CN103241134B - 磁悬浮车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮车，包括：轨道、车体，所述车体悬于轨道上，所述车体包括：车厢和底盘，所述车厢位于底盘的上方并与底盘相连接；所述磁悬浮车还包括：人力传动***，所述人力传动***与车体连接，由人力驱动所述车体在所述轨道上运动。本发明的人力磁悬浮车省力、耐久性好且零耗电，车体与轨道之间不接触的方式大大地减小了人体在驱动人力磁悬浮车时的负荷，提高了人体的舒适度。可缓解当前的能源危机，能充分降低能量密度将人体动能利用起来，自给自足，无需外界电源供电促使人们有节律的运动，保持身心健康，为人们提供了一种不依靠外界电源、环保、平稳的人力车；同时，还可以缓解城市交通压力，绿色环保，对低碳经济做出积极贡献。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮车，尤其涉及一种人力磁悬浮车。
背景技术
当前在城市中，人口的增加导致交通压力越来越严重，而交通拥挤现象也是随处可见，人们的生活质量以及工作效率降低。另外，目前利用石油能源来驱动的交通工具给环境带来了巨大的污染。随着社会工业化的加深，经济的持续增长，人们生活水平的提高，能源的供需矛盾日益尖锐。寻求和开发可再生的、清洁的能源已成为能源可持续发展的唯一选择。在能源供需矛盾日益突出的今天，人体运动产生的机械能作为一种可再生的、清洁的、普遍存在的能量，受到了人们越来越多的重视。当前，人力发电的研究正在进行中，结合人体各种运动方式的人力发电的机械设备可谓层出不穷。无疑，随着常规能源的日益枯竭，以及发展低碳能源技术重要性的日益体现，人力发电技术会得到更进一步的研究和探讨。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种人力磁悬浮车，利用分别安装在轨道和车体上的永磁体之间的相互作用使得车体水平悬浮于轨道之上，然后再借助人体动能来驱动安装在车体上的传动机构运动，最终驱动车体沿着固定的轨道向前行驶。
(二)技术方案
为达到上述目的，一种磁悬浮车，包括：轨道、车体，所述车体悬于轨道上，所述车体包括：车厢和底盘，所述车厢位于底盘的上方并与底盘相连接；所述磁悬浮车还包括：人力传动***，所述人力传动***与车体连接，由人力驱动所述车体在所述轨道上运动。
优选地，所述人力传动***包括：动力输入子***、传动子***和动力输出子***，所述动力输入子***通过传动子***与动力输出子***连接，将人力输入的能量转换为驱动所述车体运动的能量输出。
优选地，所述人力传动***为蜗轮蜗杆传动***，所述动力输入子***包括：脚蹬、蜗轮轴、蜗轮、蜗杆以及蜗杆轴，所述脚蹬通过蜗轮轴与蜗轮连接，所述蜗轮轴通过第一蜗轮支撑板和第二蜗轮支撑板固定架设在所述底盘上，所述蜗轮通过与蜗杆啮齿连接并带动蜗杆轴转动，所述蜗杆轴通过第一蜗杆轴支撑板和第二蜗杆轴支撑板固定架设在所述底盘上；
所述传动子***包括：第一定滑轮、传动带和第二定滑轮；所述动力输入子***的蜗杆轴穿设于所述第一定滑轮中，并通过所述蜗杆轴的转动带动传动带运动，使第二定滑轮转动；
所述动力输出子***包括：螺旋桨轴和螺旋桨，所述螺旋桨轴一端穿设于所述传动子***的第二定滑轮中，所述螺旋桨轴另一端与螺旋桨连接，并通过所述第二定滑轮的转动带动螺旋桨旋转，所述螺旋桨轴通过第一螺旋桨轴支撑板和第二螺旋桨轴支撑板固定架设在所述车厢顶部。
优选地，所述人力传动***为压缩机气缸传动***，所述传动子***为压缩机气缸；所述动力输入子***包括：脚蹬、大齿轮轴、大齿轮、小齿轮、曲轴和压缩机活塞杆，所述脚蹬通过大齿轮轴与大齿轮连接，所述大齿轮轴通过第一大齿轮轴支撑板和第二大齿轮轴支撑板固定架设在所述底盘上，所述大齿轮通过与小齿轮啮齿连接并带动小齿轮转动，所述小齿轮通过曲轴带动所述压缩机活塞杆往复运动，所述压缩机活塞杆与所述压缩机气缸一端连接，所述曲轴通过第一曲轴支撑板和第二曲轴支撑板固定架设在所述底盘上；
所述动力输出子***包括：输气管、气箱和喷头，所述输气管一端与压缩机气缸另一端连接，所述输气管的另一端与气箱连接，喷头与所述气箱连接。
优选地，所述轨道为一个U型槽，在该U型槽两侧分别设有第一轨道导向磁体和第二轨道导向磁体；以及
在该U型槽底部设置多个第一隔板，所述第一隔板上设有至少一对第一轨道悬浮磁体和第二轨道悬浮磁体。
优选地，所述底盘包括上层底盘和下层底盘，所述下层底盘两侧分别设有第一车载导向磁体和第二车载导向磁体，所述第一车载导向磁体和第二车载导向磁体与所述轨道内第一轨道导向磁体和第二轨道导向磁体的相对面为相同磁极，所述下层底盘还设有多个第二隔板，所述第二隔板上设有至少一个车载悬浮磁体。
优选地，所述第二隔板伸入每两个第一隔板之间，所述第二隔板上的车载悬浮磁***于第一隔板上第一轨道悬浮磁体和第二轨道悬浮磁体之间，所述第二隔板上的车载悬浮磁体与第一隔板上第一轨道悬浮磁体相对面为相反磁极；以及
所述第二隔板上的车载悬浮磁体与第一隔板上第二轨道悬浮磁体相对面为相同磁极。
优选地，所述磁体为永磁体。
优选地，所述轨道和所述下层底盘由具有磁屏蔽作用的刚性材料构成。
优选地，所述永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体、钴镍永磁体、铝镍钴永磁体和铁氧体永磁体中的至少一种。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案有如下优点：
本发明的人力磁悬浮车省力、耐久性好且零耗电，车体与轨道之间不接触的方式大大地减小了人体在驱动人力磁悬浮车时的负荷，提高了人体的舒适度。同时，由于在行驶的过程中，车体与轨道不发生接触，这种崭新概念的人力磁悬浮车具有轻便、快捷和平稳的特点。可缓解当前的能源危机，能充分降低能量密度将人体动能利用起来，自给自足，无需外界电源供电促使人们有节律的运动，保持身心健康，为人们提供了一种不依靠外界电源、环保、便捷、平稳的人力车；同时，还可以缓解城市交通压力，绿色环保，对低碳经济做出积极贡献。
附图说明
图1为本发明人力磁悬浮车结构示意图；
图2A为本发明实施例1的人力传动***结构示意图；
图2B为本发明实施例1的人力传统***装配示意图；
图2C为本发明实施例1的人力传动***与车体的安装示意图；
图3A为本发明实施例2的人力传动***结构示意图；
图3B-图3C为本发明实施例2的人力传动***装配结构示意图；
图3D-图3E为本发明实施例2的人力传统***与车体的安装示意图；
图4A为本发明人力磁悬浮车与轨道装配总体结构示意图；
图4B为本发明人力磁悬浮车与轨道装配磁体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下面结合附图和具体实施例进一步描述本发明。
图1为本发明人力磁悬浮车结构示意图，如图1所示，人力磁悬浮车包括：轨道1、车体2和人力传动***3，所述车体2包括：车厢25和底盘21，所述车厢25位于底盘21的上方并与底盘21相连接；所述车体2悬于轨道1上，所述人力传动***3与车体2连接。
实施例1：
图2A为本发明实施例1的人力传动***结构示意图，如图2A所示，所述人力传动***3为蜗轮蜗杆传动***，包括：动力输入子***、传动子***和动力输出子***，所述动力输入子***通过传动子***与动力输出子***连接，将人力输入的能量转换为驱动所述车体运动的能量输出。
所述动力输入子***包括：脚蹬31、蜗轮轴32、蜗轮33、蜗杆34以及蜗杆轴35，所述脚蹬31通过蜗轮轴32与蜗轮33连接。如图2B和图2C，并参考图1所示，所述蜗轮轴35通过第一蜗轮支撑板41和第二蜗轮支撑板42固定架设在所述底盘21上，所述蜗轮33通过与蜗杆34啮齿连接并带动蜗杆轴35转动，所述蜗杆轴35通过第一蜗杆轴支撑板43和第二蜗杆轴支撑板44固定架设在所述底盘21上；
所述传动子***包括：第一定滑轮36、传动带37和第二定滑轮38；所述动力输入子***的蜗杆轴35穿设于所述第一定滑轮36中，并通过所述蜗杆轴35的转动带动传动带37运动，使第二定滑轮38转动；
所述动力输出子***包括：螺旋桨轴39和螺旋桨310，所述螺旋桨轴39一端穿设于所述传动子***的第二定滑轮38中，所述螺旋桨轴39另一端与螺旋桨310连接，并通过所述第二定滑轮38的转动带动螺旋桨310旋转。也就是说，如图2C所示，螺旋桨轴39通过安装在车厢25顶部外表面的第一螺旋桨轴支撑板45和第二螺旋桨轴支撑板46架空并与车厢25顶部表面平行，在第一螺旋桨轴支撑板45和第二螺旋桨轴支撑板46之间的螺旋桨轴39安装有第二定滑轮38，而在第二螺旋桨支撑板46后方伸出所述车体2尾部外的螺旋桨轴39上安装有螺旋桨310，以保证螺旋桨310悬空于车体2的尾部。所述传动带37的一端安装在第一定滑轮36上，另一端则需要穿过底盘21与车厢25顶部的孔安装在第二定滑轮38上。另外，请再次参考图2A所示，为了保证传动带37始终垂直于地面，螺旋桨轴39与蜗杆轴35需安装在同一垂面内，且第一定滑轮36和第二定滑轮38的连线应为垂线。请再次参考图2C所示，所述螺旋桨轴39通过第一螺旋桨轴支撑板45和第二螺旋桨轴支撑板46固定架设在所述车厢25顶部。
工作原理：当脚踩踏脚蹬31时，蜗轮轴32开始转动并带动蜗轮33转动，蜗轮33的转动将带动与其啮合的蜗杆34的转动。此时，蜗杆轴35开始转动，并且带动第一定滑轮36开始转动，第一定滑轮36的动能将由传动带37传递给第二定滑轮38，安装在螺旋桨轴39上的第二定滑轮38将带动螺旋桨轴39转动；最后，安装在螺旋桨轴39上的螺旋桨310将开始转动，螺旋桨310的转动将扰动车体尾部的空气，车体在被扰动的空气的气动力的推动下沿着轨道向前行驶。
实施例2：
图3A为本发明实施例2的人力传动***结构示意图，如图3A所示，与上述实施例1不同的是，本实施例的人力传动***3为压缩机气缸传动***，所述传动子***为压缩机气缸316，所述动力输入子***通过压缩机气缸316与动力输出子***连接。
所述动力输入子***包括：脚蹬31、大齿轮轴311、大齿轮312、小齿轮313、曲轴314和压缩机活塞杆315，所述脚蹬31通过大齿轮轴311与大齿轮312连接，如图3B所示，所述大齿轮轴311通过第一大齿轮轴支撑板47和第二大齿轮轴支撑板48固定架设在所述底盘21上，所述大齿轮312通过与小齿轮313啮齿连接并带动小齿轮313转动，所述小齿轮313通过曲轴314带动所述压缩机活塞杆315往复运动，所述压缩机活塞杆315与所述压缩机气缸316一端连接，如图3B-图3C所示，所述曲轴314通过第一曲轴支撑板49和第二曲轴支撑板410固定架设在所述底盘21上。也就是说，大齿轮轴311与曲轴314平行安装，且曲轴314在大齿轮轴311的后方，在靠近第一曲轴支撑板49的曲轴314上安装有压缩机活塞杆315，所述压缩机活塞杆315伸到所述曲轴314后方所述底盘21上表面的压缩机气缸316内。
请再次参考图3A所示，所述动力输出子***包括：输气管317、气箱318和喷头319，所述输气管317一端与压缩机气缸316另一端连接，所述输气管317的另一端与气箱318连接，喷头319与所述气箱318连接。
图3D-图3E为本发明实施例2的人力传统***与车体的安装示意图，如图3D-图3E并参考图3A所示，大齿轮轴311通过安装在底盘21下层上表面的第一大齿轮轴支撑板47和第二大齿轮轴支撑板架空并与底盘21下层平行，在所述第一大齿轮轴支撑板47和第二大齿轮轴支撑板48之间的大齿轮轴311上安装有大齿轮312。另外，曲轴314由安装在底盘21下层上表面的第一曲轴支撑板49和第二曲轴支撑板410架空并与底盘21下层平行，同时曲轴314的安装位置要保证曲轴314上的小齿轮313与大齿轮314能相互啮合。所述气箱318安装在底盘21上层上表面上，车体2的尾部。所述压缩机汽缸316安装在底盘21下层上表面上，其安装的位置要保证与压缩机活塞杆315的装配合理。输气管317的一端连接压缩机汽缸316，另一端穿过底盘21上层连接到气箱318，其作用是将压缩机气缸316中的高压气体传输到气箱318中存储起来。喷头319则安装在气箱318上，且其开口朝向车体2的尾部。
工作原理：当脚踩踏脚蹬31时，大齿轮轴311开始转动并且带动安装在其上的大齿轮312转动，大齿轮312的转动将带动与其啮合的小齿轮313转动。此时，安装在曲轴314上的小齿轮313将带动曲轴314转动，曲轴314的转动将带动安装在其上的压缩机活塞杆315在压缩机汽缸316内做往复运动，所述压缩机活塞杆315的往复运动使得压缩机汽缸内316的空气被压缩，压缩的空气通过输气管317到达气箱318内。当气箱内318的空气达到一定容量和压力后，气箱318将通过喷头319向外界连续地排放高压空气。从气箱318中排出的空气将在喷头319中得到减压和加速，最后以很高的速度离开喷头319。因为喷头319安装在磁悬浮车的尾部且其开口朝向磁悬浮车车行驶的反方向，所以磁悬浮车在喷头319排出的空气的反作用力的推动下向前行驶。
图4A为本发明人力磁悬浮车与轨道装配总体结构示意图，图4B为本发明人力磁悬浮车与轨道装配磁体结构示意图，如图4A-图4B所示，磁悬浮车的轨道1为一个U型槽，其开口方向朝上，在该U型槽两侧分别设有第一轨道导向磁体14和第二轨道导向磁体15；以及在该U型槽底部设置多个第一隔板16，所述第一隔板16上设有至少一对第一轨道悬浮磁体12和第二轨道悬浮磁体13。所述底盘21包括上层底盘和下层底盘，所述底盘21的上层底盘设置有车厢25，所述下层底盘两侧分别设有第一车载导向磁体23和第二车载导向磁体24，所述第一车载导向磁体23和第二车载导向磁体24与所述轨道1内第一轨道导向磁体14和第二轨道导向磁体15的相对面为相同磁极，所述下层底盘设有多个第二隔板17，所述第二隔板17上设有至少一个车载悬浮磁体22。所述第二隔板17伸入每两个第一隔板16之间，所述第二隔板17上的车载悬浮磁体22位于第一隔板16上第一轨道悬浮磁体12和第二轨道悬浮磁体13之间，所述第二隔板17上的车载悬浮磁体22与第一隔板16上第一轨道悬浮磁体12相对面为相反磁极；以及所述第二隔板17上的车载悬浮磁体22与第一隔板16上第二轨道悬浮磁体13相对面为相同磁极，例如，当车载悬浮磁体22相对第一轨道悬浮磁体12的一侧为N极时，所述第一轨道悬浮磁体12相对车载悬浮磁体的一侧应为S极，而对应的第二轨道悬浮磁体13为N极。此时，车载悬浮磁体22收到第一轨道悬浮磁体12的吸力作用向上抬升，而第二轨道悬浮磁体13对其的排斥力也同样会使车载悬浮磁体22向上抬升。因此磁悬浮车整体在第一轨道悬浮磁体12向上“拉”和第二轨道悬浮磁体13向上“推”的作用而悬浮与轨道1上1-2厘米。同时，在U型槽轨道两侧安装的第一轨道导向磁体14和第二轨道导向磁体15与底盘21下层两侧的第一车载导向磁体23和第二车载导向磁体24相对面保持相同磁极，以保证磁悬浮车整体侧面与轨道1内侧面不接触，在本发明中所述轨道和所述下层底盘由具有磁屏蔽作用的刚性材料构成，以及所述磁体为永磁体，永磁体材料可以为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体、钴镍永磁体、铝镍钴永磁体、铁氧体永磁体等。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种磁悬浮车，包括：轨道、车体，其特征在于，所述车体悬于轨道上，所述车体包括：车厢和底盘，所述车厢位于底盘的上方并与底盘相连接；所述磁悬浮车还包括：人力传动***，所述人力传动***与车体连接，由人力驱动所述车体在所述轨道上运动。
2.如权利要求1所述的磁悬浮车，其特征在于，所述人力传动***包括：动力输入子***、传动子***和动力输出子***，所述动力输入子***通过传动子***与动力输出子***连接，将人力输入的能量转换为驱动所述车体运动的能量输出。
3.如权利要求2所述的磁悬浮车，其特征在于，所述人力传动***为蜗轮蜗杆传动***，所述动力输入子***包括：脚蹬、蜗轮轴、蜗轮、蜗杆以及蜗杆轴，所述脚蹬通过蜗轮轴与蜗轮连接，所述蜗轮轴通过第一蜗轮支撑板和第二蜗轮支撑板固定架设在所述底盘上，所述蜗轮通过与蜗杆啮齿连接并带动蜗杆轴转动，所述蜗杆轴通过第一蜗杆轴支撑板和第二蜗杆轴支撑板固定架设在所述底盘上；
所述传动子***包括：第一定滑轮、传动带和第二定滑轮；所述动力输入子***的蜗杆轴穿设于所述第一定滑轮中，并通过所述蜗杆轴的转动带动传动带运动，使第二定滑轮转动；
所述动力输出子***包括：螺旋桨轴和螺旋桨，所述螺旋桨轴一端穿设于所述传动子***的第二定滑轮中，所述螺旋桨轴另一端与螺旋桨连接，并通过所述第二定滑轮的转动带动螺旋桨旋转，所述螺旋桨轴通过第一螺旋桨轴支撑板和第二螺旋桨轴支撑板固定架设在所述车厢顶部。
4.如权利要求2所述的磁悬浮车，其特征在于，所述人力传动***为压缩机气缸传动***，所述传动子***为压缩机气缸；所述动力输入子***包括：脚蹬、大齿轮轴、大齿轮、小齿轮、曲轴和压缩机活塞杆，所述脚蹬通过大齿轮轴与大齿轮连接，所述大齿轮轴通过第一大齿轮轴支撑板和第二大齿轮轴支撑板固定架设在所述底盘上，所述大齿轮通过与小齿轮啮齿连接并带动小齿轮转动，所述小齿轮通过曲轴带动所述压缩机活塞杆往复运动，所述压缩机活塞杆与所述压缩机气缸一端连接，所述曲轴通过第一曲轴支撑板和第二曲轴支撑板固定架设在所述底盘上；
所述动力输出子***包括：输气管、气箱和喷头，所述输气管一端与压缩机气缸另一端连接，所述输气管的另一端与气箱连接，喷头与所述气箱连接。
5.如权利要求1-4任意一项所述的磁悬浮车，其特征在于，所述轨道为一个U型槽，在该U型槽两侧分别设有第一轨道导向磁体和第二轨道导向磁体；以及
在该U型槽底部设置多个第一隔板，所述第一隔板上设有至少一对第一轨道悬浮磁体和第二轨道悬浮磁体。
6.如权利要求5所述的磁悬浮车，其特征在于，所述底盘包括上层底盘和下层底盘，所述下层底盘两侧分别设有第一车载导向磁体和第二车载导向磁体，所述第一车载导向磁体和第二车载导向磁体与所述轨道内第一轨道导向磁体和第二轨道导向磁体的相对面为相同磁极，所述下层底盘还设有多个第二隔板，所述第二隔板上设有至少一个车载悬浮磁体。
7.如权利要求6所述的磁悬浮车，其特征在于，所述第二隔板伸入每两个第一隔板之间，所述第二隔板上的车载悬浮磁***于第一隔板上第一轨道悬浮磁体和第二轨道悬浮磁体之间，所述第二隔板上的车载悬浮磁体与第一隔板上第一轨道悬浮磁体相对面为相反磁极；以及
所述第二隔板上的车载悬浮磁体与第一隔板上第二轨道悬浮磁体相对面为相同磁极。
8.如权利要求6或7所述的磁悬浮车，其特征在于，所述磁体为永磁体。
9.如权利要求6或7所述的磁悬浮车，其特征在于，所述轨道和所述下层底盘由具有磁屏蔽作用的刚性材料构成。
10.如权利要求8所述的磁悬浮车，其特征在于，所述永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体、钴镍永磁体、铝镍钴永磁体和铁氧体永磁体中的至少一种。
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| CN2895145Y (zh) * | 2005-12-16 | 2007-05-02 | 北京工业大学 | 一种风力驱动永磁悬浮车 |
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-
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Patent Citations (6)
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| US4142469A (en) * | 1972-01-13 | 1979-03-06 | British Steel Corporation | Magnetic suspension system for railway vehicle with lifting force control |
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