CN1827441A - 以普通轮轨为基础的磁浮列车*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以普通轮轨为基础的磁浮列车***，是在普通轮轨的基础上开发的，其包括导轨装置和磁浮列车装置。所述导轨装置就是在现有铁路路轨两侧加装两条磁浮升力导轨，该磁浮升力导轨是由设置在路基上的高强度陶瓷轨座和设置在轨座上的由硅钢片叠装而成的扁钢组成。磁浮升力导轨沿轮轨方向平行设置，磁浮升力导轨上方设有沿轨道方向开口的轨逢。所述磁浮列车装置包括车体，车体底架设有纵梁，该纵梁的下侧沿纵梁方向设置稀土永磁升力体，该稀土永磁升力体的磁极方向与纵梁方向横向设置，该永磁升力体的位置与磁浮升力导轨轨逢的位置对应，永磁升力体***轨逢中悬浮；车体底架上设置导向定位装置。

Description

以普通轮轨为基础的磁浮列车***

技术领域

本发明涉及一种磁浮列车***，特别涉及一种建立在现有轮轨列车的轮轨基础上的磁浮列车***。

背景技术

现有的轮轨列车均是在两条钢轨上运行的，因而行驶速度受到了技术的限制，速度一般在200公里以下，即使高速轮轨列车的行驶速度也会受到速度的限制不能有很大提高，一般在时速350公里以下。而磁悬浮列车以其高速闻名，速度可达到550公里，但磁悬浮列车也具有成本高的缺陷，致使运营成本很难降低。且根本就不能利用现有铁路的设施，必须是一种全新的磁浮列车***。如德国的磁悬浮列车、日本的磁悬浮列车以及中国上海的磁悬浮列车。不是使用EMS***就是使用EDS***，都是专门设置的电磁悬浮轨道，在接通电源后才能实现悬浮运行。因此，不仅需要在建造初期要建设精密的专用轨道，而且其运行也是靠不停顿的大量供电来维持的，因而初期建造和运行成本都很高昂。由于这种原因，磁悬浮列车并没有普及。再加之原有轮轨设施的不能使用，也会造成社会资源的大量浪费。

鉴于上述原因，人们还在对磁浮列车进行改进研究，大量的研究方向在永磁体磁悬浮列车上，既使用永磁体的磁力使列车悬浮，但到目前一直没有成功的，也没有可以直接利用现有轮轨设施的，更不能同时实现轮轨列车和磁浮列车资源共享的。

为克服上述缺陷，提供一种磁浮列车***，本发明人曾发明过一种磁浮列车***，其结构记载在中国发明专利申请公开说明书99114692.1中和中国发明专利申请公开说明书00112720.9中。该结构中的升力***包括设置在铁轨两边的升力导轨和设置在车体底架纵梁上的稀土永磁升力体，其中每一升力导轨由二扁钢组成，扁钢之间形成空轨缝，稀土永磁升力体***空轨缝中，从而构成新的磁浮列车的升力***，再结合其它的转向装置、推力装置等，构成磁浮列车***。但遗憾的是上述结构并没有给出具体的永磁体材料以及实施方法，致使本领域的普通技术人员不能实现而不能授予专利权。但本发明人在上述结构的基础上继续研究，终于能够以具体的方法实现稀土永磁材料磁悬浮列车的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其是在现有轮轨列车轨道基础上开发的一种磁浮列车***，不仅可以实现磁浮列车的功能，同时不上市原轮轨设施的利用效果。

本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***是在普通轮轨的基础上开发的，包括导轨装置和磁浮列车装置；所述导轨装置包括普通轮轨和两边加装的磁浮升力导轨，该升力导轨由两块纵向平行安装的由硅钢片叠装而成的扁钢制成，磁浮升力导轨设置在轮轨枕木上的轨座上，轨座由高强度陶瓷材料制成，磁浮升力导轨沿轮轨平行设置，上方设有沿轨道方向开口的轨逢；所述磁浮列车装置包括车体，车体底架设有纵梁，该纵梁的下侧沿纵梁方向设置稀土永磁升力体，该稀土永磁升力体的磁极方向与纵梁方向横向设置，该永磁升力体的位置与磁浮升力导轨轨逢的位置对应，永磁升力体***轨逢中悬浮；车体底架上设置导向定位装置。

上述的该导向定位装置包括车体底架下侧四角各设置的导向定滑轮，导向定滑轮的位置对应于轮轨的一侧并与轮轨之间设置微小间隙。这种结构有利于保持整体车体的导向与定位稳定。

上述所述磁浮升力导轨的轨逢两侧设置硅钢片叠制而成的扁钢，扁钢之间具有轨缝，永磁升力体***二硅钢片扁钢之间的轨缝中。以增加磁浮的升力作用。

本发明的所述稀土永磁升力体可以是钕铁硼永磁材料制得，其中该材料含有32％钕；64％铁；1％硼；3％其它元素，也可以是稀土钴永磁材料制得。

上述的该磁浮列车装置的推进装置可以使用设置在车头或车尾的空气螺旋桨推进器。也可以采用以下结构：该推进装置包括抱轴式双端输出电机、设置在电机输出轴上的双驱动轮、用于固定电机的等腰三角形框架、与等腰三角形框架顶端连接的十字接头、与十字接头连接的接头杆，其中接头杆固定在车体底架的后横梁中点部位，等腰三角形框架斜向前伸，抱轴式双端输出电机固定设置在等腰三角形框架内，输出轴伸出框架外，双驱动轮设置在输出轴上，双驱动轮分别放置在轮轨上表面上。通过双驱动轮的旋转驱动列车运行。

上述所述磁浮列车装置还包括转向架，设置在底架下侧，通过中央轴承与底架连接，底架下固定设置前后两个圆弧形承力槽，转向架上侧对应于承力槽设置四个承力球；所述稀土永磁升力体、导向定位装置和推进装置均设置在转向架上。这种结构可以更加适应载重大、车速慢的情形。

本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***充分利用了现有轮轨铁路的设施，同时还可以保持原有轮轨铁路的所有功能，因而可以不同单独建造磁浮列车的轨道，大大节省了磁浮升力导轨的造价。由于使用稀土永磁材料来产生磁悬浮作用，节省了大量的电力传输设施及传输损耗，节能效果明显。

附图说明

图1是本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***的轨道结构示意图；

图2是本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***的悬浮状态结构示意图；

图3是本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***的推进装置侧视结构示意图；

图4是本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***的推进装置正视结构示意图；

图5是本发明的以普通轮轨为基础的磁浮列车***的另一种实施例的车体底架仰视结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图2所示，本发明的磁浮列车***的导轨装置是以普通轮轨列车的路轨为基础开发的。其中路基枕木1可以使用原有路基或做适应性改动，都不会影响本发明的效果。路基枕木1上设置了两根平行的路轨2，在该些路轨2的外侧各加装了本发明的磁浮升力导轨3，该些磁浮升力导轨3由设置在路基枕木1上的高强度陶瓷制成的上侧中间开口的轨座和设置在轨座开口两侧的硅钢片叠装制成的扁钢8构成。使用硅钢片叠装成的扁钢的目的是尽量减小磁浮升力导轨上的涡流和涡流磁场的此阻尼力，同时保持产生较强的磁悬浮升力。该磁浮升力导轨3也沿路轨方向平行设置，并在该磁浮升力导轨3的两侧硅钢片叠装制成的扁钢之间形成了沿路轨2方向延伸开口的轨逢4。

如图2所示，是本发明的磁浮列车装置在磁浮升力导轨上悬浮的结构示意图。该些磁浮升力导轨3的轨逢4的两内侧各贴设硅钢片叠合而成的扁钢8，而硅钢片叠合而成的扁钢8之间仍然具有轨隙。而磁浮列车装置的车体底架7的左右两侧各设置了纵梁5，该纵梁5的下侧固定设置有稀土永磁升力体9，该稀土永磁升力体9的磁极的方向与纵梁5的方向垂直，横向设置，既沿行路轨2方向的垂直方向设置。该稀土永磁升力体9的位置则与磁浮升力导轨3的轨逢4的位置对应，并***轨逢4中，这样由于稀土永磁体充磁具有磁性，从而可以在轨逢4中悬浮，进而使磁浮列车装置悬浮起来。

如图2所示，为了保持稀土永磁升力体9不会与轨逢4两侧的硅钢片8接触，还在本发明的磁浮列车装置上设置导向定位装置。该转向定位装置设置在车体底架7的下侧，是分别设置在车体底架7四角的竖直设置的四个定滑轮6，该定滑轮6设置的位置位于导轨装置的轮轨2的内侧，并与路轨2内侧面之间具有极其微小的间隙。当列车稍微偏离方向致使永磁升力体9偏离原来位置时则由定滑轮6来限制其纵向位置。

本实施例的磁浮列车的关键是稀土永磁材料的选用，本实施例中选用钕铁硼永磁材料制作永磁升力体，该钕铁硼永磁材料的成分为含有32％钕；64％铁；1％硼；3％其它元素。

本发明的磁浮列车还必须设有推进装置，该推进装置是设置在车头或车尾的空气螺旋桨推机器。而在载重大、时速低时还可以设置双驱动轮推进器，该推机器的结构如图3、图4所示，该推进器包括设置在车体底架7后部或中部横梁中点的十字接头杆10，十字接头杆的另一端设置了十字接头11，该十字接头11可以使与之连接的物体具有四自由度的功能。十字接头11所连接的是等腰三角形的框架12，该等腰三角形框架12的端部设置了矩形框14。该矩形框14内部固定了抱轴电机17，该抱轴电机17为双端输出电机，其两端的输出轴15伸出到矩形框架14的外部，并在该双端输出轴15上各设置驱动轮16，形成一种双驱动轮的结构。该驱动轮16是一种类似轮轨驱动轮的结构，该双驱动轮16分别的位置分别对应于导轨装置的轮轨2的上面13上，并将二驱动轮分别放置在二路轨2上。使用时本推机器的等腰三角形框架12向前上方延伸，仅仅靠推机器自身的重力将双驱动论16压放在轮轨上，驱动轮16转动时则会产生向前的推力，同时也会分解出一个向上的升力，对车体具有一定的举升作用。

本实施例还可以衍生出其他类似的结构，如可以将磁浮升力导轨设置在轮轨的内侧，也可将导向定位滑轮设置在路轨的外侧，也不会影响本事实例的使用效果，另外用于导向定位的定滑轮机构也可以用自动导向定位***代替。

本实施例的试验验证，使用本实施例的第三代稀土永磁材料钕铁硼制作成永磁升力体9并利用图2所示的结构，每50克的钕铁硼材料可以将轨逢中至少10000克的重物托起并处于磁浮状态，因此产生的升力为永磁材料本身的200倍以上。而使用50克铸造铝镍钴永磁材料，能在轨逢中托起并磁浮350克重物，其中包括永磁材料本身的重量。

实施例2：

本实施例的结构适应于磁浮列车需要载重大、车体长、时速低的情况。

本实施例的磁浮升力导轨3与实施例1完全相同，所不同的是磁浮列车装置，如图5所示，本实施例的磁浮列车装置是在车体底架7的基础上增加了转向架18，该转向架18设置在底架7下侧，通过中央轴承20与底架7转动连接，从而呈现一种底架7和转向架18可以相对偏离一定角度的状态。此时底架7面向转向架18的下侧设置了与中央轴承同心的圆弧形承力槽19，而在转向架18的与承力槽对应的部位则设置有承力球21，承力槽19与承力球21共同作用使转向架18将车体承起并可在一定的角度内偏离转动。

本实施例的这种结构的车体也不便于将导向定滑轮结构设置在车体底架7上，而是设置在转向架18的前后端梁上，同时稀土永磁升力体9也设置在转向架18上，相应的推进器也可以设置在转向架18上。

本发明的磁浮列车是在轮轨的基础上开发的，因而不仅可以使用现有的轮轨设施，还可以保持轮轨设施原来的功能，从而实现了既能行驶磁浮列车，也能行驶轮轨列车，实现了资源共享。这种磁浮列车的性能将介于高速轮轨列车和纯磁浮列车之间，但制造和运行成本则将大大降低。

Claims (8)

1.一种以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：包括导轨装置和磁浮列车装置；所述导轨装置包括普通轮轨和两边加装的磁浮升力导轨，该升力导轨由两块纵向平行安装的由硅钢片叠装而成的扁钢制成，磁浮升力导轨设置在轮轨枕木上的轨座上，轨座由高强度陶瓷材料制成，磁浮升力导轨沿轮轨平行设置，上方设有沿轨道方向开口的轨逢；所述磁浮列车装置包括车体，车体底架设有纵梁，该纵梁的下侧沿纵梁方向设置稀土永磁升力体，该稀土永磁升力体的磁极方向与纵梁方向横向设置，该永磁升力体的位置与磁浮升力导轨轨逢的位置对应，永磁升力体***轨逢中悬浮；车体底架上设置导向定位装置。

2.根据权利要求1所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：该导向定位装置包括车体底架下侧四角各设置的导向定滑轮，导向定滑轮的位置对应于轮轨的一侧并与轮轨之间设置微小间隙。

3.根据权利要求1所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：所述磁浮升力导轨的轨逢两侧设置硅钢片叠制而成的扁钢，永磁升力体***二硅钢片之间的缝隙中。

4.根据权利要求1、2或3所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：所述稀土永磁升力体为钕铁硼永磁材料制得，其中该材料含有32％钕；64％铁；1％硼；3％其它元素。

5.根据权利要求1、2或3所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：所述稀土永磁升力体为稀土钴永磁材料制得。

6.根据权利要求1所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：该磁浮列车装置还包括推进装置，该推进装置为设置在车头或车尾的空气螺旋桨推进器。

7.根据权利要求1所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：该磁浮列车装置还包括推进装置，该推进装置包括抱轴式双端输出电机、设置在电机输出轴上的双驱动轮、用于固定电机的等腰三角形框架、与等腰三角形框架顶端连接的十字接头、与十字接头连接的接头杆，其中接头杆固定在车体底架的后横梁中点部位，等腰三角形框架斜向前上伸，抱轴式双端输出电机固定设置在等腰三角形框架内，输出轴伸出框架外，双驱动轮设置在输出轴上，双驱动轮分别放置在轮轨上表面上。

8.根据权利要求1、2、3、6或7所述的以普通轮轨为基础的磁浮列车***，其特征在于：所述磁浮列车装置还包括转向架，设置在底架下侧，通过中央轴承与底架连接，底架下固定设置前后两个圆弧形承力槽，转向架上侧对应于承力槽设置四个承力球；所述稀土永磁升力体、导向定位装置和推进装置均设置在转向架上。

Images