悬挂系统包括弹性单元、垂向减振器、横向减振器和纵向减振器。由此，可以通过铰接牵引装置实现前后车体的偏转和扭转，同时牵引拖拽前后车体运动。

Description

铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架

技术领域

本实用新型涉及磁浮车辆走行机构技术领域，尤其涉及一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架。

背景技术

根据相关数据，现有轨道交通车辆速度达到600km/h后，空气阻力占总阻力的比值达到90％以上且振动剧烈，再加上机械摩擦、粘着系数等因素，严重制约了轨道交通列车速度的进一步提升。低真空管道磁浮交通作为一种新型交通系统，在低气压的管道中运行，空气阻力对其影响较小；采用超导侧壁式悬浮导向装，不受机械摩擦和粘着系数的限制，且悬浮和导向间隙较大，安全性较强；采用的超导长定子直线电机，具有牵引能力强，从而使得列车可以达到更高的运行速度，是一种理想的未来交通工具。悬浮架为低真空管道磁浮列车的核心子系统之一，其构架上集成安装磁体、低速支撑装置、牵引悬挂系统以及失超保护装置，具备承载、牵引、悬浮、导向、制动等功能。

西南交大对超导磁浮进行过较多研究，提出了利用高温超导块材产生钉扎力与永磁轨道相互作用产生悬浮和导向力、利用直线电机驱动的磁浮列车，其中高温超导块材放置在杜瓦内并安装在悬浮架底部两侧，直线电机或安装在悬浮架底部中间或其他位置。但该技术为钉扎磁浮，其利用非理想第二类超导体的钉扎效应进行悬浮和导向，受制于高温超导块材及永磁轨道磁性材料水平的限制，该制式悬浮和导向能力较弱，导致其载重能力和曲线通过能力有限，无法满足大运量载重和高速运行的需求，且永磁轨道成本和维护均面临较大困难。

现有技术中还提出了一种超导磁悬浮列车，在传统铁路转向架的基础上加装了悬浮导向装置和直线电机驱动装置。直线电机初级安装在铁轨中间，与转向架中间底部的直线电机次级相对应；悬浮和导向感应板安装在钢轨两侧，与悬浮架侧向伸出的弧形机构够相对应，提供悬浮和导向力。但该方案中转向架的悬浮和导向装置位于轨道外侧，此方式会导致管道直径大幅度增大，极大的增大工程成本，且该导向方式受几何限制其曲线通过能力较弱，高速运行时悬浮间隙较小导致对轨道的精度要求很高，不利于工程化和节省成本。

现有技术中还提出了一种悬浮架，其采用三级悬挂(含磁轨)、采用轮式应急支撑导向、单拉杆牵引的悬浮架，其主要特点在于其左、右超导磁体先通过刚性连接装置连接在一起，再通过橡胶弹簧和纵向牵引拉杆与构架连接。但该悬浮架通过采用三级悬挂，虽然降低了车辆振动、具备较好的舒适性，但5至6米长的超导磁体仅通过其前后端部的2个橡胶弹簧以及侧边的2个纵向牵引拉杆与构架安装连接和传递载荷，对超导磁体的外杜瓦的强度和刚度要求极高，增大了内杜瓦到外杜瓦的传力和隔热设计难度，在超导磁体技术未完全成熟、尚属于薄弱环节的阶段，这种设计方式不利于实现系统最优；并且，采用单牵引拉杆不利于实现悬浮架车间铰接安装，导致单列车悬浮架数量增大、磁场影响区域增多、列车整体性弱，影响经济性和安全性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架，能够解决现有技术中的技术问题。

本实用新型提供了一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架，其中，该悬浮架包括铰接牵引装置、构架、支撑导向系统、悬挂系统和应急支撑导向系统，

所述铰接牵引装置包括前车铰接座、弹性节点、后车铰接座和下牵引体，所述前车铰接座与前车体连接，所述后车铰接座与后车体连接，所述前车铰接座通过所述弹性节点与所述后车铰接座连接，所述下牵引体与所述前车铰接座下部和所述构架连接；

超导磁体及其附属件设置在所述构架两侧，所述支撑导向系统包括支撑轮装置和导向轮装置，所述支撑轮装置设置在所述构架底部，所述导向轮装置设置在所述构架两侧；

所述应急支撑导向系统包括应急支撑装置和应急导向装置，所述应急支撑装置设置在所述构架底部，所述应急导向装置设置在所述构架两侧；

所述悬挂系统包括弹性单元、垂向减振器、横向减振器和纵向减振器，所述弹性单元和所述垂向减振器设置在所述构架四角，所述纵向减振器在所述构架前后端部斜对称设置，所述横向减振器在所述构架中部斜对称设置。

优选地，所述构架包括至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁，所述至少两个端梁、至少两个横梁和至少两个侧梁采用焊接方式形成目字型结构。

优选地，所述架构采用空心铝合金型材和板材。

优选地，所述前车铰接座通过螺栓与前车体连接，所述后车铰接座通过螺栓与后车体连接，所述下牵引体通过螺栓与所述前车铰接座下部和所述构架连接。

优选地，所述弹性节点为橡胶节点。

优选地，所述超导磁体及其附属件包括1件外杜瓦、2套超导线圈、2件内杜瓦、16套绝热支撑件、多套冷媒装置和多套制冷机。

优选地，所述应急支撑装置和所述应急导向装置均设置有缓冲元件。

优选地，所述弹性单元为弹簧。

优选地，所述弹簧为锥型橡胶弹簧。

通过上述技术方案，可以将铰接牵引装置设置在超导电动磁浮车辆的前后车体中间以连接前后两节车体，并通过铰接牵引装置实现前后车体的偏转和扭转，同时牵引拖拽前后车体运动。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的铰接牵引装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架，其中，该悬浮架包括铰接牵引装置1、构架2、支撑导向系统3、悬挂系统4和应急支撑导向系统6，

所述铰接牵引装置1包括前车铰接座11、弹性节点12、后车铰接座13和下牵引体14，所述前车铰接座11与前车体连接，所述后车铰接座13与后车体连接，所述前车铰接座11通过所述弹性节点12与所述后车铰接座13连接，所述下牵引体14与所述前车铰接座11下部和所述构架2连接；

举例来讲，铰接牵引装置的数量可以为一套。对于每一套铰接牵引装置，前车铰接座的数量可以为至少一个，弹性节点和后车铰接座的数量可以分别为一个，下牵引体的数量可以为两套。通过铰接牵引装置可以传递构架和车体间的牵引力和制动力，并实现前后两节车体之间的偏转和扭转。

超导磁体及其附属件5设置在所述构架2两侧，所述支撑导向系统3包括支撑轮装置和导向轮装置，所述支撑轮装置设置在所述构架2底部，所述导向轮装置设置在所述构架2两侧；

举例来讲，构架的数量可以为一套，支撑导向系统的数量可以为一套，超导磁体及其附属件的数量可以为至少4套。对于每一套支撑导向系统，支撑轮装置和导向轮装置的数量可以为各四套，通过螺栓与构架连接。其中，支撑轮装置在低速阶段提供支撑力和制动力，导向轮装置在低速阶段提供导向力；支撑轮装置和导向轮装置均具备收放功能，其控制系统和液压系统可以安装在车体设备舱。

所述应急支撑导向系统6包括应急支撑装置和应急导向装置，所述应急支撑装置设置在所述构架2底部，所述应急导向装置设置在所述构架2两侧；

举例来讲，应急支撑导向系统的数量可以为一套。对于每一套应急支撑导向系统，应急支撑装置和应急导向装置的数量可以为各四套，通过螺栓与构架连接，且应急支撑装置和应急导向装置凸出悬浮架和列车，正常运行时在横向和垂向与轨道留有若干间隙。在紧急情况下，应急支撑装置和应急导向装置提供支撑和导向功能，

所述悬挂系统4包括弹性单元、垂向减振器、横向减振器和纵向减振器，所述弹性单元和所述垂向减振器设置在所述构架2四角，所述纵向减振器在所述构架2前后端部斜对称设置，所述横向减振器在所述构架2中部斜对称设置。

举例来讲，悬挂系统的数量可以为一套。对于每一套悬挂系统，弹性单元和垂向减振器的数量可以为各四个，横向减振器和纵向减振器的数量可以为各两个。四个弹性单元在构架四角布置，除了起到传统弹性单元具备的垂向刚度和垂向阻尼的作用，同时具备较大纵向刚度和横向刚度，两个纵向减振器在构架前后端部(即，下述的端梁)斜对称布置，增加纵向减振器可以增加纵向阻尼来降低纵向低频振动。四个垂向减振器四角布置靠近弹性单元来降低垂向振动。两个横向减振器斜在构架中部(即，下述的横梁)对称布置，用来降低横向振动。

通过上述技术方案，可以将铰接牵引装置设置在超导电动磁浮车辆的前后车体中间以连接前后两节车体，并通过铰接牵引装置实现前后车体的偏转和扭转，同时牵引拖拽前后车体运动。

根据本实用新型一种实施例，所述构架2包括至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁，所述至少两个端梁、至少两个横梁和至少两个侧梁采用焊接方式形成目字型结构。

根据本实用新型一种实施例，所述架构2采用空心铝合金型材和板材。

构架为悬浮架的主要承载结构及设备安装结构，除了采用上述材料以外，还可以采用其他轻量化及承载能力强的材料。

根据本实用新型一种实施例，所述前车铰接座11通过螺栓与前车体连接，所述后车铰接座13通过螺栓与后车体连接，所述下牵引体14通过螺栓与所述前车铰接座11下部和所述构架2连接。

举例来讲，下牵引体可以通过螺栓将两个牵引拉杆与构架连接，从而将牵引力和制动力传递到车体上。

根据本实用新型一种实施例，所述弹性节点12为橡胶节点。

采用橡胶节点，可以提供较好的偏转和扭转刚度，从而实现车辆运行过程中前后车体在上下和左右方向上的偏转，使前后车体达到一定角度。

根据本实用新型一种实施例，所述超导磁体及其附属件5包括1件外杜瓦、2套超导线圈、2件内杜瓦、16套绝热支撑件、多套冷媒装置和多套制冷机。

超导磁体可以提供强磁场，在地面直线电机作用下实现牵引和制动，磁场切割地面悬浮导向线圈产生悬浮力和导向力；超导线圈例如可以通过32个螺钉与构架侧梁固定连接，外杜瓦内侧面上的螺纹孔与内部的绝热支撑件一一对应，产生的电磁载荷沿超导线圈-内杜瓦—绝热支撑件—外杜瓦—构架的路径传递，其制冷机等设备也可以安装在车体设备舱。

根据本实用新型一种实施例，所述应急支撑装置和所述应急导向装置均设置有缓冲元件。

由此，在紧急情况下，可以在提供支撑和导向功能的同时提供缓冲作用。

根据本实用新型一种实施例，所述弹性单元为弹簧。

根据本实用新型一种实施例，所述弹簧为锥型橡胶弹簧。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

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。

Claims (9)

1.一种铰接式超导电动磁浮车辆悬浮架，其特征在于，该悬浮架包括铰接牵引装置(1)、构架(2)、支撑导向系统(3)、悬挂系统(4)和应急支撑导向系统(6)，

所述铰接牵引装置(1)包括前车铰接座(11)、弹性节点(12)、后车铰接座(13)和下牵引体(14)，所述前车铰接座(11)与前车体连接，所述后车铰接座(13)与后车体连接，所述前车铰接座(11)通过所述弹性节点(12)与所述后车铰接座(13)连接，所述下牵引体(14)与所述前车铰接座(11)下部和所述构架(2)连接；

超导磁体及其附属件(5)设置在所述构架(2)两侧，所述支撑导向系统(3)包括支撑轮装置和导向轮装置，所述支撑轮装置设置在所述构架(2)底部，所述导向轮装置设置在所述构架(2)两侧；

所述应急支撑导向系统(6)包括应急支撑装置和应急导向装置，所述应急支撑装置设置在所述构架(2)底部，所述应急导向装置设置在所述构架(2)两侧；

所述悬挂系统(4)包括弹性单元、垂向减振器、横向减振器和纵向减振器，所述弹性单元和所述垂向减振器设置在所述构架(2)四角，所述纵向减振器在所述构架(2)前后端部斜对称设置，所述横向减振器在所述构架(2)中部斜对称设置。

2.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述构架(2)包括至少两个端梁、至少两个侧梁和至少两个横梁，所述至少两个端梁、至少两个横梁和至少两个侧梁采用焊接方式形成目字型结构。

3.根据权利要求2所述的悬浮架，其特征在于，所述构架(2)采用空心铝合金型材和板材。

4.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述前车铰接座(11)通过螺栓与前车体连接，所述后车铰接座(13)通过螺栓与后车体连接，所述下牵引体(14)通过螺栓与所述前车铰接座(11)下部和所述构架(2)连接。

5.根据权利要求4所述的悬浮架，其特征在于，所述弹性节点(12)为橡胶节点。

6.根据权利要求1所述的悬浮架，其特征在于，所述超导磁体及其附属件(5)包括1件外杜瓦、2套超导线圈、2件内杜瓦、16套绝热支撑件、多套冷媒装置和多套制冷机。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的悬浮架，其特征在于，所述应急支撑装置和所述应急导向装置均设置有缓冲元件。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的悬浮架，其特征在于，所述弹性单元为弹簧。

9.根据权利要求8所述的悬浮架，其特征在于，所述弹簧为锥型橡胶弹簧。