TW201311486A - 用於運輸系統之驅動系統 - Google Patents

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Abstract

本發明呈現一種運輸系統，其包含至少一個導軌、至少一個磁浮產生器、至少一個升舉部件、至少一個驅動產生器及至少一個驅動部件。該至少一個導軌、該至少一個磁浮產生器、該至少一個升舉部件、該至少一個驅動產生器及該至少一個驅動部件可各自與其他系統一起實施。該至少一個驅動產生器經組態以：產生一驅動磁通；藉助一對應至少一個驅動部件移動；及藉由該驅動磁通而相對於該至少一個驅動部件驅動。該至少一個磁浮產生器可經組態以：產生一磁浮磁通；在一對應至少一個升舉部件內移動；及回應於該磁浮磁通而升高至相對於該至少一個升舉部件之一靜止位置以上。

Description

用於運輸系統之驅動系統
本文中之標的物係關於用於運輸系統之驅動與磁浮系統。
本申請案主張2011年6月30日提出申請之美國臨時申請案第61/571,561號之權益，該案之全部內容藉此皆以引用方式併入本文中。
一般而言，磁磁浮系統已設計為透過在兩個物件之間使用引力或斥力而磁浮之系統。此等磁磁浮系統取決於兩個物件之間距，以使得若兩個物件之間距改變，則由磁體對該等物件中之每一者產生之力改變。此外，在經由一軌道(舉例而言，在列車上)實施磁磁浮之系統中，需要軌道極水平。因此，若地面由於天氣或列車與軌道之重量而隨時間移位，則將必須修理軌道。
現將參考附圖僅以舉例方式闡述本技術之實施方案。
為圖解說明之簡單及清晰起見，在適當之情況下，已在不同圖當中重複參考符號以指示對應或相似元件。另外，陳述眾多特定細節以提供對本文中所闡述之實施方案之一透徹理解。然而，熟習此項技術者將理解，可在不具有此等特定細節之情況下實踐本文中所闡述之實施方案。在其他例項中，未詳細闡述方法、程序及組件以便不使正闡述之相關確切特徵模糊不清。此外，不應將本說明視為限制 本文中所闡述之實施方案之範疇。
現將呈現貫穿於本發明應用之數個定義。如本文中所使用之術語「磁浮」係指在物件之間不存在機械接觸之情況下的一物件相對於另一物件之升舉及懸置。另一術語係「磁浮力」。磁浮力係提供磁浮之力。在此第一意義中，磁浮力沿一垂直方向(與重力方向相反之方向)起作用，但熟習此項技術者將易於認識到，可使用相同力以沿一水平方向或沿具有垂直分量及水平分量兩者之某一方向移動或定位兩個物件。概括而言，如本文中所使用之術語「磁浮」及「磁浮力」分別係指沿實質上正交於主要行進方向之一方向之在兩個物件之間的無接觸定位及力。一「磁浮產生器」係以下之一裝置：經組態以產生與一升舉部件相互作用以使可移動物件相對於靜止物件磁浮之磁波。
「驅動力」係指使一個物件相對於另一物件加速、維持運動或減速所需之力。如文中所使用，「驅動力」意指在不具有兩個物件之間的機械接觸之情況下實施的與主要行進方向實質上成一直線之一力。一「驅動產生器」係以下之一裝置：經組態以產生與一驅動部件相互作用以相對於靜止物件驅動可移動物件之磁波。
本文中所使用之另一術語係一「導軌」。一導軌係提供一車輛、運載工具或轉向架可沿著其移動之一路徑之一裝置或結構。一車輛係指經組態用於沿著導軌行進之一裝置。該車輛可係至少部分地包封、全部地包封或僅具有其上可放置物件或人之一個表面。該車輛可耦合至一轉向 架，該轉向架又耦合至導軌。轉向架可係車輛之一整合組件或可將車輛耦合至其之一單獨組件。如本文中所使用之一轉向架不必包含若干輪，而替代地經組態用於與導軌嚙合。
本文中所使用之另一術語係「經耦合」。經耦合可係指兩個物件之連結或連接。耦合可係直接的或間接的。一間接耦合包含透過一或多個中間物件連接兩個物件。耦合亦可係指電連接或機械連接。耦合亦可包含不具有實體接觸之磁連結。
本文中所使用之另一術語係一「磁源」。一磁源係天然地產生一磁場或可經感應以產生一磁場之任何材料。舉例而言，一磁源可包含一永久磁體、一電磁體、一超導體或諸如此類。
本發明呈現一種包含如本文中所呈現之一或多個組件之運輸系統。該運輸系統可包含用於提供一路徑以使一車輛沿著移動之一導軌。該運輸系統亦可包含經組態以提供一驅動力之一或多個驅動產生器。該運輸系統亦可包含經組態以提供一磁浮力之一或多個磁浮產生器。雖然本說明呈現一種具有此等組件之系統，但此等組件中之每一者可與其他系統一起實施或整合至其中僅需要該等組件中之一者之系統中。舉例而言，如本文中所呈現之磁浮產生器可整合至其他系統中。舉例而言，磁浮產生器可實施為一磁磁浮列車、一移動通道或包含一或多個移動組件之另一系統之部分。類似地，驅動產生器可連同其他系統一起使用。 舉例而言，驅動產生器可與傳統磁磁浮系統一起實施。同樣地，導軌可經修改以與僅一驅動產生器或僅一磁浮產生器協作。因此，如本文中所闡述之組件可單個地實施或與本文中所呈現之組件中之一或多者實施成一系統。另外，本文中呈現一種包含至少一個磁浮產生器、至少一個驅動產生器、至少一個升舉部件及至少一個驅動部件之運輸設備。
雖然在本文中所呈現之實施例中升舉部件不產生一靜態磁通，但其他實施例可包含經組態以產生一靜態磁通之一升舉部件。可藉由永久磁體或電磁體來產生磁通。
如本文中所呈現，本發明係關於一運輸設備、一轉向架、一磁浮產生器、一驅動產生器、一導軌、一運輸系統或其某一組合。
如本文中所闡述，該磁浮產生器可經組態以相對於一升舉部件升舉一經耦合運載工具。該磁浮產生器可包含：一塑形部件，其經組態以與該升舉部件磁耦合。該塑形部件可具有至少一個細長磁極，其經組態以產生用於橫穿該升舉部件之至少一部分之一升舉磁通場。升舉磁通可取決於至少一個磁極表面沿一行進方向之運動及至少一個磁極表面相對於該行進方向之角度。該至少一個磁極表面可包含複數個磁源。所產生之升舉磁通場可獨立於至少一個磁浮產生器相對於對應至少一個升舉部件之相對位置。該至少一個細長磁極可相對於至少一個磁浮產生器相對於至少一個升舉部件之相對運動之方向定向成一角度，以使得沿法 向於相對運動之方向之一方向產生一升舉力分量。該角度可係基於一磁力對法向速度常數KFN、至少一個磁浮產生器與至少一個升舉元件之間的相對速度及所需升舉力之一預定角度。該角度可係基於磁力對法向速度常數KFN、至少一個磁浮產生器與至少一個升舉元件之間的相對速度及所需升舉力之一可變角度。升舉力可取決於至少一個細長磁極相對於該細長磁極之一寬度及一高度之一長度，以使得升舉力在長度與寬度及高度相比較大時增加。升舉力可取決於細長磁極相對於至少一個升舉部件之速度，其中一較高速度產生較大升舉。該至少一個細長磁極可包含配置成一列之複數個磁性元件。該至少一個細長磁極可包含兩個細長磁極且該兩個細長磁極中之每一者可包含配置成一列之複數個磁性元件。
另外，本文中呈現一種驅動產生器。該驅動產生器經組態用於驅動一經耦合轉向架及/或運載工具/車輛。該驅動產生器可包含：至少一個實質上圓柱形部件；複數個磁體，其位於該至少一個實質上圓柱形部件之表面上，其中該複數個磁體經配置以便形成一螺旋形；及一旋轉馬達，其用於使該至少一個實質上圓柱形部件旋轉以使得該至少一個實質上圓柱形部件之旋轉在對應驅動部件中產生一螺旋形變化之磁通以便致使該驅動產生器相對於該對應驅動部件移動。該驅動產生器可包含至少一個擱置驅動輪，其經組態以在該驅動產生器之速度低於一預定速度時接觸該對應驅動部件。此外，該驅動產生器可包含至少一個擱置 驅動輪，且在一項實例中，該至少一個擱置驅動輪可係三個擱置驅動輪。該至少一個擱置驅動輪可經組態以由一部署驅動器控制，以使得該至少一個擱置驅動輪在一經驅動狀態中與該圓柱形部件齊平且在一低速驅動或未驅動狀態中延伸超過該圓柱形部件。該至少一個實質上圓柱形部件可係兩個實質上圓柱形部件。該兩個實質上圓柱形部件可係藉由同一旋轉馬達旋轉但沿相反方向旋轉。在至少一項實施例中，一額外旋轉馬達使得該旋轉馬達驅動該兩個實質上圓柱形部件中之一者，且該額外旋轉馬達可驅動該兩個實質上圓柱形部件中之另一者。該複數個磁體可配置成複數個列。該複數個列可係三個列。在又一實施例中，該複數個磁體可配置成一列以使得兩個不同磁極配置於各別列之每一部分外部。該兩個不同磁極可以一預定距離間隔開。兩個不同磁極可耦合至一背襯部件。該複數個磁體可配置成至少一個列且該複數個磁體安裝至一背襯部件，以使得可自該圓柱形部件移除該背襯部件及該複數個磁體。該驅動部件可包含具有實質上螺旋形捲繞之多相電導體之一電樞。可給該電樞供應電流以在至少一個驅動產生器中之一對應者上產生旋轉力。可給該電樞供應電流以在至少一個驅動產生器中之一對應者上產生線性力。至少一個驅動產生器中之一對應者之旋轉致使電流流動於該電樞內。至少一個驅動產生器中之一對應者之線性運動可致使電流流動於該電樞內。至少一個實質上圓柱形部件與對應驅動部件之間的相對線性運動可致使至少一個實質上圓柱形部 件旋轉，且可將至少一個實質上圓柱形部件耦合至一發電機，此可致使該發電機旋轉且產生電力。該發電機可係一發電機-馬達以使得發電機與馬達係同一組件。
另外，呈現一種導軌。該導軌可包含：至少一個升舉部件；至少一個驅動部件，其可藉由一導軌耦合部件耦合至該至少一個升舉部件；該至少一個升舉部件可經組態以接收由一對應至少一個磁浮產生器產生之一磁浮磁通；及該至少一個驅動部件可經組態以接收由一對應至少一個驅動產生器產生之一驅動磁通。該至少一個升舉部件可包含兩個升舉部件。該至少兩個升舉部件可係兩個軌道，每一軌道具有三個側。每一軌道可包含複數個段。兩個軌道中之每一者之剖面可係實質上矩形的。該至少一個驅動部件之形狀可係實質上圓柱形的。
另外，揭示一種經組態用於與包含至少一個驅動部件及至少一個升舉部件之一配合導軌協作之轉向架。該轉向架可包含：一支撐部分；至少一個驅動產生器，其可耦合至該支撐部分，其中該至少一個驅動產生器經組態以產生一驅動磁通；至少一個磁浮產生器，其可耦合至該支撐部分，以使得該至少一個磁浮產生器可經組態以產生一磁浮磁通；該至少一個磁浮產生器可經組態以在一對應至少一個升舉部件內移動；該至少一個驅動產生器可經組態以在一對應至少一個驅動部件內移動；該至少一個磁浮產生器可經組態以回應於來自該磁浮產生器之該磁浮磁通之影響而升高至相對於該至少一個升舉部件之一靜止位置以 上；該至少一個驅動產生器可經組態以藉由來自該至少一個驅動產生器之該驅動磁通而相對於該至少一個驅動部件驅動。
圖1圖解說明如本文中所呈現之一運輸系統100。運輸系統100包含一導軌200及一車輛300。車輛300可經組態以容納一或多個人。在其他實施例中，車輛300可經組態以容納牲畜、動物或物件。車輛300可經組態以容納介於1至6個之間的人。車輛300可經由車輛耦合桿310耦合至一轉向架(未展示)。如本文中所闡述之運輸系統100可包含一或多個驅動部件及一或多個磁浮產生器。在其他實施例中，可包含僅一驅動產生器與一不同磁浮產生器。在又一實施例中，可實施一或多個磁浮產生器而不具有如本文中所闡述之驅動產生器。
導軌200包含至少一個驅動部件520及至少一個磁浮部件420。如圖1中所圖解說明，僅呈現一單個驅動部件520。如所圖解說明之驅動部件520實質上係一圓柱形形狀。驅動部件520可具有形成於其中之一或多個槽。形成於驅動部件520中之一或多個槽允許升舉部件自其伸出。另外，一或多個槽可經組態以允許將經組態以通過驅動部件520之驅動產生器耦合至車輛300。導軌200、至少一個驅動部件520及至少一個磁浮部件420可組態為若干段。雖然所圖解說明實施例不包含若干段，但該等段可經製成以使得用包含已安裝於其中之至少一個驅動部件520及至少一個磁浮部件420之組件之若干段組裝導軌200。導軌200及至少 一個驅動部件520及至少一個磁浮部件420之段可具有不同長度。導軌200可進一步安裝於另一結構內。舉例而言，導軌200可安裝於一殼體內，該殼體經設計以保護導軌200使其免受天氣、化學品侵入及其他環境因素影響。
圖2圖解說明一例示性運輸系統100之一透視圖。運輸系統100與圖1實質上相同，但出於說明性目的而將至少一個驅動產生器510及至少一個磁浮產生器410展示於導軌200外部。如所展示，存在兩個驅動產生器510且存在七個磁浮產生器410、430。兩個驅動產生器510包含一前側驅動產生器512及一後側驅動產生器514。兩個驅動產生器510耦合至各別驅動馬達530，驅動馬達530經組態以使驅動產生器510旋轉以提供一驅動磁通。可經由一控制器來控制各別驅動馬達530，該控制器包含一或多個處理器及一或多個記憶體裝置。該控制器可經組態以僅使驅動產生器510中之一者旋轉而不使另一驅動產生器510旋轉。舉例而言，前側驅動產生器512可經製成以繞其軸旋轉，但後側驅動產生器514可保持穩定。在至少一項實施例中，前側驅動產生器512及後側驅動產生器514可經製成以沿相反方向旋轉，但前側驅動產生器512及後側驅動產生器514可沿相同方向供應原動力。驅動產生器510可經由驅動產生器耦合裝置540耦合至驅動馬達530。驅動產生器耦合裝置540可經組態以在其旋轉時具有一經減小之阻力分佈(drag profile)。在本文中圖解說明其中之一者之又其他實施例中，其他組件可位於驅動產生器510內。驅動馬達530可耦 合至轉向架550。
驅動產生器510可經組態以在驅動部件520內移動。如所展示，存在在一單個驅動部件520內移動之兩個驅動產生器510。在其他實施例中，當實施多於一個驅動產生器510時，每一個別驅動產生器510可藉助一各別驅動部件520移動。前側驅動產生器512藉由一轉向架550耦合至後側驅動產生器514。
如所圖解說明之轉向架550亦可經由車輛耦合桿310耦合至車輛300。如所圖解說明，存在兩個車輛耦合桿310，在其他實施例中可實施一單個車輛耦合桿310。在又其他實施例中，可實施多於兩個車輛耦合桿310。
轉向架550可進步耦合至至少一個磁浮產生器410、430。如所展示，存在外裝磁浮產生器410及內裝磁浮產生器430。外裝磁浮產生器410及內裝磁浮產生器430可經組態以按一類似方式操作。與外裝磁浮產生器410相比，內裝磁浮產生器430可位於較靠近於轉向架550之中心線處。
磁浮產生器410、430可經組態以產生一磁浮磁通。將下文中將更詳細地闡釋磁浮磁通。可自磁浮產生器410、430內之一或多個磁源產生磁浮磁通。磁浮產生器410、430與至少一個升舉部件420協作以將磁浮產生器410、430自一靜止位置升舉至一經升舉位置。該經升舉位置係沿由至少一個磁浮產生器410、430產生之磁浮力之方向。磁源410、430可經組態以回應於相對於各別一或多個升舉部件420之運動而產生一升舉力。在一項實施例(諸如所圖解說 明之一者)中，可存在四個外裝磁浮產生器410，即，一右前側外裝磁浮產生器412、一左前側外裝磁浮產生器(未展示)、一右後側外裝磁浮產生器416及一左後側外裝磁浮產生器418。此外，在所圖解說明實施例中，轉向架550可耦合至三個內裝磁浮產生器430，即，一前側內裝磁浮產生器432、一中間內裝磁浮產生器434及一後側內裝磁浮產生器436。內裝磁浮產生器430可經由內裝耦合器440耦合至轉向架550。前側內裝磁浮產生器432可經由一前側內裝耦合器442耦合至轉向架550。中間內裝磁浮產生器434可經由一中間內裝耦合器444耦合至轉向架550。後側內裝磁浮產生器436可經由一後側內裝耦合器446耦合至轉向架550。
當實施複數個磁浮產生器410、430(諸如所圖解說明)時，磁浮產生器410、430可經組態以由一控制器(未圖解說明)控制。該控制器可調整由磁浮產生器410、430所產生之磁浮磁通導致之升舉力。在其他實施例中，由磁浮產生器410、430產生之磁浮磁通可係一預定磁浮磁通。在至少一項實施例中，如下文將更詳細地闡述，磁浮產生器410、430可包含一或多個磁源，其各自產生兩個細長磁極。該一或多個磁源可包含複數個磁體。
雖然圖解說明複數個磁浮產生器410、430，但本發明預計具有一單個磁浮產生器410、430之實施方案。單個磁浮產生器410、430可定位為一內裝磁浮產生器430或外裝磁浮產生器410。
如上文所指示，該等磁浮產生器可經組態以提供一磁浮力，該磁浮力係沿除逆重力以外之方向。在一項實例中，一或多個磁浮產生器410、430可實施為一或多個操縱產生器610。在所圖解說明之實例中，包含四個操縱產生器610，即，一右前側操縱產生器612、一左前側操縱產生器(未展示)、一右後側操縱產生器616及一左後側操縱產生器618。操縱產生器610類似於磁浮產生器410、430地操作，惟磁通之方向與由磁浮產生器410、430產生之磁通實質上成一直角/定向成一直角除外。操縱產生器610經組態以產生穿透操縱部件620之一操縱磁通。操縱部件620以與磁浮產生器410同升舉部件420相互作用類似之一方式與操縱產生器610協作，但以九十度旋轉。當使用磁浮產生器410、430及操縱產生器610兩者時，可使用操縱產生器610來控制轉向架550及車輛300之位置。當導軌200隨時間移位時或當導軌200具有轉向架550必須導航經過之曲線時，此導致經改良之處置及追蹤特性。
雖然所圖解說明實施例實施七個磁浮產生器410、430、兩個驅動產生器510及四個操縱產生器610，但其他實施例可僅實施一個磁浮產生器410、430、一驅動產生器510或操縱產生器610。在又其他實施例中，可實施一或多個磁浮產生器410、430、驅動產生器510及/或操縱產生器610之一組合。另外，根據本文中所呈現之本發明其餘部分，其他實施例可實施一或多個磁浮產生器410、430、驅動產生器510及/或操縱產生器610。
圖3及4圖解說明一轉向架700、至少一個磁浮產生器410、至少一個升舉部件420、至少一個驅動產生器510、至少一個驅動部件520及導軌200之一替代配置。指示轉向架700之行進方向及其經耦合組件。如所圖解說明，存在四個升舉部件420。在其他實施例中，升舉部件之數目可基於磁浮產生器410之位置而變化。如所展示，存在一左外側升舉部件422、一左內側升舉部件424、一右內側升舉部件426及一右外側升舉部件428。左外側升舉部件422及左內側升舉部件424可形成一軌道。同樣地，右內側升舉部件426及右外側升舉部件428可形成另一軌道。因此，如所圖解說明，由升舉部件420形成兩個軌道。雖然圖解說明兩個軌道，但軌道之數目可係一或多個。舉例而言，當實施一個軌道時，軌道之位置可相對於導軌200定中心。另外，可形成其他軌道，諸如三個軌道。另外，雖然如所圖解說明之軌道由兩個升舉部件420形成，但軌道可由一單個升舉部件420形成。該等軌道可形成為若干段以使得軌道由依序配置之複數個升舉部件420形成。
至少一個磁浮產生器410可經由磁浮產生器耦合器740耦合至轉向架700。雖然圖解說明兩個磁浮產生器耦合器740，但在至少一項實施例中可實施一單個磁浮產生器耦合器740。磁浮產生器耦合器740包含安裝點750，其允許磁浮產生器410可變地定位於磁浮產生器耦合器740上。如所圖解說明，磁浮產生器耦合器740可經組態以使得存在用於每一磁浮產生器410之兩個磁浮產生器耦合器740。在 其他實施例中，一單個磁浮產生器耦合器740可將磁浮產生器410耦合至轉向架700。在又其他實施例中，多於兩個磁浮產生器耦合器740可經實施以將磁浮產生器410耦合至轉向架700。舉例而言，可實施三個或四個磁浮產生器耦合器740。當針對每一磁浮產生器410實施多於一個磁浮產生器耦合器740時，可相對於行進方向改變磁浮產生器410之角度。在至少一項實施例中，可經由一控制器來控制磁浮產生器410之角度，該控制器包含至少一個處理器及/或記憶體。可遠端地或基於車輛之特性或所期望速度(包含導軌上之擁擠)控制該控制器。
在如圖4中所圖解說明之實施例中，其他角度調整機構770可經實施以控制磁浮產生器410之角度。如所圖解說明，存在四個角度調整機構770，即，一右前側角度調整機構778、一左前側角度調整機構776、一右後側角度調整機構774及一左後側角度調整機構772。角度調整機構770中之每一者在一個部分780處耦合至轉向架700且在另一部分782處耦合至磁浮產生器410中之一者。角度調整機構770可係一帶螺絲耦合器，舉例而言，一螺釘、一機器擰緊耦合器或諸如此類。在至少一項實施例中，角度調整機構770可由一控制器及伺服馬達控制。亦可實施其他控制機構。在又其他實施例中，角度調整機構770可針對磁浮產生器410保持預設定角度。下文中將闡述磁浮產生器410之角度及與其相關聯之性質。可自至少一個能量儲存裝置800給控制機構供電。
如所圖解說明，轉向架700包含至少一個能量儲存裝置800。如所圖解說明，存在兩個能量儲存裝置800，即，一右側能量儲存裝置810及一左側能量儲存裝置812。能量儲存裝置800可呈一電池、一電容器或類似儲存裝置之形式。能量儲存裝置800可用以在暫時停用轉向架700與一外部能量供應之間的電連接時在轉向架700上儲存能量。本文中亦預計能量儲存裝置800之其他組態。舉例而言，每一磁浮產生器410可具有其自身之個別能量儲存裝置800。另一選擇係，可將一單個能量儲存裝置800提供於轉向架700上。在又其他實施例中，可不存在位於轉向架700上之能量儲存裝置800。
驅動產生器510可耦合至轉向架700。驅動產生器510可經由一驅動產生器耦合器760耦合至轉向架700。轉向架700具有與驅動產生器510相對之一頂部表面710。能量儲存裝置800可安裝至頂部表面710。另外，頂部表面710包含支撐件720、730，其經設計以在圍繞驅動產生器耦合器760之區域中增強且加固該頂部表面。此外，該等支撐件可經組態以允許驅動產生器耦合器760之安裝。
當轉向架700正以低速度操作時，由磁浮產生器410產生之磁浮力可係過小而不能自導軌200升舉轉向架700。一或多個輪450可經實施以防止轉向架700之磁浮產生器410及驅動產生器510接觸於導軌200上。如所圖解說明，至少一個輪450用於在磁浮力不足以使輪450自接觸導軌200之一部分升舉之情形下接觸導軌200之該部分。如圖3及4中所 圖解說明，實施八個輪450。八個輪450中之每一者經組態以接觸升舉部件420中之一各別者之一部分。在其他實施例中，至少一個輪450可包含至少兩個輪。在另一實施例中，至少一個輪可包含至少四個輪。如所圖解說明，至少一個輪450耦合至至少一個磁浮產生器410。
在其他實施例(諸如圖5中所展示之一者)中，輪452可耦合至轉向架700且接觸導軌200之另一部分。舉例而言，輪452可經組態以接觸導軌200之驅動部件支撐部分250(參見圖3)。除如上文所闡述之輪450以外或替代輪450，亦可實施此等輪452。雖然本文中已闡述了若干輪，但其他組態可利用經設計以允許兩個組件相對於彼此移動同時減小其間的摩擦力之其他機構。舉例而言，此可包含經特殊塗佈之表面、支承表面、捲動部件或諸如此類。
至少一個驅動產生器馬達(未展示)中之每一者可耦合至至少一個能量儲存裝置800中之一者。如上文所闡述，如本文中所闡述之磁浮產生器可在不需要電力之情況下操作；然而，在至少一項實施例中，至少一個磁浮產生器中之每一者可耦合至至少一個能量儲存裝置800中之一者。當磁浮產生器耦合至能量儲存裝置812時，磁浮產生器可經組態以在磁浮產生器不相對於升舉部件移動時提供一升舉力。在磁浮產生器係靜止的或以所產生之升舉力實質上不足以低於其之速度移動時產生磁浮力之能力之添加可允許本文中所闡述之驅動支撐輪之強固性之消除或至少一減少。在至少一項實施例中，磁浮產生器可經組態以在轉向 架之速度低於一預定值時接收動力，以使得可在低速度下產生一額外升舉力以便防止轉向架接觸導軌。
圖5係根據一例示性實施例之耦合至一轉向架700之一驅動產生器510之一經反轉透視圖(自轉向架700之底部)。驅動產生器510可經由一驅動耦合器511耦合至轉向架700。如所圖解說明，驅動產生器510包含至少一個實質上圓柱形部件572。複數個磁體910位於至少一個實質上圓柱形部件572之表面上。在所圖解說明實施例中，複數個磁體910經配置以便形成一螺旋形。在所圖解說明實施例中，複數個磁體910配置成複數個列920、922、924，其中在列920、922、924之每一側上具有一個磁極912、914。舉例而言，在第一圓柱形部件572上，存在三個磁體列920、922、924，即，一第一列920、一第二列922及一第三列924。同樣地，第二圓柱形部件574包含複數個磁體910，複數個磁體910配置成三個列930、932、934，即，一第一列930、一第二列932及一第三列934。兩個不同磁極可以一預定距離間隔開。兩個不同磁極可耦合至一背襯部件。舉例而言，參見如圖14中所圖解說明之磁體及背襯部件之配置。在至少一項實施例中，複數個磁體910配置成至少一個列且複數個磁體910安裝至一背襯部件，以使得可自圓柱形部件572移除背襯部件及複數個磁體910。第一圓柱形部件具有一長度571，且第二圓柱形部件具有一長度573。在所圖解說明實施例中，長度571與長度573係實質上相同的。
當由馬達530給驅動產生器510供以動力且致使轉向架700運動時，驅動產生器510本身定中心於驅動部件520內。然而，在低速度下，在靜止條件下，當驅動產生器510正開始或停止運動時，所產生之驅動磁通可小於使驅動產生器510定中心於驅動部件520內所需。為防止在其中驅動磁通低於使驅動產生器510定中心所需之磁通之情形期間對系統且尤其是對驅動產生器510造成損害，驅動產生器510亦可包含一自定中心機構580。自定中心機構580允許驅動產生器510定中心於驅動部件(未展示)內。自定中心機構580可包含一或多個擱置驅動輪582，其經由輪耦合器584耦合至驅動產生器510。另外，擱置驅動輪582伸出超過圓柱體572、574之外表面之距離可由輪調整機構586調整。藉由使擱置驅動輪582延伸恰好超過圓柱體572、574之外表面，驅動產生器510可在驅動部件520內移動而擱置驅動輪582不會過度觸碰驅動部件520。自定中心機構580防止圓柱體572、574在低速度下且在其中驅動產生器可能經定位而過於靠近於驅動部件520之條件下接觸驅動部件520。如所圖解說明，存在三個擱置驅動輪582。在至少一項實施例中，至少一個擱置驅動輪582經組態以在驅動產生器510之速度低於一預定速度時接觸對應驅動部件520。在至少一項實施例中，至少一個擱置驅動輪582經組態以由一部署驅動器控制，以使得至少一個擱置驅動輪582在一經驅動狀態中與圓柱形部件572、574齊平且在一低速驅動或未驅動狀態中延伸超過圓柱形部件572、574。 在至少一項實施例中，擱置驅動輪582係非動力輪以使得其經組態用於僅進行捲動。在又其他實施例中，驅動輪可經供以動力以在驅動產生器510正以低速度操作或自一停止起動時提供一定的幫助。
圖6係根據一例示性實施例之一驅動產生器510之一透視圖。如圖5中配置複數個磁體910，但為清晰起見已省略該等標示。在圖6之圖解說明中，展示說明性磁通線1002。如所展示，一旋轉馬達530用於使至少一個實質上圓柱形部件572、574旋轉以使得至少一個實質上圓柱形部件572、574之旋轉1042、1044在對應驅動部件520中產生一螺旋形變化之磁通以便致使驅動產生器510相對於對應驅動部件520移動。當提供兩個實質上圓柱形部件572、574(諸如圖6中)時，每一實質上圓柱形部件572、574可耦合至一各別旋轉馬達530，以便使實質上圓柱形部件572、574旋轉。在另一實施例中，可藉由同一旋轉馬達使兩個實質上圓柱形部件572、574旋轉。在所圖解說明之實例中，使兩個實質上圓柱形部件572、574中之每一者沿與另一方向相反之一方向旋轉。在其他實施例中，可使兩個實質上圓柱形部件沿相同方向旋轉。圖8中圖解說明驅動產生器510相對於驅動部件520之運動。
驅動產生器510亦可經組態以使運動減慢。在至少一項實施例中，驅動產生器510之至少一個實質上圓柱形部件572、574與對應驅動部件520之間的相對實質上線性運動可致使至少一個實質上圓柱形部件572、574旋轉。如上文 所指示，至少一個實質上圓柱形部件572、574之旋轉可致使驅動產生器510相對於驅動部件520之實質上線性運動。可由馬達530致使至少一個實質上圓柱形部件572、574之旋轉。在至少一項實施例中，至少一個實質上圓柱形部件572、574可耦合至一發電機。該發電機旋轉且產生電力以使至少一個實質上圓柱形部件572、574相對於驅動部件520之實質上線性運動減慢。在至少一項實施例中，馬達530亦可組態為發電機，以使得馬達530在被供電時產生欲施加於驅動產生器510上之旋轉力且在不將電力供應至馬達530時操作為一發電機。
另一選擇係，至少一個驅動產生器510可包含具有經彎曲以便形成一螺旋形之一磁極之一部分。該磁極可形成於驅動產生器510之外部上以使得其形成至少一個驅動產生器510中之一者之外部之一部分。至少一個驅動產生器510可經組態以相對於該至少一個驅動部件520中之一各別者旋轉。至少一個驅動產生器510之部分之旋轉在該至少一個驅動部件520中之一各別者中誘發一渦電流。
圖7係根據本發明之一例示性實施例之一例示性驅動產生器510之部分及一例示性驅動部件521之一部分之一透視圖。在所圖解說明之實例中，驅動部件521可包含具有實質上螺旋形捲繞之多相電導體525之一電樞523。可給電樞523供應電流以在至少一個驅動產生器510中之一對應者上產生旋轉力。可給電樞523供應電流以在至少一個驅動產生器510中之一對應者上產生一線性力。至少一個驅動產 生器510中之一對應者之旋轉致使電流流動於電樞523內。至少一個驅動產生器510中之一對應者之線性運動致使電流流動於電樞523內。
圖8圖解說明位於一驅動部件520內之一驅動產生器510。如所圖解說明，該驅動部件自左向右地移動(參見箭頭891)。藉由驅動部件沿如由箭頭893所圖解說明之方向之旋轉致使驅動產生器510相對於驅動部件520之運動。驅動產生器510之旋轉可係回應於自驅動馬達(未展示)賦予之運動。
圖9係根據本發明之一例示性實施例之一例示性驅動產生器510、驅動部件520、磁浮產生器410及磁浮部件420之一正視剖面圖。
驅動產生器510圖解說明於一驅動部件520內。驅動產生器510可耦合至一自定中心機構580，如上文所闡述。自定中心機構580可包含一或多個擱置驅動輪582。如所圖解說明，存在三個擱置驅動輪582。擱置驅動輪582允許保護驅動產生器510以免其在操作(包含低速度及高速度)期間觸碰驅動部件520內部。雖然本文中已闡述若干輪，但其他組態可利用經設計以允許兩個組件相對於彼此移動同時減小其間的摩擦力之其他機構。舉例而言，此可包含經特殊塗佈之表面、支承表面、捲動部件或諸如此類。驅動產生器510可經由驅動產生器耦合器760耦合至轉向架(未展示)。
驅動部件520可耦合至一驅動部件支撐物240。在至少一項實施例中，驅動部件520可浮動於驅動部件支撐物240上 以便允許驅動部件520沿一軸向方向擴展以防止應力之累積。驅動部件支撐物240可又耦合至導軌支撐物250。導軌支撐物250可又經由導軌支撐物耦合器423耦合至一或多個升舉部件420。
如所圖解說明，一磁浮產生器410圖解說明於圖9之左手側。磁浮產生器410定位於磁浮產生器耦合器740之間。磁浮產生器耦合器740藉由一耦合裝置741耦合至磁浮產生器410。如所圖解說明之耦合裝置741係一螺栓，該螺栓延伸穿過磁浮產生器耦合器740及磁浮產生器410。另外，圖解說明兩個輪450。兩個輪450經組態以接觸兩個升舉部件420之一頂部部分。如上文所闡述，在不供應足夠升舉力(舉例而言，在低速度下)時，兩個輪450接觸兩個升舉部件420之頂部部分。如所圖解說明，兩個輪450耦合至磁浮產生器410。在至少一項實施例中，可實施一單個輪。此外，對於磁浮產生器410中之每一者，如所圖解說明之組態可係相同的或組態可係不同的。
如所圖解說明，展示兩個升舉部件420。兩個升舉部件420經組態以便允許磁浮產生器410之至少一部分在其中通過。另外，一底部件421可經提供以便橋接兩個升舉部件420之間的空間。如所圖解說明，磁浮產生器410橫向地定中心於兩個升舉部件420內，以使得磁浮產生器410與升舉部件420分離開一距離1110。在操作期間，磁浮產生器410之左側及右側上之距離1110可按需要在一定程度上改變。如所展示，兩個升舉部件420形成一軌道。軌道之剖面可 被認為係實質上矩形的。如所圖解說明之軌道具有三個側(由右外側升舉部件422、右內側升舉部件424及底部件421形成)以使得曝露頂部側以允許磁浮產生器410在其中通過。雖然圖9中僅展示一個軌道，但任何數目個軌道可具有相同剖面組態。舉例而言，當存在兩個軌道(諸如圖3中所圖解說明之一者)時，該兩個軌道中之每一者可具有類似剖面。在其他實施例中，軌道可由一單個升舉部件形成。
如所圖解說明之磁浮產生器410包含至少一個細長磁極1102、1104。如所展示，存在兩個細長磁極1102、1104。在其他實施例中，亦可實施多於兩個細長磁極1102、1104。下文提供細長磁極1102、1104之其他實例。
圖10係在一例示性磁浮產生器410內且自其產生之磁通1160與一例示性磁浮部件420相互作用之一磁極1102、1104之一說明性實例。如所圖解說明，存在兩個細長磁源1102、1104。上部細長磁源1102已經標示以指示如本文中所使用之尺寸。上部細長磁源1102具有一長度1130，長度1130係其最大尺寸。上部細長磁源1102亦具有一寬度1140及一高度1150。如所圖解說明，細長磁源1130具有實質上大於高度1150或寬度1140之一長度。在至少一項實施例(諸如所圖解說明之一者)中，上部細長磁源1102可具有左側上之一北磁極1103及右側上之一南磁極1105(線1101指示兩個磁極之間的分離)。下部細長磁源1104可具有左側上之一南磁極1113及右側上之一北磁極1115(線1111指示 兩個磁極之間的分離)。當如所闡述定向磁極時，由磁源1102、1104產生磁通線1160。在其他實施例中，可僅呈現一單個磁源。在又其他實施例中，關於上文已闡述之內容，可顛倒磁極定向。
另外，如所圖解說明，至少一個磁浮產生器410具有至少一個磁極表面1102、1104。至少一個磁極表面1102、1104產生一升舉磁通場1160且升舉部件420之至少一部分橫穿來自磁浮產生器410之磁通場1160。在至少一個磁浮產生器410相對於至少一個升舉部件420移動之情形下，磁浮產生器410可致使一渦電流形成於升舉部件420之至少一部分內。在至少一項實施例中，升舉力可取決於至少一個細長磁極1102、1104之長度1130相對於細長磁極1102、1104之寬度1140及高度1150，其中升舉力在長度1130與寬度1140及高度1150相比較大時增加。因此，當針對一給定寬度1140及高度1150增加細長磁極1102、1104之長度時，增加升舉力。在至少一項實施例中，相對於一給定長度減小寬度1140及高度1150不會導致一經增加之升舉力。
如圖10中所圖解說明，磁浮產生器410可塑形為一立方形部件。在其他實施例中，磁浮產生器410可採取其他形狀以使得其係一不規則形狀但具有長度大於寬度或高度之一尺寸。在所圖解說明實施例中，該立方形部件可經組態以與升舉部件420磁耦合。此外，該立方形部件可具有至少一個磁極1102、1104，其經組態以產生用於橫穿升舉部件420之至少一部分之一升舉磁通場1160。
由細長磁極1102、1104產生之升舉磁通場1160在其相對於升舉部件420移動時穿透且延伸超過升舉部件420，如所展示。此升舉磁通場1160取決於如下文將相對於圖11A及11B所闡釋之多種因素。
圖11A及11B係一磁浮產生器410及一或多個細長磁極1102、1104之說明性實例。在圖11A中，圖解說明具有兩個細長磁極1102、1104之一磁浮產生器410。如所展示，存在一上部細長磁極1102及一下部細長磁極1104。上部細長磁極1102及下部細長磁極1104包含複數個磁性元件1161。複數個磁性元件1161經配置以便形成細長磁極。如所展示，複數個磁性元件1161配置成一列。在其他實施例中，磁性元件1161可配置成一曲線陣列或其他形狀。
為提供一更清楚圖式，圖11B已經提供以展示一單個細長磁極1102，但兩個細長磁極1102、1104將以類似方式起作用。當磁浮產生器410(圖11A中所圖解說明)相對於升舉部件420移動時，磁浮產生器410可致使一渦電流形成於至少一個升舉部件420之至少一部分內。可由如本文中所闡述之驅動產生器510(圖5中所展示)及驅動部件520(圖5中所展示)致使磁浮產生器410之相對運動。渦電流可取決於以下兩者之間的一角度(α)：表示至少一個磁浮產生器410相對於至少一個升舉部件420之運動之一方向之一方向速度向量VTRAVEL與磁浮產生器410之至少一個磁極1102之軸1220。磁浮產生器410產生一升舉力(FL)，其取決於磁浮產生器410與對應升舉部件420之間的相對速度。在至少一項 實施例中，所產生之升舉力(FL)可獨立於磁浮產生器410相對於升舉部件420之相對位置。舉例而言，當磁浮產生器410相對於升舉部件420上升時，升舉力(FL)可保持恆定。在另一實例中，當磁浮產生器410橫向地靠近升舉部件420時，升舉力(FL)可保持恆定。
如圖11B中所圖解說明，相對於一升舉部件420展示細長磁極1102。如所展示，細長磁極1102沿行進方向以一速度(VTRAVEL)移動。細長磁極1102之法向速度(VN)可計算為VN=sin(α)×VTRAVEL，其中α係形成於細長磁極1102之行進方向與長軸1220之間的角度。對於細長磁極1102之一給定組態，可導出一法向速度常數KFN及峰值速度VPEAK。一旦知曉KFN及VPEAK之值，即可使用以下公式判定法向力(FN)：FN=KFN×(VN×VPEAK)/(VN^2+VPEAK^2)。一旦已計算出法向力(FN)，即可使用以下公式判定升舉力(FL)及拖曳力(FN)：FL=cos(α)×FN；FD=sin(α)×FN。在某些典型操作條件下，角度α之值頗小，因此FL近似FN，而FD係FN之一小分率。此外，在某些典型操作條件下，VN之值比VPEAK之值小得多，因此FN係大約KFN×VN，FL係大約cos(α)×sin(α)×KFN×VTRAVEL，且FD係大約sin(α)×sin(α)×KFN×VTRAVEL。因此，可理解，一低迎角(α)增加升阻比。
鑒於上述公式，以下陳述可適用。當細長磁極1102、1104相對於相對運動之方向定向成一角度時，沿法向於相對運動之方向之一方向產生一法向力分量。此法向力FN具有沿升舉方向之分量FL及沿拖曳方向之分量FD。FL係 cos(α)×FN且在α之典型低值下係極接近於FN。FD係sin(α)×FN且通常係FN之一小分率。另外，角度(α)可係基於一磁力對法向速度常數KFN、磁浮產生器410與升舉部件420之間的相對速度及所需升舉力之一預定角度。在另一實施例中，該角度係基於磁力對法向速度常數KFN、至少一個磁浮產生器410與至少一個升舉部件420之間的相對速度及所需升舉力之一可變角度。升舉力可取決於細長磁極1102、1104相對於至少一個升舉部件420之速度(VTRAVEL)，其中一較高速度(VTRAVEL)產生較大升舉(FL)。
圖12係根據一例示性實施例之一替代磁浮產生器1310及一對應磁浮部件420之另一說明性實例。磁浮產生器1310不同於上文所闡述之磁浮產生器，此乃因其相對於升舉部件420組態為一凹模配置，而相比之下，上文所闡述之磁浮產生器係凸模組態。在凹模磁浮產生器1310中，升舉部件420經組態以插入於磁浮產生器1310之兩個側之間。磁浮產生器1310可具有以一類似方式(如上文所闡述之一者)操作之兩個細長磁極1312。在凹模組態中，磁浮產生器1310藉由使磁通穿過升舉部件420到達磁浮產生器1310之另一部分而產生力。與一凸模磁浮產生器相比，實施凹模磁浮產生器1310可導致穿過升舉部件之較高位準之磁通密度及一經增加之磁浮力。
如所圖解說明，凹模磁浮產生器1310沿行進方向1320移動。如同如上文中所闡述之凸模磁浮產生器之凹模磁浮產生器1310可定向成一角度(β)以按如上文所闡述之一類似方 式產生升舉力。如所圖解說明，角度(β)形成於凹模磁浮產生器1310之軸與行進方向1320之間。
圖13係圖12之磁浮產生器1310及對應升舉部件420之一說明性實例，其中一第一磁浮產生器1310藉由一鉸接接合件1340耦合至一第二磁浮產生器1330。在至少一項實施例中，複數個磁浮產生器1310、1330之至少一部分可經由至少一個鉸接接合件1340彼此耦合。如上文所指示，在至少一個磁浮產生器1310相對於至少一個升舉部件420移動之情形下，磁浮產生器1310致使渦電流形成於升舉部件420之至少一部分內。渦電流可取決於以下兩者之間的一角度(β)：表示磁浮產生器1310相對於升舉部件420之運動之一方向之一方向向量1320與磁浮產生器1310之至少一個磁極表面之軸1312。渦電流進一步取決於鉸接接合件1340之一鉸接程度。雖然已關於凹模磁浮產生器1310圖解說明鉸接接合件1340，但鉸接接合件1340可與上文所闡述之磁浮產生器(包含凸模磁浮產生器)中之任一者一起實施。另外，雖然僅已圖解說明一單個凹模磁浮產生器1310，但在至少一項實施例中，可實施複數個凹模磁浮產生器1310。在又其他實施例中，凹模磁浮產生器1310中之一或多者可連同一或多個凸模磁浮產生器410一起實施。如所圖解說明，存在形成於第一磁浮產生器1310及第二磁浮產生器1330之兩個端部鄰接表面之間的一角度(θ)。可由至少一個鉸接接合件1340允許第一磁浮產生器1310相對於第二磁浮產生器1330運動之量來控制角度(θ)。
圖14係一塊體1400中之複數個磁性元件1420之一例示性配置。雖然圖14中圖解說明塊體1400，但可關於上文所闡述之磁性元件配置中之任一者實施磁性元件1420之配置。如所展示，存在兩個磁性元件列1422、1424。兩個磁性元件列1422、1424中之每一者可經配置以使得一列中之每一磁性元件1420具有曝露於外部表面上之同一磁極。在至少一項實施例中，磁性元件1420可配置於一背襯部件1410上。背襯部件1410可由不同於磁性元件之一材料製成。在至少一項實施例中，背襯部件1410允許磁通在其中通過。另外，可提供一磁惰性間隔件1440以隔開第一列與第二列。磁通線1430係出於說明性目的而展示且可採取其他形狀。
圖15係用於與如本文中所呈現之驅動產生器510(圖5中所展示)中之一者協作之一例示性pi磁性配置。pi磁性元件1520經設計以配合於一槽1510內，槽1510形成於塊體1500中。槽1510可經塑形以允許pi磁性元件1520之移除。pi磁性元件1520具有兩個伸出部件1522及1524，伸出部件1522、1524中之每一者可具有與其相配之一不同磁極。如圖15中所呈現之pi磁性元件配置可以需要磁性元件之以上配置中之任一者實施。
如本文中所指示，本發明預計控制器之使用。該等控制器可實施能夠執行儲存於媒體上之指令之一或多個處理器。本發明之範疇內之實例亦可包含用於攜載或在其上儲存電腦可執行指令或資料結構之有形及/或非暫時性電腦 可讀儲存媒體。此等非暫時性電腦可讀儲存媒體可係可由包含如上文所論述之任何專用處理器之功能設計之一通用或專用電腦存取之任何可用媒體。藉由舉例而非限制方式，此等非暫時性電腦可讀媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置，或可用於以電腦可執行指令、資料結構或處理器晶片設計之形式攜載或儲存所期望程式碼構件之任一其他媒體。當在一網路或另一通信連接(硬連線式連接、無線連接或其組合)上將資訊傳送或提供至一電腦時，電腦將該連接適當地視為一電腦可讀媒體。因此，可將任何此連接適當地稱為一電腦可讀媒體。上述各項之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。
舉例而言，電腦可執行指令包含致使一通用電腦、專用電腦或專用處理裝置執行某一功能或功能群組之指令及資料。電腦可執行指令亦包含由電腦在單機或網路環境中執行之程式模組。通常，程式模組包含執行特定任務或實施特定抽象資料類型之專用處理器等之設計中固有之常式、程式、組件、資料結構、物件及功能。電腦可執行指令、相關聯之資料結構及程式模組表示用於執行本文中所揭示之步驟之程式碼構件之實例。此等可執行指令或相關聯之資料結構之特定序列表示用於實施此等步驟中所闡述之功能之對應動作之實例。
上文所闡述之各種實施例藉由僅圖解說明之方式提供而不應被視為限制本發明之範疇。舉例而言，本文中之原理 不僅適用於一運輸系統而且可與其他系統一起實施本技術之組件中之一或多者。熟習此項技術者將易於認識到，可對本文中所闡述之原理做出各種修改及改變而不遵循本文中所圖解說明及闡述之實例性實施例及應用，且此並不背離本發明之範疇。
100‧‧‧運輸系統
200‧‧‧導軌
240‧‧‧驅動部件支撐物
250‧‧‧驅動部件支撐部分/導軌支撐物
300‧‧‧車輛
310‧‧‧車輛耦合桿
410‧‧‧磁浮產生器/外裝磁浮產生器/磁源
412‧‧‧右前側外裝磁浮產生器
416‧‧‧右後側外裝磁浮產生器
418‧‧‧左後側外裝磁浮產生器
420‧‧‧磁浮部件
421‧‧‧底部件
422‧‧‧左外側升舉部件
423‧‧‧導軌支撐物耦合器
424‧‧‧左內側升舉部件
426‧‧‧右內側升舉部件
428‧‧‧右外側升舉部件
430‧‧‧磁浮產生器/內裝磁浮產生器/磁源
432‧‧‧前側內裝磁浮產生器
434‧‧‧中間內裝磁浮產生器
436‧‧‧後側內裝磁浮產生器
440‧‧‧內裝耦合器
442‧‧‧前側內裝耦合器
444‧‧‧中間內裝耦合器
446‧‧‧後側內裝耦合器
450‧‧‧輪
452‧‧‧輪
510‧‧‧驅動產生器
511‧‧‧驅動耦合器
512‧‧‧前側驅動產生器
514‧‧‧後側驅動產生器
520‧‧‧驅動部件
521‧‧‧驅動部件
523‧‧‧電樞
525‧‧‧實質上螺旋形捲繞之多相電導體
530‧‧‧驅動馬達/馬達
540‧‧‧驅動產生器耦合裝置
550‧‧‧轉向架
571‧‧‧長度
572‧‧‧圓柱形部件/第一圓柱形部件/圓柱體
573‧‧‧長度
574‧‧‧圓柱形部件/第二圓柱形部件/圓柱體
580‧‧‧自定中心機構
582‧‧‧擱置驅動輪
584‧‧‧輪耦合器
586‧‧‧輪調整機構
610‧‧‧操縱產生器
612‧‧‧右前側操縱產生器
616‧‧‧右後側操縱產生器
618‧‧‧左後側操縱產生器
620‧‧‧操縱部件
700‧‧‧轉向架
710‧‧‧頂部表面
720‧‧‧支撐件
730‧‧‧支撐件
740‧‧‧磁浮產生器耦合器
741‧‧‧耦合裝置
750‧‧‧安裝點
760‧‧‧驅動產生器耦合器
770‧‧‧角度調整機構
772‧‧‧左後側角度調整機構
774‧‧‧右後側角度調整機構
776‧‧‧左前側角度調整機構
778‧‧‧右前側角度調整機構
780‧‧‧部分
782‧‧‧部分
800‧‧‧能量儲存裝置
810‧‧‧右側能量儲存裝置
812‧‧‧左側能量儲存裝置/能量儲存裝置
891‧‧‧驅動部件自左向右地移動
893‧‧‧驅動部件旋轉方向
910‧‧‧磁體
912‧‧‧磁極
914‧‧‧磁極
920‧‧‧列/磁體列/第一列
922‧‧‧列/磁體列/第二列
924‧‧‧列/磁體列/第三列
930‧‧‧列/第一列
932‧‧‧列/第二列
934‧‧‧列/第三列
1002‧‧‧磁通線
1042‧‧‧圓柱形部件之旋轉
1044‧‧‧圓柱形部件之旋轉
1101‧‧‧兩個磁極之間的分離線
1102‧‧‧細長磁極/上部細長磁源/磁極表面
1103‧‧‧北磁極
1104‧‧‧細長磁極/下部細長磁源/磁極表面
1105‧‧‧南磁極
1110‧‧‧距離
1111‧‧‧兩個磁極之間的分離線
1113‧‧‧南磁極
1115‧‧‧北磁極
1130‧‧‧長度/細長磁源
1140‧‧‧寬度
1150‧‧‧高度
1160‧‧‧磁通/磁通線/升舉磁通場/磁通場
1161‧‧‧磁性元件
1220‧‧‧磁極之軸/細長磁極之長軸
1310‧‧‧磁浮產生器/凹模磁浮產生器/第一磁浮產 生器
1312‧‧‧細長磁極/磁極表面之軸
1320‧‧‧行進方向/方向向量
1330‧‧‧第二磁浮產生器/磁浮產生器
1340‧‧‧鉸接接合件
1400‧‧‧塊體
1410‧‧‧背襯部件
1420‧‧‧磁性元件
1422‧‧‧磁性元件列
1424‧‧‧磁性元件列
1430‧‧‧磁通線
1440‧‧‧磁惰性間隔件
1500‧‧‧塊體
1510‧‧‧槽
1520‧‧‧pi磁性元件
1522‧‧‧伸出部件
1524‧‧‧伸出部件
FD‧‧‧拖曳方向之分量
FL‧‧‧升舉力/升舉方向之分量
FN‧‧‧阻力/法向力
VTRAVEL‧‧‧方向速度向量
α‧‧‧角度
θ‧‧‧角度
β‧‧‧角度
圖1係根據本發明之一運輸系統之一例示性實施例之一透視圖；圖2係根據本發明之一運輸系統之一例示性實施例之透視圖，其中出於說明性目的而曝露磁浮系統及驅動系統；圖3係根據一例示性實施例之一轉向架及一導軌之一透視圖；圖4係如圖3中所圖解說明之轉向架及導軌之一正視圖；圖5係根據如圖3中所圖解說明之一例示性實施例之耦合至一轉向架之一驅動產生器之一經反轉透視圖；圖6係根據一例示性實施例之一驅動產生器之一部分之一透視圖，其中展示說明性磁通線；圖7係根據本發明之一例示性實施例之一例示性驅動產生器之一部分及一例示性驅動部件之一部分之一透視圖；圖8係根據一例示性實施例之一例示性驅動部件內之一例示性驅動產生器之一部分之透視圖；圖9係根據如圖3中所圖解說明之本發明一例示性實施例之一例示性驅動產生器、驅動部件、磁浮產生器及磁浮部件之一正視剖面圖； 圖10係在一例示性磁浮產生器內且自其產生之磁通與一例示性磁浮部件相互作用之一細長磁極之一說明性實例；圖11A及11B係一磁浮產生器及一或多個細長磁極之說明性實例；圖12係根據一例示性實施例之一替代磁浮產生器及對應磁浮部件之另一說明性實例；圖13係圖12之磁浮產生器及對應磁浮部件之一說明性實例，其中一第一磁浮產生器藉由一鉸接接合件耦合至一第二磁浮產生器；圖14係一例示性配置中之複數個磁性元件之一例示性配置；且圖15係可併入為如本文中所呈現之配置中之一或多者中之一磁體之一例示性pi磁性配置。
200‧‧‧導軌
240‧‧‧驅動部件支撐物
250‧‧‧驅動部件支撐部分/導軌支撐物
410‧‧‧磁浮產生器/外裝磁浮產生器/磁源
412‧‧‧右前側外裝磁浮產生器
420‧‧‧磁浮部件
421‧‧‧底部件
422‧‧‧左外側升舉部件
424‧‧‧左內側升舉部件
426‧‧‧右內側升舉部件
428‧‧‧右外側升舉部件
450‧‧‧輪
510‧‧‧驅動產生器
520‧‧‧驅動部件
700‧‧‧轉向架
710‧‧‧頂部表面
720‧‧‧支撐件
730‧‧‧支撐件
740‧‧‧磁浮產生器耦合器
750‧‧‧安裝點
760‧‧‧驅動產生器耦合器
800‧‧‧能量儲存裝置
810‧‧‧右側能量儲存裝置
812‧‧‧左側能量儲存裝置/能量儲存裝置

Claims (96)

  1. 一種運輸設備，其包括：至少一個磁浮產生器，其經組態以產生一磁浮磁通；至少一個驅動產生器，其經組態以產生一驅動磁通；該至少一個磁浮產生器經組態以在一對應至少一個升舉部件內移動；該至少一個驅動產生器經組態以在一對應至少一個驅動部件內移動；該至少一個磁浮產生器經組態以回應於該磁浮磁通而升高至相對於該至少一個升舉部件之一靜止位置以上；該至少一個驅動產生器經組態以藉由該驅動磁通而相對於該至少一個驅動部件驅動。
  2. 如請求項1之運輸設備，其中該至少一個升舉部件包括兩個升舉部件。
  3. 如請求項2之運輸設備，其中該至少兩個升舉部件係兩個軌道，每一軌道具有三個側。
  4. 如請求項3之運輸設備，其中每一軌道包括複數個段。
  5. 如請求項3至4中任一項之運輸設備，其中該兩個軌道中之每一者之剖面係實質上矩形的。
  6. 如請求項1至5中任一項之運輸設備，其中該至少一個磁浮產生器產生一升舉力，該升舉力取決於該至少一個磁浮產生器與該對應至少一個升舉部件之間的相對速度。
  7. 如請求項6之運輸設備，其中所產生之該升舉力獨立於該至少一個磁浮產生器相對於該對應至少一個升舉部件 之相對位置。
  8. 如請求項1至7中任一項之運輸設備，其中該至少一個磁浮產生器包含至少一個細長磁極。
  9. 如請求項8之運輸設備，其中該至少一個細長磁極相對於該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件之相對運動之方向定向成一角度，以使得沿法向於相對運動之該方向之一方向產生一升舉力分量。
  10. 如請求項9之運輸設備，其中該角度係基於一磁力對法向速度常數KFN、該至少一個磁浮產生器與該至少一個升舉元件之間的該相對速度及所需之該升舉力之一預定角度。
  11. 如請求項9之運輸設備，其中該角度係基於磁力對法向速度常數KFN、該至少一個磁浮產生器與該至少一個升舉元件之間的該相對速度及所需之該升舉力之一可變角度。
  12. 如請求項9之運輸設備，其中該升舉力取決於該至少一個細長磁極相對於該細長磁極之一給定寬度及一給定高度之一長度，其中該升舉力在該長度與該給定寬度及該高度相比較大時增加。
  13. 如請求項9之運輸設備，其中該升舉力取決於該細長磁極相對於該至少一個升舉部件之速度，其中一較高速度產生較大升舉。
  14. 如請求項8之運輸設備，其中該至少一個細長磁極包括配置成一列之複數個磁性元件。
  15. 如請求項8之運輸設備，其中該至少一個細長磁極包括兩個細長磁極且該兩個細長磁極中之每一者包括配置成一列之複數個磁性元件。
  16. 如請求項1至15中任一項之運輸設備，其中該至少一個磁浮產生器具有至少一個磁極表面且該升舉部件之至少一部分橫穿來自該磁浮產生器之磁通場。
  17. 如請求項1至16中任一項之運輸設備，其中該至少一個磁浮產生器包括複數個磁浮產生器。
  18. 如請求項17之運輸設備，其中該複數個磁浮產生器之至少一部分經由至少一個鉸接接合件彼此耦合。
  19. 如請求項18之運輸設備，其中在該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件移動之情形下，該至少一個磁浮產生器致使渦電流形成於該至少一個升舉部件之至少一部分內；該渦電流取決於以下兩者之間的一角度：表示該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件之運動之一方向之一方向向量與該至少一個磁浮產生器之至少一個磁極表面之軸。
  20. 如請求項19之運輸設備，其中該渦電流進一步取決於該至少一個鉸接接合件中之至少一者之一鉸接程度。
  21. 如請求項1至20中任一項之運輸設備，其中該至少一個驅動產生器包括具有經彎曲以便形成一螺旋形之一磁極之一部分。
  22. 如請求項21之運輸設備，其中該至少一個驅動產生器中之一者之形狀係實質上圓柱形的。
  23. 如請求項22之運輸設備，其中該磁極形成於該驅動產生器之外部上以使得其形成該至少一個驅動產生器中之一者之該外部之一部分。
  24. 如請求項21之運輸設備，其中包括該磁極之該至少一個驅動產生器之該部分經組態以相對於該至少一個驅動部件中之一各別者旋轉。
  25. 如請求項21之運輸設備，其中該至少一個驅動產生器之該部分之該旋轉在該至少一個驅動部件中之該各別者中誘發一渦電流。
  26. 一種經組態用於與包含至少一個驅動部件及至少一個升舉部件之一配合導軌協作之轉向架，該轉向架包括：一支撐部分；至少一個驅動產生器，其耦合至該支撐部分，其中該至少一個驅動產生器經組態以產生一驅動磁通；至少一個磁浮產生器，其耦合至該支撐部分，其中該至少一個磁浮產生器經組態以產生一磁浮磁通；該至少一個磁浮產生器經組態以在一對應至少一個升舉部件內移動；該至少一個驅動產生器經組態以在一對應至少一個驅動部件內移動；該至少一個磁浮產生器經組態以回應於來自該磁浮產生器之該磁浮磁通之影響而升高至相對於該至少一個升舉部件之一靜止位置以上；該至少一個驅動產生器經組態以藉由來自該至少一個 驅動產生器之該驅動磁通而相對於該至少一個驅動部件驅動。
  27. 如請求項26之轉向架，其進一步包括耦合至該支撐部分之至少一個能量儲存裝置。
  28. 如請求項27之轉向架，其中該至少一個能量儲存裝置耦合至該至少一個驅動產生器馬達。
  29. 如請求項27之轉向架，其中該至少一個能量儲存裝置包括至少兩個能量儲存裝置且該至少兩個能量儲存裝置中之一者耦合至該至少一個驅動產生器馬達。
  30. 如請求項27之轉向架，其中該至少一個驅動產生器馬達中之每一者耦合至該至少一個能量儲存裝置中之一對應者。
  31. 如請求項27之轉向架，其中該至少一個磁浮產生器中之至少一者耦合至該至少一個能量儲存裝置中之一對應者。
  32. 如請求項26至31中任一項之轉向架，其進一步包括至少一個輪，該至少一個輪用於在磁浮力不足以使該輪自接觸該導軌之一部分升舉之情形下接觸該導軌之該部分。
  33. 如請求項32之轉向架，其中該至少一個輪包括至少兩個輪。
  34. 如請求項32之轉向架，其中該至少一個輪包括至少四個輪。
  35. 如請求項32之轉向架，其中該至少一個輪包括至少八個輪。
  36. 如請求項32之轉向架，其中該導軌之該部分係該至少一個升舉部件之一部分。
  37. 如請求項32之轉向架，其中該至少一個輪耦合至至少一個磁浮產生器。
  38. 如請求項26至37中任一項之轉向架，其進一步包括一控制器，該控制器經組態以控制該至少一個驅動產生器及該至少一個磁浮產生器。
  39. 如請求項26至38中任一項之轉向架，其中該至少一個磁浮產生器產生一升舉力，該升舉力取決於該至少一個磁浮產生器與該對應至少一個升舉部件之間的相對速度。
  40. 如請求項39之轉向架，其中所產生之該升舉力獨立於該至少一個磁浮產生器相對於該對應至少一個升舉部件之相對位置。
  41. 如請求項26至40中任一項之轉向架，其中該至少一個磁浮產生器包含至少一個細長磁極。
  42. 如請求項41之轉向架，其中該至少一個細長磁極相對於該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件之相對運動之方向定向成一角度，以使得沿法向於相對運動之該方向之一方向產生一升舉力分量。
  43. 如請求項42之轉向架，其中該角度係基於一磁力對法向速度常數KFN、該至少一個磁浮產生器與該至少一個升舉元件之間的該相對速度及所需之該升舉力之一預定角度。
  44. 如請求項42之轉向架，其中該角度係基於磁力對法向速 度常數KFN、該至少一個磁浮產生器與該至少一個升舉元件之間的該相對速度及所需之該升舉力之一可變角度。
  45. 如請求項42之轉向架，其中該升舉力取決於該至少一個細長磁極相對於該細長磁極之一給定寬度及一給定高度之一長度，其中該升舉力在該長度與該給定寬度及該高度相比較大時增加。
  46. 如請求項42之轉向架，其中該升舉力取決於該細長磁極相對於該至少一個升舉部件之速度，其中一較高速度產生較大升舉。
  47. 如請求項41之轉向架，其中該至少一個細長磁極包括配置成一列之複數個磁性元件。
  48. 如請求項41之轉向架，其中該至少一個細長磁極包括兩個細長磁極且該兩個細長磁極中之每一者包括配置成一列之複數個磁性元件。
  49. 如請求項26至48中任一項之轉向架，其中該至少一個磁浮產生器具有至少一個磁極表面且該升舉部件之至少一部分橫穿來自該磁浮產生器之磁通場。
  50. 如請求項26至49中任一項之轉向架，其中該至少一個磁浮產生器包括複數個磁浮產生器。
  51. 如請求項50之轉向架，其中該複數個磁浮產生器之至少一部分經由至少一個鉸接接合件彼此耦合。
  52. 如請求項51之轉向架，其中在該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件移動之情形下，該至少一個磁 浮產生器致使渦電流形成於該至少一個升舉部件之至少一部分內；該渦電流取決於以下兩者之間的一角度：表示該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件之運動之一方向之一方向向量與該至少一個磁浮產生器之至少一個磁極表面之軸。
  53. 如請求項52之轉向架，其中該渦電流進一步取決於該至少一個鉸接接合件中之至少一者之一鉸接程度。
  54. 如請求項26至53中任一項之轉向架，其中該至少一個驅動產生器包括具有經彎曲以便形成一螺旋形之一磁極之一部分。
  55. 如請求項54之轉向架，其中該至少一個驅動產生器中之一者之形狀係實質上圓柱形的。
  56. 如請求項55之轉向架，其中該磁極形成於該驅動產生器之外部上以使得其形成該至少一個驅動產生器中之一者之該外部之一部分。
  57. 如請求項54之轉向架，其中包括該磁極之該至少一個驅動產生器之該部分經組態以相對於該至少一個驅動部件中之一各別者旋轉。
  58. 如請求項54之轉向架，其中該至少一個驅動產生器之該部分之該旋轉在該至少一個驅動部件中之該各別者中誘發一渦電流。
  59. 一種經組態以相對於一導軌之一升舉部件升舉一經耦合運載工具之磁浮產生器，該磁浮產生器包括：一立方形部件，其經組態以與該升舉部件磁耦合； 該立方形部件具有至少一個細長磁極，該至少一個細長磁極經組態以產生用於橫穿該升舉部件之至少一部分之一升舉磁通場。
  60. 如請求項59之磁浮產生器，其中該升舉磁通取決於至少一個磁極表面沿一行進方向之運動及該至少一個磁極表面相對於該行進方向之角度。
  61. 如請求項59至60中任一項之磁浮產生器，其中該至少一個磁極表面包括複數個磁源。
  62. 如請求項59至61中任一項之磁浮產生器，其中所產生之該升舉磁通場獨立於該至少一個磁浮產生器相對於該對應至少一個升舉部件之相對位置。
  63. 如請求項59至62中任一項之磁浮產生器，其中該至少一個細長磁極相對於該至少一個磁浮產生器相對於該至少一個升舉部件之相對運動之方向定向成一角度，以使得沿法向於相對運動之該方向之一方向產生一升舉力分量。
  64. 如請求項63之磁浮產生器，其中該角度係基於一磁力對法向速度常數KFN、該至少一個磁浮產生器與該至少一個升舉元件之間的相對速度及所需之升舉力之一預定角度。
  65. 如請求項64之磁浮產生器，其中該角度係基於磁力對法向速度常數KFN、該至少一個磁浮產生器與該至少一個升舉元件之間的該相對速度及所需之該升舉力之一可變角度。
  66. 如請求項64之磁浮產生器，其中該升舉力取決於該至少一個細長磁極相對於該細長磁極之一給定寬度及一給定高度之一長度，其中該升舉力在該長度與該給定寬度及該高度相比較大時增加。
  67. 如請求項64之磁浮產生器，其中該升舉力取決於該細長磁極相對於該至少一個升舉部件之速度，其中一較高速度產生較大升舉。
  68. 如請求項59至67中任一項之磁浮產生器，其中該至少一個細長磁極包括配置成一列之複數個磁性元件。
  69. 如請求項59至68中任一項之磁浮產生器，其中該至少一個細長磁極包括兩個細長磁極且該兩個細長磁極中之每一者包括配置成一列之複數個磁性元件。
  70. 一種經組態用於相對於一導軌之一對應驅動部件驅動一經耦合運載工具之驅動產生器，該驅動產生器包括：至少一個實質上圓柱形部件；複數個磁體，其位於該至少一個實質上圓柱形部件之表面上，其中該複數個磁體經配置以便形成一螺旋形；一旋轉馬達，其用於使該至少一個實質上圓柱形部件旋轉以使得該至少一個實質上圓柱形部件之該旋轉在該對應驅動部件中產生一螺旋形變化之磁通以便致使該驅動產生器相對於該對應驅動部件移動。
  71. 如請求項70之驅動產生器，其進一步包括至少一個擱置驅動輪，該至少一個擱置驅動輪經組態以在該驅動產生器之速度低於一預定速度時接觸該對應驅動部件。
  72. 如請求項70至71中任一項之驅動產生器，其中該至少一個擱置驅動輪包括三個擱置驅動輪。
  73. 如請求項70至72中任一項之驅動產生器，其中該至少一個擱置驅動輪經組態以由一部署驅動器控制，以使得該至少一個擱置驅動輪在一經驅動狀態中與該圓柱形部件齊平且在一低速驅動或未驅動狀態中延伸超過該圓柱形部件。
  74. 如請求項70至73中任一項之驅動產生器，其中該至少一個實質上圓柱形部件包括兩個實質上圓柱形部件。
  75. 如請求項74之驅動產生器，其中該兩個實質上圓柱形部件可藉由同一旋轉馬達旋轉但沿相反方向旋轉。
  76. 如請求項74之驅動產生器，其進一步包括一額外旋轉馬達以使得該旋轉馬達驅動該兩個實質上圓柱形部件中之一者且該額外旋轉馬達驅動該兩個實質上圓柱形部件中之另一者。
  77. 如請求項70至76中任一項之驅動產生器，其中該複數個磁體配置成複數個列。
  78. 如請求項77之驅動產生器，其中該複數個列包括三個列。
  79. 如請求項70至78中任一項之驅動產生器，其中該複數個磁體配置成一列以使得兩個不同磁極配置於各別列之每一部分外部。
  80. 如請求項79之驅動產生器，其中該兩個不同磁極以一預定距離間隔開。
  81. 如請求項79之驅動產生器，其中該兩個不同磁極耦合至一背襯部件。
  82. 如請求項70至81中任一項之驅動產生器，其中該複數個磁體配置成至少一個列且該複數個磁體安裝至一背襯部件，以使得可自該圓柱形部件移除該背襯部件及該複數個磁體。
  83. 如請求項70至82中任一項之驅動產生器，其中該至少一個實質上圓柱形部件與該對應驅動部件之間的相對線性運動致使該至少一個實質上圓柱形部件旋轉，且該至少一個實質上圓柱形部件耦合至一發電機致使該發電機旋轉且產生電力。
  84. 一種導軌，其包括：至少一個升舉部件；至少一個驅動部件，其藉由一導軌耦合部件耦合至該至少一個升舉部件；該至少一個升舉部件經組態以接收由一對應至少一個磁浮產生器產生之一磁浮磁通；該至少一個驅動部件經組態以接收由一對應至少一個驅動產生器產生之一驅動磁通。
  85. 如請求項84之導軌，其中該至少一個升舉部件包括兩個升舉部件。
  86. 如請求項85之導軌，其中該至少兩個升舉部件係兩個軌道，每一軌道具有三個側。
  87. 如請求項86之導軌，其中每一軌道包括複數個段。
  88. 如請求項86之導軌，其中該兩個軌道中之每一者之剖面係實質上矩形的。
  89. 如請求項84至88中任一項之導軌，其中該至少一個驅動部件之形狀係實質上圓柱形的。
  90. 如請求項84至89中任一項之導軌，其中該驅動部件包括具有實質上螺旋形捲繞之多相電導體之一電樞。
  91. 如請求項90之導軌，其中該電樞供應有電流以在該至少一個驅動產生器中之一對應者上產生旋轉力。
  92. 如請求項90之導軌，其中該電樞供應有電流以在該至少一個驅動產生器中之一對應者上產生線性力。
  93. 如請求項90之導軌，其中該至少一個驅動產生器中之一對應者之旋轉致使電流流動於該電樞內。
  94. 如請求項90之導軌，其中該至少一個驅動產生器中之一對應者之線性運動致使電流流動於該電樞內。
  95. 一種運輸系統，其包括：如請求項84至94中任一項之一導軌；如請求項59至69中任一項之至少一個磁浮產生器，其經組態用於與一對應升舉部件磁耦合；及如請求項70至83中任一項之至少一個驅動產生器，其經組態用於與一對應驅動部件磁耦合。
  96. 一種運輸設備，其包括：至少一個驅動產生器，其經組態以：產生一驅動磁通；相對於一對應至少一個驅動部件移動；及 藉由該驅動磁通而相對於該至少一個驅動部件驅動；及至少一個磁浮產生器，其經組態以：產生一磁浮磁通；在一對應至少一個升舉部件內移動；及回應於該磁浮磁通而相對於該至少一個升舉部件升高至一靜止位置以上。
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