CN115891671A - 一种跨座式永磁磁浮列车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种跨座式永磁磁浮列车，涉及跨座式单轨轨道车辆技术领域，包括单轨梁；永磁轨道，永磁轨道设置在单轨梁的上表面；构架，构架设置在永磁轨道上方；列车车体，列车车体设置在构架的上方；悬浮永磁体，悬浮永磁体与构架相连；以及驱动装置，驱动装置包括固定端和移动端，固定端设置在单轨梁的两侧壁上，移动端与构架相连。本申请通过悬浮永磁体与永磁轨道之间的配合实现列车车体的悬浮功能，代替了传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎进行承重，在运行过程中避免了传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎的磨损，解决了传统的跨座式单轨列车的走行轮和轨道梁之间由于摩擦系数较大，能源消耗较大的技术问题。

Description

一种跨座式永磁磁浮列车

技术领域

本发明涉及跨座式单轨轨道车辆技术领域，具体而言，涉及一种跨座式永磁磁浮列车。

背景技术

相比于传统轮轨交通，跨座式单轨交通***具有适应性强、噪声低、转弯半径小、爬坡能力强、能更好适应复杂的地形地貌环境。但由于目前的跨座式单轨列车的走行轮和轨道梁之间的摩擦系数较大，因而能源消耗较大，此外轨道梁面受到雨、雪、霜影响时易造成打滑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨座式永磁磁浮列车，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本申请提供了一种跨座式永磁磁浮列车，包括：

单轨梁、永磁轨道、构架、列车车体、悬浮永磁体和驱动装置；所述永磁轨道设置在所述单轨梁的上表面，且所述永磁轨道沿所述单轨梁的长度方向设置所述构架设置在所述永磁轨道上方；所述列车车体设置在所述构架的上方，且所述列车车体与所述构架相连；所述悬浮永磁体与所述构架相连，且所述悬浮永磁体设置在所述永磁轨道的上方；所述驱动装置包括固定端和移动端，所述固定端设置在所述单轨梁的两侧壁上，所述移动端与所述构架相连，所述固定端与所述移动端相配合给所述列车车体提供驱动力。

本发明的有益效果为：

本发明通过在列车车体的下方设置构架，在构架上设置有悬浮永磁体，然后在单轨梁的上表面设置永磁轨道，通过悬浮永磁体与永磁轨道之间的配合实现列车车体的悬浮功能，本申请将列车的驱动装置设置在单轨梁的侧壁上，驱动装置包括固定端和移动端，固定端设置在所述单轨梁的两侧壁上，固定端可以为直线电机定子或感应板等，移动端与所述构架相连，移动端为直线电机动子或磁轮驱动***等，固定端与移动端相配合给列车车体提供驱动力。本申请通过悬浮永磁体与永磁轨道之间的配合实现列车车体的悬浮功能，代替了传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎进行承重，在运行过程中避免了传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎的磨损，并且通过固定端与移动端相配合给列车车体提供驱动力，由于固定端与移动端设置在单轨梁的侧壁上，使得固定端与移动端不会受到列车的压力，使得固定端与移动端之间的压力减少，从而解决了传统的跨座式单轨列车的走行轮和轨道梁之间由于摩擦系数较大，能源消耗较大的技术问题；

同时，从土建角度上，本申请的跨座式永磁磁浮列车的单轨梁的宽度窄，本申请的单轨梁宽度以满足永磁轨道和制动轨道安装空间需求为首要，由于本申请的跨座式永磁磁浮列车用悬浮永磁体与永磁轨道的磁浮作用和将列车的驱动装置设置在单轨梁的侧壁上，从而代替了传统的跨座式单轨列车的胶轮，从而使得单轨梁宽度可窄于目前传统的跨座式单轨梁体850mm的宽度，即本申请的单轨梁的宽度小于目前传统的跨座式单轨梁体的宽度，进而本申请的单轨梁的体积小目前传统的跨座式单轨梁体的体积，从而工程体量小，对单轨梁线下的基础结构的工程体量要求小；单轨梁上敷设的永磁轨道、感应板等重量轻，对单轨梁的二期恒载小，从而可降低对单轨梁线下的承载基础结构的承重要求。

本发明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，或者通过实施本发明实施例了解。本发明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发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本申请的实施例提供的跨座式永磁磁浮列车的正视的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本申请的实施例提供的跨座式永磁磁浮列车的俯视的结构示意图；

图4为本申请的实施例提供的工字型支撑座的结构示意图；

图5为本申请的实施例提供的构架的结构示意图。

图中标记：1-单轨梁，2-空气弹簧，3-永磁轨道，4-构架，5-中心销连接模块，6-悬浮永磁体，7-制动轨道，8-导向轮，9-永磁轮，10-稳定轮，11-第一托臂，12-第二托臂，13-受电轨，14-磁轮驱动装置，15-制动夹钳，16-工字型支撑座，17-应急走行轮，401-第一横梁，402-第二横梁，403-第三横梁，404-纵梁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

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，在本发明的描述中，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-图3所示，本实施例提供了一种跨座式永磁磁浮列车，包括：单轨梁1、永磁轨道3、构架4、列车车体、悬浮永磁体6和驱动装置；所述永磁轨道3设置在所述单轨梁1的上表面，且所述永磁轨道3沿所述单轨梁1的长度方向设置；所述构架4设置在所述永磁轨道3上方；所述列车车体设置在所述构架4的上方，且所述列车车体与所述构架4相连；所述悬浮永磁体6与所述构架4相连，且所述悬浮永磁体6设置在所述永磁轨道3的上方；所述驱动装置包括固定端和移动端，所述固定端设置在所述单轨梁1的两侧壁上，所述移动端与所述构架4相连，所述固定端与所述移动端相配合给所述列车车体提供驱动力。

本申请的跨座式永磁磁浮列车，通过在列车车体的下方设置构架4，在构架4上设置有悬浮永磁体6，然后在单轨梁1的上表面设置永磁轨道3，通过悬浮永磁体6与永磁轨道3之间的配合实现列车车体的悬浮功能，在本实施例中，悬浮永磁体6和永磁轨道3均设置为直线型Ha l bach永磁体阵列；本申请的跨座式永磁磁浮列车的驱动方式可以为直线电机驱动、磁轮驱动等磁悬浮驱动方式，本申请将列车的驱动装置设置在单轨梁1的侧壁上，驱动装置包括固定端和移动端，固定端设置在所述单轨梁1的两侧壁上，固定端可以为直线电机定子或感应板等，移动端与所述构架4相连，移动端为直线电机动子或磁轮驱动***等，固定端与移动端相配合给列车车体提供驱动力，比如直线电机定子与直线电机动子配合给列车车体提供驱动力，又如感应板与磁轮驱动***配合给列车车体提供驱动力。本申请通过悬浮永磁体6与永磁轨道3之间的配合实现列车车体的悬浮功能，代替了传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎进行承重，减小雨雪天气对运行安全性的影响，在运行过程中避免了传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎的磨损，减小橡胶轮胎磨损产生的污染，并且通过固定端与移动端相配合给列车车体提供驱动力，使得列车车体在运行的过程中没有摩擦力，从而解决了传统的跨座式单轨列车的走行轮和轨道梁之间由于摩擦系数较大，能源消耗较大、影响跨座式单轨列车的走行轮的使用寿命的技术问题，同时由于传统的跨座式单轨列车的轨道梁上表面容易受到雨、雪、霜影响，会造成走行轮和轨道梁之间打滑，从而影响列车的正常运行，本申请将列车的驱动装置设置在单轨梁1的两侧壁上，由于重力原因，单轨梁1的侧壁不易形成积水，从而提高了列车的运行效率，解决了传统的跨座式单轨列车的轨道梁上表面容易受到雨、雪、霜影响，会造成走行轮和轨道梁之间打滑的技术问题，由于本申请将列车的驱动装置设置在单轨梁1的两侧壁上，可节省轨道梁1上部空间以安装更大面积的永磁轨道3，提高了悬浮力，保证悬浮力满足运营要求。同时，本申请的跨座式永磁磁浮列车可对传统的跨座式单轨列车的既有线路的单轨梁1进行较小的改造，使其能满足永磁悬浮方案的需求，并且改造时只需在单轨梁1上表面设置永磁轨道3，在单轨梁1的侧壁设置固定端，不会对单轨梁1造成破坏性损坏或较大削弱，提高了现有的单轨梁1的利用率，节约了制造成本。从土建角度上，本申请的跨座式永磁磁浮列车的单轨梁1的宽度窄，本申请的单轨梁1宽度以满足永磁轨道3和制动轨道安装空间需求为首要，由于本申请的跨座式永磁磁浮列车用悬浮永磁体6与永磁轨道3的磁浮作用和将列车的驱动装置设置在单轨梁的侧壁上，从而代替了传统的跨座式单轨列车的胶轮；从而使得其宽度可窄于目前传统的跨座式单轨梁体850mm的宽度，在本实施例中单轨梁1的宽度为700mm，进而本申请的单轨梁1的宽度小于目前传统的跨座式单轨梁体的宽度，进而本申请的单轨梁1的体积小目前传统的跨座式单轨梁体的体积，从而工程体量小，对单轨梁1线下的基础结构的工程体量要求小；；单轨梁1上敷设的永磁轨道3、感应板等重量轻，对单轨梁1的二期恒载小，从而可降低对单轨梁1线下的承载基础结构的承重要求。

如图1和图3所示，所述驱动装置包括固定端和移动端，具体固定端可以为直线电机定子或感应板等，移动端与所述构架4相连，移动端为直线电机动子或磁轮驱动***等，固定端与移动端相配合给列车车体提供驱动力，比如直线电机定子与直线电机动子配合给列车车体提供驱动力，又如感应板与磁轮驱动***配合给列车车体提供驱动力。在本实施例中，所述固定端包括两个感应板，两个所述感应板分别设置在所述单轨梁1的两侧壁上；所述移动端包括磁轮***组，所述磁轮***组与所述构架4相连，所述磁轮***组包括两个磁轮***，两个所述磁轮***分别设置在所述单轨梁1的两侧，所述磁轮***包括磁轮驱动装置14和永磁轮9，所述磁轮驱动装置14驱动所述永磁轮9转动，所述永磁轮9平行于地面设置，并且所述永磁轮9与所述感应板之间设置有间隙，所述永磁轮9在所述单轨梁1的正投影位于所述感应板区域内。本实施例通过磁轮***与感应板的配合实现给列车车体提供驱动力，磁轮***的驱动方式为现有技术，永磁轮9包括若干个永磁单体，若干个永磁单体根据磁化方向按Ha l bach周期阵列设置为环形结构，磁轮驱动装置14通过传动结构驱动永磁轮9转动，永磁轮9与感应板配合实现给列车车体提供驱动力，本实施例由于列车车体运行时，永磁轮9与感应板之间不接触，不会造成摩擦力，同时由于传统的跨座式单轨列车的橡胶轮胎需要进行承重，本实施例由于两个所述感应板分别设置在所述单轨梁1的两侧壁上；所述永磁轮9在所述单轨梁1的正投影位于所述感应板区域内，即本实施例将驱动装置设置在单轨梁1的两侧壁上，即感应板和永磁轮9不需要承重，即不需要承受列车车体的重量，降低了感应板和永磁轮9之间发生撞击的可能性，提高了感应板和永磁轮9的使用寿命，提高了整个驱动装置的使用寿命，同时由于本实施例将驱动装置设置在单轨梁1的两侧壁上，永磁轨道3设置在所述单轨梁1的上表面，使得永磁轨道3与悬浮永磁体6之间的悬浮***的磁感应不会干扰到感应板和永磁轮9之间的磁感应，从而提高了悬浮***和驱动装置的稳定性。

如图1和图3所示，所述构架4的两侧沿长度方向分别设置至少一个导向装置，所述导向装置包括导向轮8和第一托臂11，所述导向轮8通过所述第一托臂11与所述构架4连接，同一侧的所述导向轮8与所述永磁轮9沿着所述单轨梁1的长度方向排列，所述感应板形成所述导向轮8的轨道。本实施例通过增设导向装置，使得列车车体能够稳定的运行在单轨梁1上，进一步防止了列车车体发生脱轨。

如图1和图3所示，所述构架4的两侧沿长度方向分别设置有至少一个稳定装置，所述稳定装置包括稳定轮10和第二托臂12，所述稳定轮10通过所述第二托臂12与所述构架4连接，所述单轨梁1的侧壁形成所述稳定轮10的轨道，并且所述稳定轮10位于所述导向轮8的下方。本实施例通过增设稳定轮10，进一步增加了列车车体运行的稳定性，同时由于稳定轮10位于所述导向轮8的下方，此时可将稳定轮10的重量设置大于导向轮8的重量，使得整个列车的重心下移，防止列车在运行的过程中发生倾斜，进一步的增加了列车车体的稳定性。

如图2所示，所述单轨梁1的上方还包括制动组件，所述制动组件包括制动轨道7和与所述制动轨道7配合的制动夹钳15，所述永磁轨道3包括第一子永磁轨道和第二子永磁轨道，所述第一子永磁轨道和第二子永磁轨道之间设置有轨道间隙，所述制动轨道7设置在所述单轨梁1的上表面，且位于所述轨道间隙内，所述制动夹钳15与所述构架4相连。本实施例将制动组件设置在第一子永磁轨道和第二子永磁轨道之间，当需要制动时，由于制动组件位于中间位置，使得列车在制动时能够更加的平稳，不会发生左右晃动，提高了列车制动时的稳定性。

如图3和图5所示，所述构架4上还设置有与所述列车车体连接的中心销连接模块5，所述中心销连接模块5包括中心销座和中心销，所述中心销的一端所述中心销座连接，所述中心销的另一端所述列车车体连接，所述构架4包括第一横梁401、第二横梁402、第三横梁403和纵梁404，所述第一横梁401、所述第二横梁402和所述第三横梁403通过所述纵梁依404次并列连接，且所述第二横梁位402于所述第一横梁401和所述第三横梁403之间，所述中心销座和所述磁轮驱动装置14均设置在所述第二横梁402上。本实施例通过将中心销座和磁轮驱动装置14均设置在所述第二横梁402上，由于第二横梁402位于第一横梁401和第三横梁403之间，即第二横梁402是构架4中间位置，本实施例将大重量的中心销座和磁轮驱动装置14设置在第二横梁402上，因为中心销座连接列车车体，所以第二横梁402主要承担整个列车车体的重量，使得重量能够集中在第二横梁402上，从而可以方便将第二横梁402强度和刚度加大，重量加大，体积加粗，第一横梁401和第三横梁403就可以做轻量化处理，从而降低了整个构架4重量，使得整个构架4能够轻量化，由于整个重量大多都集中在第二横梁402上，即构架4的中间位置，从而提高了整个列车车体运行的稳定性。

如图4和图5所示，所述制动夹钳15包括第一夹钳和第二夹钳，所述第一夹钳设置在所述第一横梁401上，所述第二夹钳设置在所述第三横梁403上。本实施例将第一夹钳设置在第一横梁401上，第二夹钳设置在第三横梁403上，使得第一横梁401和第三横梁403均受到制动夹钳15的重力，从而使得整个构架4能够稳定平衡，同时由于本实施例制动夹钳15包括第一夹钳和第二夹钳，两个夹钳可在列车的一前一后同时制动，提高了制动效果。

如图5所示，由于将大重量的中心销座和磁轮驱动装置14设置在第二横梁402上，因为中心销座连接列车车体，所以第二横梁402主要承担整个列车车体的重量，使得重量能够集中在第二横梁402上，所以本实施例将所述第二横梁402的重量分别大于所述第一横梁401的重量和所述第三横梁403的重量。本实施例提高第二横梁402的重量，以提高第二横梁402的强度和刚度，降低第一横梁401的重量和第三横梁403的重量，使得整个构架4能够轻量化，由于整个重量大多都集中在第二横梁402上，即构架4的中间位置，从而提高了整个列车车体运行的稳定性。

如图4所示，所述构架4的下方还设置有应急走行轮17，所述单轨梁1的上表面还设置有工字型支撑座16，所述工字型支撑座16位于所述轨道间隙内，所述应急走行轮17设置在所述工字型支撑座16的正上方；所述工字型支撑座的两侧面形成所述制动轨道7，所述应急走行轮17与所述工字型支撑座16上表面之间设置有间隙，所述工字型支撑座16的上表面形成所述应急走行轮16的走行面。本实施例由于工字型支撑座的两侧面形成所述制动轨道7，制动轨道7垂直于单轨梁1的上表面，使得制动轨道7的占地面积减小，即占用单轨梁1的上表面的面积减小，从而可以增加永磁轨道3的面积，从而提高了悬浮力，同时由于工字型支撑座的上表面形成所述应急走行轮16的走行面，在应急情况，列车车体下落时，构架4的下方还设置的应急走行轮17，会落到工字型支撑座的上表面，从而形成应急行走，提高了本申请列车的安全性，保证在紧急情况下，本申请的列车也能运行。

如图3所示，同一侧的两个所述导向轮8之间可设置一个、两个、三个等等，在本实施例中，为了提高整个列车的驱动力，同一侧的两个所述导向轮8之间设置有至少两个所述永磁轮9。

如图1所示，所述单轨梁1的侧壁上还设置有受电轨13，所述列车车体上设置有与所述受电轨13电连接的受电装置，所述受电轨13位于所述导向轮8与所述稳定轮10之间，且所述受电轨13与所述导向轮8之间设置有间隙，所述受电轨13与所述稳定轮10之间设置有间隙。本实施例通过设置受电轨13对整个列车进行供电。

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

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种跨座式永磁磁浮列车，其特征在于，包括：

单轨梁(1)；

永磁轨道(3)，所述永磁轨道(3)设置在所述单轨梁(1)的上表面，且所述永磁轨道(3)沿所述单轨梁(1)的长度方向设置；

构架(4)，所述构架(4)设置在所述永磁轨道(3)上方；

列车车体，所述列车车体设置在所述构架(4)的上方，且所述列车车体与所述构架(4)相连；

悬浮永磁体(6)，所述悬浮永磁体(6)与所述构架(4)相连，且所述悬浮永磁体(6)设置在所述永磁轨道(3)的上方；以及

驱动装置，所述驱动装置包括固定端和移动端，所述固定端设置在所述单轨梁(1)的两侧壁上，所述移动端与所述构架(4)相连，所述固定端与所述移动端相配合给所述列车车体提供驱动力。

2.根据权利要求1所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述固定端包括两个感应板，两个所述感应板分别设置在所述单轨梁(1)的两侧壁上；所述移动端包括磁轮***组，所述磁轮***组与所述构架(4)相连，所述磁轮***组包括两个磁轮***，两个所述磁轮***分别设置在所述单轨梁(1)的两侧，所述磁轮***包括磁轮驱动装置(14)和永磁轮(9)，所述磁轮驱动装置(14)驱动所述永磁轮(9)转动，所述永磁轮(9)平行于地面设置，并且所述永磁轮(9)与所述感应板之间设置有间隙，所述永磁轮(9)在所述单轨梁(1)的正投影位于所述感应板区域内。

3.根据权利要求2所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述构架(4)的两侧沿长度方向分别设置至少一个导向装置，所述导向装置包括导向轮(8)和第一托臂(11)，所述导向轮(8)通过所述第一托臂(11)与所述构架(4)连接，同一侧的所述导向轮(8)与所述永磁轮(9)沿着所述单轨梁(1)的长度方向排列，所述感应板形成所述导向轮(8)的轨道。

4.根据权利要求3所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述构架(4)的两侧沿长度方向分别设置有至少一个稳定装置，所述稳定装置包括稳定轮(10)和第二托臂(12)，所述稳定轮(10)通过所述第二托臂(12)与所述构架(4)连接，所述单轨梁(1)的侧壁形成所述稳定轮(10)的轨道，并且所述稳定轮(10)位于所述导向轮(8)的下方。

5.根据权利要求2所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述单轨梁(1)的上方还包括制动组件，所述制动组件包括制动轨道(7)和与所述制动轨道(7)配合的制动夹钳(15)，所述永磁轨道(3)包括第一子永磁轨道和第二子永磁轨道，所述第一子永磁轨道和第二子永磁轨道之间设置有轨道间隙，所述制动轨道(7)设置在所述单轨梁(1)的上表面，且位于所述轨道间隙内，所述制动夹钳(15)与所述构架(4)相连。

6.根据权利要求5所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述构架(4)上还设置有与所述列车车体连接的中心销连接模块(5)，所述中心销连接模块(5)包括中心销座和中心销，所述中心销的一端所述中心销座连接，所述中心销的另一端所述列车车体连接，所述构架(4)包括第一横梁(401)、第二横梁(402)、第三横梁(403)和纵梁(404)，所述第一横梁(401)、所述第二横梁(402)和所述第三横梁(403)通过所述纵梁依(404)次并列连接，且所述第二横梁位(402)于所述第一横梁(401)和所述第三横梁(403)之间，所述中心销座和所述磁轮驱动装置(14)均设置在所述第二横梁(402)上。

7.根据权利要求6所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述制动夹钳(15)包括第一夹钳和第二夹钳，所述第一夹钳设置在所述第一横梁(401)上，所述第二夹钳设置在所述第三横梁(403)上。

8.根据权利要求6或7所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述第二横梁(402)的重量分别大于所述第一横梁(401)的重量和所述第三横梁(403)的重量。

9.根据权利要求5、6或7所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：所述构架(4)的下方还设置有应急走行轮(17)，所述单轨梁(1)的上表面还设置有工字型支撑座(16)，所述工字型支撑座(16)位于所述轨道间隙内，所述应急走行轮(17)设置在所述工字型支撑座(16)的正上方；所述工字型支撑座的两侧面形成所述制动轨道(7)，所述应急走行轮(17)与所述工字型支撑座(16)上表面之间设置有间隙，所述工字型支撑座(16)的上表面形成所述应急走行轮(16)的走行面。

10.根据权利要求3所述的跨座式永磁磁浮列车，其特征在于：同一侧的两个所述导向轮(8)之间设置有至少两个所述永磁轮(9)。

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