CN113365869A - 用于磁悬浮车辆的制动模块 - Google Patents

Abstract

因此，第一方面提供了一种用于磁悬浮车辆的制动模块。制动模块包括第一磁主动制动元件，所述第一磁主动制动元件耦合到组成制动模块的第一制动磁体致动器上。第一制动磁体致动器被布置成控制第一磁主动元件，以在相对于制动模块的第一预定位置处提供预定大小的第一磁制动场，所述第一磁制动场的第一磁力线在使用中基本水平且基本垂直于车辆的行驶方向。通过提供具有基本水平取向的磁场分量的涡流制动器，由在(竖直)悬架上产生的涡流激发的磁力的影响被减小并且优选地被最小化。

Description

用于磁悬浮车辆的制动模块

技术领域

其各个方面和示例涉及为磁悬浮车辆提供制动器的领域，特别是涡流制动器。

背景技术

涡流因其在产生制动力的两个单元之间没有物理接触的情况下具有制动效果而闻名。例如过山车和高速列车。在后者中，与700系列新干线一样，提供了圆形涡流制动器，其包括围绕转向架轴的圆盘和固定磁铁。在德国ICE3中，提供了线性涡流制动器。

发明内容

特别地，使用涡流制动器和线性涡流制动器在车辆上产生与车辆的移动方向垂直的力。在过山车和高速列车(如德国ICE3)中，磁体提供了竖直取向的磁场，该磁体可以在轨道中朝向铁轨移动。在ICE3中，列车携带磁体，所述磁体与列车在其上行驶的铁轨相互作用。除了平行于移动方向的制动力外，这也会产生平行于磁场取向的力。这些力会产生排斥，如果导体是铁磁性的，也会产生在制动器的导体与制动器的磁体之间的吸引力。

过山车和高速列车(如德国ICE3)使用与车辆下方的铁轨物理接触的车轮而移动。以此方式，列车被限制在两个铁轨之间。因此，使用具有水平取向的磁场的线性涡流制动器，对制动过程中车辆的稳定性没有重大影响。如果使用竖直取向的磁场，则任何附加力都将由列车的重量补偿。

然而，如果车辆是磁(非接触)悬浮的，通过竖直取向的磁场操作涡流制动器产生的磁力可能具有由于缺乏铁轨约束而影响车辆的稳定性的后果。特别是竖直方向上的稳定性可能是一个问题，这种稳定性在最坏的情况下可能会导致完全失去悬浮。

因此，第一方面提供了一种用于磁悬浮车辆的制动模块。制动模块包括第一磁主动制动元件，所述第一磁主动制动元件耦合到组成制动模块的第一制动磁体致动器上。第一制动磁体致动器被布置成控制第一磁主动元件，以在相对于制动模块的第一预定位置处提供预定大小的第一磁制动场，所述第一磁制动场的第一磁力线在使用中基本水平且基本垂直于车辆的行驶方向。

通过提供具有基本水平取向的磁场分量的涡流制动器，由在(竖直)悬架上产生的涡流激发的磁力的影响被减小并且优选地被最小化。

一种实施方式提供了一种制动模块，所述制动模块进一步包括耦合到第二制动磁体致动器上的第二磁主动制动元件，第二制动磁体致动器被布置成控制第二磁主动元件，以在相对于制动模块的第二预定位置处提供预定大小的第二磁制动场，第二磁制动场的第二磁力线在使用中基本平行于第一磁制动场的磁力线，并且具有与其相反的方向，其中，第一磁力线从其离开的第一极背向第二磁主动元件；第二磁力线从其离开的第二极背向第一磁主动元件。

在本实施方式中，由于车辆转向架两侧上的涡流感应出的磁场产生的横向力，如果它们具有相同的大小，则可以相互消除。在这方面，转向架是提供车辆相对于轨道的悬浮的装置。因此，转向架可以包括铰链、弹簧、其他元件或其组合，以提供安全和/或舒适的悬浮。

制动模块的另一个实施方式包括：磁主动引导元件，其被布置成提供磁引导场，其磁力线在使用中是基本水平的，并且基本垂直于车辆的行驶方向。本实施方式进一步包括：引导磁体致动器，其被布置成控制磁主动引导元件，以在相对于制动模块的第一预定位置处提供预定大小的磁引导场；以及控制器。控制器被布置成：获得所需的总力，以获得或保持车辆相对于运输基础设施的特定位置；基于要由磁主动制动元件的致动提供的所需制动力，确定磁制动场的大小和产生的横向制动力(横向于制动模块)；并且，控制引导致动器，使磁主动引导元件能够在预定位置处提供磁引导场，从而产生磁引导力，使得横向制动力与磁引导力的和基本上等于所需的总力。

特别是在弯道和/或当制动铁轨仅设置在车辆的一侧时，由于制动产生的横向力(例如由涡流引起的)不会相互消除。在这种情况下，需要在本实施方式中提供的附加的控制。

第二方面提供一种车辆，所述车辆被布置成相对于组成运输基础设施的至少一个引导铁轨磁悬浮，所述车辆包括根据第一方面的制动模块。

第三方面提供一种运输基础设施，所述运输基础设施被布置成用于运输根据第二方面的车辆，运输基础设施提供被布置成向车辆提供引导的轨道，该基础设施包括沿着轨道设置的制动铁轨，制动铁轨被布置成与组成车辆的制动模块接合，并且沿着轨道设置，使得制动铁轨被设置在相对于制动模块的预定第一位置处。

在第三方面的实施方式中，其中，制动铁轨包括分层结构。在本实施方式中，在铁轨中激发的电流可以被控制，特别是被减少或抑制。

在另一个实施方式中，至少两层包括具有不同磁性和/或电性和/或导电性的材料。

不同的材料在不同的车速下提供不同的涡流制动特性。在不同的层中设置具有不同材料的制动铁轨在较宽的速度范围内提供有效的制动。此外，结合包括铁磁性材料的层可以将制动铁轨用于其他目的，包括但不限于引导、推进和悬浮。

应当注意，尽管下面讨论的实施方式涉及从上面悬浮的车辆，但不排除从下面磁悬浮的浮动车辆的构思的各个方面的实施方式。

附图说明

现在将结合附图进一步详细地讨论其各个方面和实施方式。在附图中，

图1：示出了运输基础设施的横截面，包括管道和设置在其中的车辆；

图2：示出了涡流制动器；

图3：示出了图1的更详细视图；

图4A：示出了第一可致动的磁性元件；

图4B：示出了第二可致动的磁性元件；

图5：示出了运输基础设施中的转向器的俯视图；

图6A：示出了共用悬架和制动铁轨；以及

图6B：示出了分层制动铁轨的另一个实施例。

具体实施方式

图1示出了运输***100。运输***100包括管道110，所述管道的横截面如图所示，所述截面设置在与管道110的长度垂直的平面中。在管道110中，第一悬浮铁轨112和第二悬浮铁轨114设置在管道110的顶部处。在管道110的侧面处，优选地在上半部分处或替代地在下半部分处，设置第一导轨122和第二导轨124，以及第一制动铁轨132和第二制动铁轨134。悬浮铁轨和导轨在由管道110和至少部分铁轨提供的运输基础设施中提供轨道。

在管道110中，设置车厢160作为车辆。车厢160可以被布置成承载人、货物、两者、其他或其组合。车厢160连接到转向架140，作为使车厢160悬浮的基础。在转向架140与车厢之间，可以设置悬浮点，包括第一空气弹簧172和第二空气弹簧174。可以设置附加的空气弹簧；替代地或附加地，可以使用其他类型的弹簧或缓冲器。转向架140以及车厢160优选地是加长的，并且在转向架140与车厢160的拐角处和前后端之间，可以设置附加的空气弹簧。

转向架140设置有几个磁性主动元件，以能够安全、舒适和有效地控制车厢160的移动。在转向架140的顶部处，设置第一磁主动悬浮元件142和第二磁主动悬浮元件144。

磁主动悬浮元件与悬浮铁轨接合；第一磁主动悬浮元件142与第一悬浮铁轨112接合，并且第二磁主动悬浮元件144与第二悬浮铁轨114接合。在这个意义上，接合意味着磁主动悬浮元件提供磁场，所述磁场提供磁力，所述磁力将带有车厢160的转向架140吸引到悬浮铁轨上，并提供悬浮。

在转向架140的侧面处，设置第一磁主动引导元件152和第二磁主动引导元件154。磁主动引导元件与导轨接合；第一磁主动引导元件152与第一导轨122接合，并且第二磁主动引导元件154与第二导轨154接合。在这个意义上，接合意味着磁主动引导元件提供磁场，所述磁场提供磁力，所述磁力将带有车厢160的转向架140吸引到导轨上或从导轨上驱离，并为带有车厢160的转向架140提供引导。更特别地，磁主动引导元件的操作允许在垂直于车厢160的移动方向的基本上水平的方向上控制车厢160在管道110中的横向位置。在转向架140的每侧处，可以在转向架140上成直线地设置多个磁主动引导元件。

在转向架140的侧面处，设置第一磁主动制动元件162和第二磁主动制动元件164。磁主动制动元件与制动铁轨接合；第一磁主动制动元件162与第一制动铁轨132接合，并且第二磁主动制动元件164与第二制动铁轨134接合。在这个意义上，接合意味着磁主动制动元件提供磁场，所述磁场旨在在制动铁轨中产生涡流。因此，磁主动制动元件和制动轨道构成涡流制动器。在转向架140的每侧处，可以在转向架140上成直线地设置多个磁主动制动元件。

图2示出了涡流制动器的一般功能。示出了第一磁主动制动元件152的北极，磁力线从北极开始并延伸到第一制动铁轨122。借助于第一磁主动制动元件152相对于第一制动铁轨122的移动，由第一磁主动制动元件152提供的磁场在第一制动铁轨122中产生电流：涡流。

由此产生的电流提供如图2所示的磁场。所产生的磁场在第一磁主动制动元件152与第一制动铁轨122之间产生沿与行驶方向相反的方向作用的阻力。当第一磁主动制动元件152连接到车厢160并且第一制动铁轨122连接到管道110时，第一磁主动制动元件152的操作使得其产生的磁场的效果相对于第一制动铁轨变化，可以控制车厢160的制动。

如图1所示，磁主动制动元件以水平方式邻近制动铁轨设置。为了使磁主动制动元件与制动铁轨接合，磁主动制动元件提供磁场，磁场的磁力线沿一个方向从磁主动制动元件分离，所述方向是在***使用中基本上水平的并与车厢160的移动方向垂直的方向。应当注意，可以设想实施例，其中磁主动制动元件设置成使得从磁主动制动元件分离的磁力线在使用中不是水平的，而是在与水平面成一定角度的情况下。该角度可以很小，大约5度，但也可以比较大，大约30度、45度、或甚至60度。所述角度可以向上也可以向下。

当操作磁主动制动元件时，磁力被激发，在磁主动制动元件之间(因此一方面是车厢，而另一方面是制动铁轨)相互作用。

通过磁主动制动元件提供的磁场的磁力线，在本实施例中，由于磁主动制动元件与制动铁轨之间的相互作用而产生的任何力垂直于悬浮力。因此，由于它们的正交方向，制动独立于悬浮，从而增强安全性。

图3示出了图1的左上角的更详细视图。图3示出了连接到管道110的第一导轨122和连接到管道的第一制动铁轨132。第一磁主动引导元件152连接到第一引导磁体致动器182，并且第一磁主动制动元件162连接到第一制动磁体致动器192。第一引导磁体致动器182和第一制动磁体致动器192两者都连接到转向架控制单元146，所述转向架控制单元被布置成操作第一引导磁体致动器182和第一制动磁体致动器192。

图4A和图4B示出了磁体致动器可以如何致动磁主动元件的示例。磁主动元件被致动，使得：在相对于转向架140的特定位置处，在特定位置处提供具有预定大小的磁场。所述特定位置特别是在转向架140或车厢160的一侧、在磁主动元件旨在与其接合的铁轨的远侧或近侧或中间的位置。

图4A和图4B示出了第一磁主动制动元件162；应当注意，其他磁主动元件可以类似地实施。图4A示出了机械致动的示例。在该示例中，第一磁主动元件162包括具有北极412和南极414的永磁体410。在一个实施例中，永磁体410被实施为特别地包括磁体阵列和Halbach阵列。永磁体410设置有齿形齿条416，所述齿形齿条被布置成与齿轮422啮合，用于相对于第一制动铁轨132横向移动永磁体410。

永磁体410可以垂直于移动方向平移；在另一个实施例中，永磁体410在另一个方向上朝向第一制动铁轨132移动，但是具有垂直于车辆160移动方向的组件。在又一实施例中，永磁体410经由另一移动被带向第一制动铁轨132。以此方式，控制在第一制动铁轨132的位置处的磁场强度，从而控制制动力。

图4B示出了电致动的示例。在该示例中，第一磁主动元件162包括电磁体450，所述电磁体450包括磁芯452，在所述磁芯上设置绕组454。电磁体450经由导电连接被连接到作为第一制动磁体致动器192的可控电流源462和电流控制器464。电流控制器464被布置成控制由可控电流源462提供的电流。通过控制由可控电流源462提供的电流，可以控制在第一制动铁轨162的位置处的磁场的大小。这允许控制由此构成的涡流制动器的制动力。

在距制动铁轨预定距离处提供的磁力可以取决于各种参数。因此，可以基于不同的控制参数来执行对永磁体410的移动的控制或对提供给电磁体450的电流的控制。在一个实施例中，控制参数是施加的制动力。其他控制参数可以是加速度、急动或其限制、车速、相对于障碍物的位置、相对于弯道的车辆几何位置、其他或其组合。为此，转向架140可以包括几个传感器，包括但不限于向转向架控制器146提供输入的速度传感器、陀螺仪、加速计、其他传感器或其组合。

当涡流制动器操作时，磁主动制动元件被推离制动铁轨。在线性延伸时，制动铁轨设置在管道110的两侧处，力在转向架140的相对横侧处彼此补偿。然而，在轨道的道岔处，制动铁轨可以不存在于管道110的两侧处。这在图5中描绘出。

图5示出了管道110中的转向器500。从顶侧示出了转向器500。第一悬浮铁轨112连接到分支的第一悬浮铁轨112′，而第二悬浮铁轨114连接到分支的第二悬浮铁轨114′。例如，通过使第一磁主动引导元件152停用，车厢160遵循弯曲的轨迹被引导到分支的管道100′。借助于轨迹的曲率，离心力512作用在车厢160上。

为了正确地遵循弯曲的轨迹，致动第二磁主动引导元件154。在该示例中，在车厢160-或者实际上是转向架140-的前侧处和车厢160或转向架140的尾侧处，设置两个第二磁主动引导元件。两个第二磁主动引导元件被激活，使得离心力被抵消，从而导致车厢160遵循所描绘的弯曲的轨迹。

图5还通过虚线示出了通过操作第二磁主动制动元件164产生的力。在车厢160-或者实际上是转向架140-的前侧处和车厢160或转向架140的尾侧处，设置两个第二磁主动致动元件。如以上讨论的，通过致动第二磁主动制动元件来操作涡流制动器，产生实现制动的第一阻力534和第二阻力534′。如以上讨论的，致动第二磁主动制动元件产生第一横向力532和第二横向力532'，这两个力将车厢推离第二导轨和弯曲的轨迹。

由于在转向器的中间不存在第一制动铁轨122，第一横向力532和第二横向力532'中的至少一个未通过在车辆左侧处的磁主动制动元件的致动来补偿。因此，在转向器500中，在水平涡流制动器的操作过程中，由于涡流制动器的操作而产生的排斥力需要通过进一步致动第二磁主动引导元件来补偿。

转向架控制单元146(图3)被布置成：基于车厢160的速度、第二磁主动制动元件的供电方式以及车厢160要正确地进入分支的管道100′所要遵循的轨迹的曲率中的至少一个，确定如何致动第二磁主动引导元件，以使车厢160正确地进入分支的管道100′。已经确定了如何致动磁主动引导元件，转向架控制单元146操作第二引导磁体致动器，使得第二磁主动引导元件如所确定地被致动。

此外，转向架控制单元146被布置成：借助于在制动动作中操作磁主动制动元件，控制磁主动引导元件以补偿作用在转向架140上的力。致动磁主动制动元件会产生与转向架140和车厢160的移动方向相反的制动力，但也会产生将磁主动制动元件推离相邻制动铁轨的力。这种力可以通过操作磁主动引导元件来抵消，例如，将转向架140与导轨或管道110的壁之间的距离保持在预定范围内。此外，磁主动制动元件可以用于将带有车厢160的转向架140推离制动铁轨。

在以上示例中，运输基础设施包括三种类型的铁轨，用于悬浮、引导和制动。该组合允许针对每个目的优化铁轨的材料和进一步的构造。悬浮铁轨优选地由铁磁性材料制造，以在磁主动悬浮元件与悬浮铁轨之间提供显著的磁力。

优选的是，在悬浮铁轨中产生少量涡流，这可以降低有效力，并可以导致阻力和能量损失。如果悬浮铁轨也用于带有转向架140和车厢160的车辆的推进，则尤其如此。可以通过在分层结构中设置悬浮铁轨来实现确保低涡流，在分层结构中，所述层平行于由磁主动悬浮元件激发的悬浮场的方向设置。在这些层之间，可以设置电绝缘层。

优选地，设置制动铁轨，使得激发磁场产生显著的涡流，但是由于涡流而产生相对低的磁相互作用。。因此，分层结构不是优选的-或者在任何情况下其中层平行于制动场的方向的分层结构不是优选的。然而，层可以相对于由磁主动制动元件激发的制动场垂直地取向。因此，制动电流优选地在铜或铝等非铁磁性材料中提供。在一个实施例中，可以根据特定位置处的预期速度来选择由特定位置处的制动铁轨组成的材料。在较高速度下优选高导电性材料，而在较低速度下优选低导电性材料。

至于导轨，优选的是铁磁性材料。此外，由于优选地保持低涡流，分层结构是优选的，其中层与引导场的方向平行地设置。由于引导场相对于悬浮场基本上垂直地取向，因此很难使用一个相同的铁轨来引导和悬浮-尽管这不排除为一个选项；可以通过设置与具有相互正交取向的场成角度的层来获得效率。该角度优选地为45°，但可以在30°与60°之间，具有任一场取向。

图6A更详细地示出了作为具体实施例的悬浮铁轨112。移动方向垂直于纸张。然而，使用单一材料(分层或实心)是实施上述和更一般方面的一个选项，本实施例示出了包括不同材料层的悬浮铁轨112。更特别地，图6A所描绘的第一悬浮铁轨112包括顺磁性材料(如铝)、另一顺磁性材料或其组合的第一层610。此外，可以设置间隙，在这种情况下，其中一层可以是空气或空隙。

第一悬浮铁轨112还包括抗磁性材料的第二层612，所述抗磁性材料如铜、铅、其他或其组合。第一悬浮铁轨112还包括铁磁性材料的第三层614，所述铁磁性材料如钢、铁、钴、镍、其他或其组合。应当注意，对于所有层，可以使用特殊合金。第四层616再次包括一个或多个顺磁性材料，并且第五层618再次包括一个或多个抗磁性材料。应当注意，在将铁磁性材料层和包括其他材料的层组合成任何厚度的任何数量的层中时，可以设想各种选择。

此外，图6A示出了第一磁主动制动元件162。第一磁主动制动元件162不是设置在与第一制动铁轨132接合的位置处，而是定位为与第一悬浮铁轨112接合。第一磁主动制动元件162包括电磁体450，所述电磁体450包括磁芯452，在所述磁芯上设置绕组454。电磁体450的磁芯与第一悬浮铁轨112的层的取向垂直地设置。因此，提供由电磁体450激发的磁场，所述磁场基本上垂直于层的取向。以此方式，当致动绕组454时，产生涡流，所述涡流在层的平面内取向-并且垂直于由电磁体450激发的场，使得它们不会遇到显著的电阻-并且提供显著的制动效果。

在图6A中还描绘了另一个电磁体，所述电磁体包括另一个磁芯552和另一个绕组554，作为第一磁主动悬浮元件142的一部分。另一个磁芯552平行于第一悬浮铁轨的层取向。以此方式，由另一个电磁体激发的磁场产生的涡流的大小保持较低。另一方面，借助于在第三层614中设置的铁磁性材料，通过激发另一个绕组554来产生悬浮力。以此方式，该实施例允许第一悬浮铁轨112也提供第一制动轨道132的功能。替代地或附加地，第一制动铁轨132和第二制动铁轨134可以如图6A所描绘地实施。

可以设想各种其他选择，其中靠近电磁体450的第一悬浮铁轨112的一部分包括更多层的抗磁性和/或顺磁性材料。进一步远离电磁体450，第一悬浮铁轨可以包括更多层的铁磁性材料。在该实施例中，如图6A所描绘的，更一般地，另一个电磁体或第一磁主动悬浮元件142设置在第一悬浮铁轨120的左侧下方。

在不同的层中使用不同的和多个顺磁性和/或抗磁性材料是优选的实施例，因为使用不同材料的制动效果根据车厢的速度变化。因此，在共享的制动和悬浮铁轨中或在专用制动铁轨中设置不同的顺磁性和/或抗磁性材料的多个层，在车厢160速度的较宽范围内提供最佳制动。

在另一个实施例中，如图6A所描绘的制动铁轨112可以在垂直于观察平面的轴线上旋转90°。以此方式，不同的材料全部设置在制动铁轨112的面向第一磁主动制动元件162的第一平面处。制动铁轨112的面向第一磁主动悬浮元件142的第二平面可以包括对于第一磁主动悬浮元件142的功能(即提供悬浮)具有最佳或至少更优选特性的材料。

在另一个实施例中，共用在管道110的每一侧处的一个铁轨，用于引导和制动。在这样的实施例中，可以通过提供相对于磁主动引导元件成角度的磁主动制动元件并结合如图6A所描绘的铁轨来执行制动。这种角度优选地是大约90度，但不限于这种角度。

图6B示出了分层制动铁轨的又一个实施例。在如图6B所描绘的制动铁轨112中，在制动铁轨112的长度上，材料以间歇的和可选地周期性重复的方式设置在制动铁轨112中。在本实施例中，优选地，在材料之间不设置电绝缘，以使通过材料的圆形涡流能够具有增强的制动效果，但是在出于任何原因优选的情况下可以存在这样的绝缘。替代地或附加地，第一制动铁轨132和第二制动铁轨134可以如图6B所描绘地实施。

在又一个实施例中，第一制动铁轨132或第一悬浮铁轨112-以及第二制动铁轨134和第二悬浮铁轨114-的各种材料在移动的方向上堆叠。图7A、图7B和图7C示出了堆叠第一制动铁轨132的材料的特定实施例；这些示例还可以应用于第一悬浮铁轨112、第二制动铁轨134和第二悬浮铁轨114。在图7A、图7B和图7C所示的实施例中，金属条被气隙隔开。金属条安装在至少一个细长支撑构件上。

图7A示出了第一示例。在第一示例中，设置了细长支撑构件702。从细长支撑构件702，一组第一金属条712远离细长支撑构件702延伸。金属条优选地全部在垂直于细长支撑构件702的长度的方向上延伸并且因此彼此平行，但是也可以设置成相对于细长支撑构件702成角度。所述角度可以在0°与90°之间，在20°与80°之间，在30°与60°之间，以及在40°与50°之间。45°是一种选择。上述任何值之间的其他角度或角度范围都是有可能的，例如在30°与90°之间，或者在10°与60°之间。块箭头指示车厢160的移动方向。

在与第一金属条712从其延伸的一侧相对的细长主体的一侧处，第二金属条714在与细长支撑构件702的长度垂直的方向上和在与第一金属条延伸的方向相反的方向上延伸。

细长主体702、第一金属条712和第二金属条714优选地以一种相同的材料设置，使得第一制动铁轨132可以通过锯切、铣削、研磨、其他或其组合由一块材料制造，以在第一金属条之间形成气隙。在另一个实施例中，第一条712、第二条714和细长支撑构件702可以包括不同的材料。

在一个实施例中，两种、三种、四种或更多种不同的材料用于第一条712和第二条714。在本实施例中，每一个第二条、第三条、第四条或第n条由相同的材料或由像合金的相同化合物制成。可以从如结合图6A所讨论的同一组金属中选择各种不同的金属。

在可以与第一制动铁轨132的任何其他实施例组合的另一个实施例中，气隙的宽度基本上等于沿细长支撑构件702的长度测量的第一金属条712和第二金属条714的宽度。在又一个实施例中，气隙的宽度小于或大于沿细长支撑构件702的长度测量的第一金属条712和第二金属条714的宽度。

在再另一个实施例中，沿细长支撑构件702的长度测量的气隙的宽度和/或第一金属条712和第二金属条714的宽度可以沿细长支撑构件702的长度变化。所述变化可以是周期性的、递增的、递减的、随机的或其任何组合。

在图7A中，第一金属条712被示为具有与第二金属条714相同的宽度，并且在相同的位置处和以相同的间隔间隔开。在其他实施例中，第一金属条712的宽度、位置和周期性可以不同于第二金属条714的宽度、位置和周期性。例如，第一金属条712的位置可以从第二金属条714的位置偏斜半个周期-其中第一金属条712和第二金属条714两者以基本相同的周期间隔开。

图7A示出了第一金属条712，其从细长支撑构件702的一个边缘延伸到细长支撑构件702的另一个边缘，垂直于细长支撑主体的长度。并且图7A示出第一金属条712和第二金属条714具有基本上正方形的横截面。在另一个实施例中，第一金属条和第二金属条可以具有另一个形状：矩形、圆柱形、三角形、另一个多边形、其他或其组合的形状。此外，第一金属条可以比细长支撑构件702更宽或更窄。

图7B示出了另一个第一制动铁轨132，作为如图7A所示的第一制动铁轨132的变体。块箭头指示车厢160的移动方向。图7B的第一制动铁轨132包括：一组第一金属条712，其具有设置在其间的气隙。所述一组第一金属条712设置在第一细长主体702与第二细长主体704之间。如结合图7A所述讨论的第一细长主体702、第二细长主体704和一组第一金属条712的各种配置和组成也可以应用于如图7B所示的第一制动铁轨。

图7C示出了再另一个第一制动铁轨132，作为如图7A和图7B所示的第一制动铁轨132的变体。块箭头指示车厢160的移动方向。图7B的第一制动铁轨132包括：一组第一金属条712，其具有设置在其间的气隙。所述一组第一金属条712设置在第一细长主体702上。如结合图7A所述讨论的第一细长主体702、第二细长主体704和一组第一金属条712的各种配置和组成也可以应用于如图7C所示的第一制动铁轨。

在以上所讨论的实施例中，讨论了具有一至两组条和一至两组气隙的实施例。应当注意，还可以设想具有多层气隙的实施例，这些气隙设置成平行于一个或多个细长支撑主体，所述细长支撑主体设置成基本上与第一制动铁轨132的长度平行。在一个特定实施例中，四至十个细长支撑主体彼此平行地设置，并通过作为金属条的螺柱连接。所生成的第一制动铁轨132可以具有平行于细长支撑主体取向而不是垂直于细长支撑主体取向的气隙，所述气隙在垂直于细长支撑主体的方向上堆叠。

在以上描述中，应当理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在”或“到”另一元件上时，所述元件或者直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。此外，应当理解，以上描述中给出的值是作为示例给出的，并且其他值可以是有可能的和/或可以争取的。

此外，本发明还可以用比这里描述的实施例中设置的组件更少的组件来实施，其中，一个组件执行多个功能。同样可以使用比附图中所描绘的元件更多的元件来实施本发明，其中，由所提供的实施例中的一个组件执行的功能分布在多个组件上。

应当注意，附图只是通过非限制性示例给出的本发明实施例的示意性表示。为了清楚和简明的描述的目的，本文将特征描述为相同或单独实施例的一部分，然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施例。词语“包括”并不排除存在权利要求中所列出的特征或步骤之外的其他特征或步骤。此外，词语“一”和“一个”不应被解释为限于“仅一个”，而是用于表示“至少一个”，并且不排除复数。

本领域技术人员将容易理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以修改说明书中公开的各种参数和其值，并且可以组合所公开的和/或所要求保护的各种实施例。

规定权利要求书中的附图标记不限制权利要求书的范围，而只是为了增强权利要求书的可读性而***的。

Claims (30)

1.磁悬浮车辆的控制装置，其包括：

第一制动模块，所述第一制动模块包括第一磁主动制动元件和第一制动磁体致动器，所述第一制动磁体致动器耦合到所述第一磁主动制动元件，以控制所述第一磁主动制动元件，从而在相对于所述制动模块的第一预定位置处提供预定大小的第一磁制动场；以及

第一横向控制模块，所述第一横向控制模块包括第一磁主动控制元件和第一控制磁体致动器，所述第一控制磁体致动器耦合到所述第一磁主动控制元件，以控制所述第一磁主动控制元件，从而在相对于所述控制模块的第一预定位置处提供预定大小的第一磁控制场；

其中，在磁主动元件的位置处，所述第一磁制动场和所述第一磁控制场在使用中与车辆的预期行驶方向基本垂直。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一制动模块被布置成与第一制动轨道相互作用以提供制动力，并且所述第一横向控制模块被布置成与第一控制轨道相互作用，以控制所述第一横向控制模块与所述第一控制轨道之间的控制距离，所述控制距离优选地在预定范围内。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，其中：

所述第一磁主动制动元件包括第一永磁体，并且，所述制动磁体致动器被布置成控制第一永磁体在与所述车辆的预期行驶方向基本垂直的方向上的移动；并且

所述第一磁主动控制元件包括电磁体，并且，所述控制磁体致动器被布置成控制提供给所述电磁体的电流。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其中：

所述第一磁主动制动元件包括第一电磁体，并且，所述制动磁体致动器被布置成控制提供给所述电磁体的电流，

所述第一磁主动控制元件包括电磁体，并且，所述控制磁体致动器被布置成控制提供给所述电磁体的电流。

5.根据权利要求2所述的控制装置，进一步包括控制处理器，所述控制处理器被布置成控制所述第一磁主动制动模块，以在所述第一磁主动制动元件与所述第一制动轨道之间具有相互作用，从而相对于所述第一制动轨道在所述控制装置上提供预定的制动力。

6.根据权利要求2或权利要求5所述的控制装置，进一步包括控制处理器，所述控制处理器被布置成基于所述第一磁主动制动模块的控制来控制所述第一磁主动控制模块，以将所述控制距离保持在所述预定范围内。

7.根据前述权利要求中任一项所述的控制装置，进一步包括：

第二制动模块，所述第二制动模块包括第二磁主动制动元件和第二制动磁体致动器，所述第二制动磁体致动器耦合到所述第二磁主动制动元件，以控制所述第二磁主动制动元件，从而在相对于所述制动模块的第二预定位置处提供预定大小的第二磁制动场；以及

第二横向控制模块，所述第二横向控制模块包括第二磁主动控制元件和第二控制磁体致动器，所述第二控制磁体致动器耦合到所述第二磁主动控制元件，以控制所述第二磁主动控制元件，从而在相对于所述控制模块的第二预定位置处提供预定大小的第二磁控制场；

其中：

在磁主动元件的位置处，所述第二磁制动场和所述第二磁控制场在使用中与所述车辆的行驶方向基本垂直；并且

所述第二横向控制模块与所述第一横向控制模块相反地设置，使得第二磁场从其分离的第二磁主动元件的第二极背向第一磁场从其分离的第一磁主动元件的第一极。

8.根据引用权利要求4的权利要求7所述的控制装置，其中，所述控制处理器被布置成：

接收所述车辆沿其行驶的引导轨道中的转向器上的转向信息，所述引导轨道包括在所述引导轨道的第一侧处的所述第一制动轨道和所述第一控制轨道以及在所述引导轨道的第二侧处的第二制动轨道和第二控制轨道；

操作在与方向信息对应的一侧处的控制模块，用以将所述控制距离控制在所述预定范围内；并且

接收关于在接近所述转向器时所采取的方向的方向信息；

其中，所述控制处理器进一步被布置成：在接收制动信号时，

根据所述制动信号操作所述制动模块；并且

调整在与所述方向信息对应的一侧处的所述控制模块的操作，用以将所述控制距离控制在所述预定范围内。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其中，所述控制处理器进一步被布置成：在到达所述转向器时，停用在与所述方向信息不对应的一侧处的所述控制模块。

10.布置成能够相对于组成运输基础设施的至少一个悬浮铁轨磁悬浮的车辆，所述车辆包括根据前述权利要求中任一项所述的控制装置。

11.布置成用于运输根据权利要求10所述的车辆的运输基础设施，所述运输基础设施提供引导轨道，所述引导轨道被布置成为所述车辆提供引导，所述基础设施包括：

所述悬浮铁轨；

制动轨道，所述制动轨道包括沿着所述引导轨道设置的制动铁轨，所述制动铁轨被布置成与所述制动模块接合；

控制轨道，所述控制轨道包括沿着所述引导轨道设置的控制铁轨，所述控制铁轨被布置成与所述控制模块接合。

12.根据权利要求11所述的运输基础设施，其中，所述制动轨道包括包含金属的制动铁轨，并且，所述控制轨道包括包含金属的控制铁轨。

13.根据权利要求12所述的运输基础设施，其中，所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个包括气隙。

14.根据权利要求13所述的运输基础设施，其中，所述气隙分布在所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个的长度上。

15.根据权利要求13或14所述的运输基础设施，其中，所述气隙在所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个的三个相邻外表面处是开口的。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的运输基础设施，其中，所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个包括第一金属细长支撑构件和金属条，所述金属条在所述金属条的第一侧处从所述第一细长支撑构件沿与所述细长支撑构件的长度垂直的方向延伸。

17.根据权利要求16所述的运输基础设施，进一步包括第二金属细长支撑构件，所述第二金属细长支撑构件设置成平行于所述第一金属细长支撑构件，并且连接到在与所述第一侧相对的第二侧处的所述金属条。

18.根据权利要求16所述的运输基础设施，进一步包括第二金属条，所述第二金属条在所述第一细长支撑构件的与所述第一细长支撑构件的第一侧相对的第二侧处从所述第一细长支撑构件延伸，并且相对于所述第一细长支撑构件的长度基本垂直地延伸。

19.根据权利要求13至18所述的运输基础设施，其中，所述气隙具有细长形状。

20.根据权利要求19所述的运输基础设施，其中，所述气隙相对于所述细长支撑构件基本水平地取向。

21.根据权利要求19所述的运输基础设施，其中，所述气隙相对于所述细长支撑构件基本竖直地取向。

22.根据权利要求21所述的运输基础设施，其中，沿与所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个的长度基本垂直的方向设置多个相邻气隙。

23.根据权利要求19所述的运输基础设施，其中，所述气隙相对于所述细长支撑构件成角度地取向。

24.根据权利要求12至23中任一项所述的运输基础设施，其中，所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个包括实心的细长元件。

25.根据权利要求12至23中任一项所述的运输基础设施，其中，所述制动铁轨和所述控制铁轨中的至少一个包括以分层结构布置的多个组件，其中，所述层水平地取向。

26.根据权利要求12至23中任一项所述的运输基础设施，其中，所述制动铁轨包括多个竖直取向的组件。

27.根据权利要求26所述的运输基础设施，其中，所述组件被布置在与所述车辆的预期移动方向平行的分层结构中。

28.根据权利要求25、26或27所述的运输基础设施，其中，组成所述铁轨的第一组件的钢含量高于组成轨道的第二组件。

29.根据权利要求25、26或27所述的运输基础设施，其中，至少两个组件包括具有不同磁性和/或电性和/或导电性的材料。

30.根据权利要求25至29中任一项所述的运输基础设施，其中，所述至少两个组分包括以下化合物中的至少一种：

铁；

钢；

铜；

铝；

黄铜；

空气或空隙。

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