本發(fā)明涉及一種磁浮列車(chē)及其液壓導(dǎo)向裝置、導(dǎo)向方法，屬于磁浮列車(chē)車(chē)輛領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有中低速磁浮列車(chē)導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)主要有兩種結(jié)構(gòu)：機(jī)械式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。

機(jī)械導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，如圖1所示，主要結(jié)構(gòu)包含兩套轉(zhuǎn)臂，兩套縱向拉桿以及四套橫向拉桿?？v向拉桿與轉(zhuǎn)臂相連，轉(zhuǎn)臂與車(chē)體固結(jié)，從而形成可變現(xiàn)的平行四邊形框架，四套橫向拉桿連接懸浮架單元中的模塊裝配。列車(chē)通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)，模塊相對(duì)車(chē)體滑動(dòng)，帶動(dòng)橫向拉桿和平行四邊形結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)各懸浮架單元在曲線(xiàn)通過(guò)沿曲線(xiàn)徑向排列，提高車(chē)輛的曲線(xiàn)通過(guò)。

機(jī)械式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用大量結(jié)構(gòu)件，重量較大，而重量的增加對(duì)磁浮車(chē)輛懸浮能力和縱向牽引力的提高非常不利；同時(shí)，前后轉(zhuǎn)臂跨度很大，且縱向拉桿存在縱向、橫向運(yùn)動(dòng)，甚至垂向抖動(dòng)，需要在車(chē)體下部留有足夠的運(yùn)動(dòng)空間，使得車(chē)下的設(shè)備布置非常困難。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN20151015197.3公開(kāi)了一種磁浮列車(chē)及其迫導(dǎo)向裝置的液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)主要包括一位滑臺(tái)橫梁上安裝的雙桿油缸、中間滑臺(tái)橫梁上安裝的雙桿油缸及連接兩工作油缸的液壓管路。先進(jìn)入曲線(xiàn)滑臺(tái)液壓油缸的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)后進(jìn)入曲線(xiàn)滑臺(tái)液壓油缸活塞桿運(yùn)動(dòng)，達(dá)到使各懸浮模塊沿曲線(xiàn)徑向排列。

相比機(jī)械式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，CN20151015197.3公開(kāi)的液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，節(jié)省空間。但存在以下不足：導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要目的是通過(guò)使懸浮架單元沿曲線(xiàn)徑向排列，以保證車(chē)輛順利通過(guò)彎道，在直線(xiàn)路段不希望導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用。但是由于液壓油液具有不可壓縮特性，任一液壓油缸的微小橫向運(yùn)動(dòng)都會(huì)快速反饋到同組另一個(gè)液壓油缸上，這將使一、三位滑臺(tái)（或四、六位滑臺(tái)）橫向干擾位移因素耦合，這種不期望的橫向運(yùn)動(dòng)耦合，將影響列車(chē)控制，降低磁浮列車(chē)的平穩(wěn)性和乘坐舒適性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種磁浮列車(chē)及其液壓導(dǎo)向裝置、導(dǎo)向方法，該液壓導(dǎo)向裝置在保證懸浮模塊通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)可呈徑向分布的同時(shí)，可有效防止直線(xiàn)軌道上一、三位滑臺(tái)小幅橫向運(yùn)動(dòng)的相互耦合，避免其對(duì)列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)性帶來(lái)不利影響，提高磁浮列車(chē)的平穩(wěn)性和乘坐舒適性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置，包括兩組依次串接活動(dòng)相連的一位滑臺(tái)裝置、二位滑臺(tái)裝置和三位滑臺(tái)裝置；兩組一位滑臺(tái)裝置之間通過(guò)第一液壓油缸活動(dòng)相連，兩組三位滑臺(tái)裝置之間通過(guò)第二液壓油缸活動(dòng)相連；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：所述第一液壓油缸和第二液壓油缸均為具有雙桿活塞結(jié)構(gòu)的緩沖式液壓油缸，且在第一液壓油缸和第二液壓油缸之間通過(guò)裝有差壓閥單元的液壓管路連通，該差壓閥單元用于調(diào)整第一液壓油缸和第二液壓油缸之間的壓差。

由此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的液壓導(dǎo)向裝置，創(chuàng)造性地增加兩套差壓閥單元，并通過(guò)用緩沖式液壓油缸替換液壓油缸，在保證懸浮模塊通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)可呈徑向分布的同時(shí)，有效防止了直線(xiàn)軌道上一、三位滑臺(tái)小幅橫向運(yùn)動(dòng)的相互耦合，避免了其對(duì)列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)性帶來(lái)不利影響，提高了磁浮列車(chē)的平穩(wěn)性和乘坐舒適性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：

所述第一液壓油缸具有通過(guò)活塞分隔的第一儲(chǔ)油腔和第二儲(chǔ)油腔，所述第二液壓油缸具有通過(guò)活塞分隔的第三儲(chǔ)油腔和第四儲(chǔ)油腔。

所述第一儲(chǔ)油腔和第三儲(chǔ)油腔之間通過(guò)裝有差壓閥單元的液壓管路連通，所述第二儲(chǔ)油腔和第四儲(chǔ)油腔之間通過(guò)另一裝有差壓閥單元的液壓管路連通。

所述所述的第一儲(chǔ)油腔、第二儲(chǔ)油腔、第三儲(chǔ)油腔和第四儲(chǔ)油腔內(nèi)均設(shè)有用于緩沖液壓油缸內(nèi)油壓的緩沖元件。

所述緩沖元件為氣囊緩沖單元；優(yōu)選所述氣囊緩沖單元包括設(shè)置在所述第一儲(chǔ)油腔中的第一氣囊單元，設(shè)置在第二儲(chǔ)油腔中的第二氣囊單元，設(shè)置在第三儲(chǔ)油腔中的第三氣囊單元和設(shè)置在第四儲(chǔ)油腔中的第四氣囊單元。

所述所述第一液壓油缸和第二液壓油缸均包括油缸體，該油缸體內(nèi)通過(guò)活塞分隔成兩個(gè)儲(chǔ)油腔，活塞的兩端各固定連接一根活塞桿，在兩個(gè)儲(chǔ)油腔內(nèi)各設(shè)有一個(gè)氣囊，且在油缸體上裝有調(diào)整氣囊壓力的氣閥；兩根活塞桿中的一根活塞桿的伸出端與兩組一位滑臺(tái)裝置或三位滑臺(tái)裝置的一個(gè)一位滑臺(tái)裝置或三位滑臺(tái)裝置活動(dòng)相連，兩根活塞桿中的另一根活塞桿的伸出端與兩組一位滑臺(tái)裝置或三位滑臺(tái)裝置的另一個(gè)一位滑臺(tái)裝置或三位滑臺(tái)裝置活動(dòng)相連。

所述二位滑臺(tái)裝置用于與車(chē)體活動(dòng)相連。

基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種磁浮列車(chē)，包括車(chē)體，所述車(chē)體底部安裝有所述的磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置，所述車(chē)體底部與二位滑臺(tái)裝置活動(dòng)相連。

所述車(chē)體底部還裝有兩組四位滑臺(tái)裝置、五位滑臺(tái)裝置和六位滑臺(tái)裝置；所述五位滑臺(tái)裝置與車(chē)體底部活動(dòng)相連；兩組一位滑臺(tái)裝置、二位滑臺(tái)裝置、三位滑臺(tái)裝置、四位滑臺(tái)裝置、五位滑臺(tái)裝置和六位滑臺(tái)裝置依次對(duì)應(yīng)串接活動(dòng)相連的；兩組四位滑臺(tái)裝置和六位滑臺(tái)裝置之間設(shè)有與兩組一位滑臺(tái)裝置和三位滑臺(tái)裝置之間相同的磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置。

基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向方法，所述磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置包括兩組依次串接活動(dòng)相連的一位滑臺(tái)裝置、二位滑臺(tái)裝置和三位滑臺(tái)裝置；兩組一位滑臺(tái)裝置之間通過(guò)第一液壓油缸活動(dòng)相連，兩組三位滑臺(tái)裝置之間通過(guò)第二液壓油缸活動(dòng)相連；所述第一液壓油缸具有通過(guò)活塞分隔的第一儲(chǔ)油腔和第二儲(chǔ)油腔，所述第二液壓油缸具有通過(guò)活塞分隔的第三儲(chǔ)油腔和第四儲(chǔ)油腔；所述第一儲(chǔ)油腔和第三儲(chǔ)油腔之間通過(guò)裝有差壓閥單元的液壓管路連通，所述第二儲(chǔ)油腔和第四儲(chǔ)油腔之間通過(guò)另一裝有差壓閥單元的液壓管路連通；所述的第一儲(chǔ)油腔、第二儲(chǔ)油腔、第三儲(chǔ)油腔和第四儲(chǔ)油腔內(nèi)均設(shè)有用于緩沖液壓油缸內(nèi)油壓的緩沖元件；所述導(dǎo)向方法包括如下步驟：

1、當(dāng)磁浮車(chē)輛進(jìn)入曲線(xiàn)軌道時(shí)，假設(shè)一位滑臺(tái)裝置先進(jìn)入曲線(xiàn)軌道，一位滑臺(tái)裝置將帶動(dòng)第一液壓油缸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)液壓油液由第二儲(chǔ)油腔流入第四儲(chǔ)油腔，第三儲(chǔ)油腔流向第一儲(chǔ)油腔，從而推動(dòng)第二液壓油缸的活塞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而第二液壓油缸的活塞桿推動(dòng)三位滑臺(tái)裝置一同運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與一位滑臺(tái)裝置運(yùn)動(dòng)方向相反；

2、當(dāng)磁浮列車(chē)在直軌上行駛，一位滑臺(tái)裝置、三位滑臺(tái)裝置均位于直線(xiàn)磁軌上，假設(shè)此時(shí)行駛方向?yàn)橐晃换_(tái)裝置朝前，且局部扭曲為逆時(shí)針?lè)较颍?dāng)軌道出現(xiàn)局部扭曲時(shí)，一位滑臺(tái)裝置產(chǎn)生橫向位移而帶動(dòng)第一液壓油缸產(chǎn)生同方向的橫向位移，由于此時(shí)一位滑臺(tái)的作用力較小，活塞運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的壓力差小于差壓閥單元的開(kāi)啟壓差設(shè)定值，油路斷開(kāi)，第二儲(chǔ)油腔與第四儲(chǔ)油腔之間的油液不流通而不會(huì)驅(qū)動(dòng)三位滑臺(tái)裝置跟隨運(yùn)動(dòng)。

藉由上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的液壓導(dǎo)向裝置主要由兩個(gè)緩沖式液壓油缸和兩套差壓閥單元組成，液壓油缸由活塞分為左右兩側(cè)，兩個(gè)液壓油缸之間同側(cè)用油管進(jìn)行連接，每側(cè)油管設(shè)置一套差壓閥單元。

所述緩沖式液壓油缸包括一套雙桿活塞結(jié)構(gòu)和兩個(gè)儲(chǔ)油腔，每個(gè)儲(chǔ)油腔內(nèi)一位或外置一個(gè)充注一定容積穩(wěn)定氣體（例如，氮?dú)猓┑目蓧嚎s氣囊。

所述緩沖式液壓油缸與氣囊對(duì)應(yīng)位置可設(shè)置氣閥，以便調(diào)整氣囊壓力。

所述差壓閥單元設(shè)置于管路中間，當(dāng)差壓閥單元兩側(cè)連接的兩端油路壓力差大于某一設(shè)定值時(shí)，差壓閥開(kāi)啟，油路打開(kāi)，反之，油路關(guān)閉。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、在現(xiàn)有液壓油缸儲(chǔ)油腔內(nèi)一位設(shè)置可壓縮氣囊單元，通過(guò)液體與氣體的組合模式，利用氣體的可壓縮性，解決了現(xiàn)有液壓導(dǎo)向機(jī)構(gòu)單獨(dú)液體介質(zhì)不可壓縮問(wèn)題。

2、通過(guò)在連接液壓管路中增加差壓閥單元，使得兩組緩沖式液壓油缸對(duì)應(yīng)連通的儲(chǔ)油腔中允許一定壓力差存在，當(dāng)壓力差小于差壓閥單元開(kāi)啟設(shè)定值時(shí)，差壓閥單元關(guān)閉，阻止油液通過(guò)液壓管路從一端緩沖式液壓油缸流向另一端緩沖式液壓油缸，從而當(dāng)一位液壓油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，該機(jī)械運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)油液傳遞到中間液壓油缸使之跟隨運(yùn)動(dòng)，阻止了不期望的橫向運(yùn)動(dòng)耦合。

3、在液壓導(dǎo)向機(jī)構(gòu)增加氣囊單元加差壓閥單元的組合，既能保留現(xiàn)有液壓導(dǎo)向的優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減輕重量，節(jié)省空間，又可兼顧機(jī)械結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的特點(diǎn)，有選擇地傳遞運(yùn)動(dòng)。在直線(xiàn)軌道時(shí)，新型液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)通過(guò)緩沖式液壓油缸中氣囊的及差壓閥單元的作用，增加了液壓導(dǎo)向系統(tǒng)的柔性，可以過(guò)濾因軌道扭曲所導(dǎo)致的一些不期望的小幅橫向運(yùn)動(dòng)的傳遞，使整個(gè)系統(tǒng)具有一定的緩沖和減振功能；在進(jìn)入曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，新型液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)又可以有效傳遞導(dǎo)向力，充分發(fā)揮導(dǎo)向功能使車(chē)輛順利通過(guò)曲線(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有機(jī)械導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是現(xiàn)有的液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的液壓導(dǎo)向結(jié)構(gòu)示意圖（俯視圖）；

圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的緩沖式液壓油缸剖面示意圖；

圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例的曲線(xiàn)通過(guò)時(shí)導(dǎo)向裝置動(dòng)作圖（俯視圖）；

圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例的直線(xiàn)段時(shí)導(dǎo)向裝置動(dòng)作圖（俯視圖）。

圖例說(shuō)明：

1-第一液壓油缸；2-一位滑臺(tái)裝置；3-二位滑臺(tái)裝置；4-三位滑臺(tái)裝置；5-液壓管路；6-差壓閥單元；7-第二液壓油缸；11-氣囊；12-氣閥；13-活塞；V1-第一儲(chǔ)油腔；V2-第二儲(chǔ)油腔；V3-第三儲(chǔ)油腔；V4-第四儲(chǔ)油腔。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對(duì)結(jié)構(gòu)起限定作用。

一種磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置，如圖3所示，主要由第一液壓油缸1、一位滑臺(tái)裝置2、兩組對(duì)稱(chēng)設(shè)置的差壓閥單元6、兩組對(duì)稱(chēng)設(shè)置的液壓管路5、三位滑臺(tái)裝置4、第二液壓油缸7組成。其中，第一液壓油缸1兩端活塞桿分別與一位滑臺(tái)裝置2兩端通過(guò)鉸接結(jié)構(gòu)連接，第二液壓油缸7兩端活塞桿分別與三位滑臺(tái)裝置4兩端通過(guò)鉸接結(jié)構(gòu)連接；液壓管路5連接第一緩沖式液壓油缸的第二儲(chǔ)油腔V2與第二液壓油缸7的第四儲(chǔ)油腔V4，另外一組對(duì)稱(chēng)設(shè)置的液壓管路5連接第一緩沖式液壓油缸的第一儲(chǔ)油腔V1與第二液壓油缸7的第三儲(chǔ)油腔V3。

兩組液壓管路5中間均設(shè)置差壓閥單元6，用于連通或斷開(kāi)油路，差壓閥單元6的開(kāi)啟壓差值可預(yù)先設(shè)置或調(diào)整，當(dāng)差壓閥單元6兩端油路的壓力差大于設(shè)定的開(kāi)啟壓差值時(shí)，差壓閥單元6開(kāi)啟，油路連通；反之，差壓閥單元6將油路斷開(kāi)。

如圖3所示，每個(gè)緩沖式液壓油缸還包括2套氣囊單元，1套雙桿活塞結(jié)構(gòu)13。其中，第一液壓油缸1的第一儲(chǔ)油腔V1中設(shè)置第一氣囊單元A1，第一液壓油缸1的第二儲(chǔ)油腔V2中設(shè)置第二氣囊單元A2，第二液壓油缸7的第三儲(chǔ)油腔V3中設(shè)置第三氣囊單元A3，第二液壓油缸7的第四儲(chǔ)油腔V4中設(shè)置第四氣囊單元A4。其中，每個(gè)氣囊單元由氣囊11和氣閥12組成、2個(gè)氣囊11分別固定設(shè)置在緩沖式液壓油缸兩個(gè)儲(chǔ)油腔的內(nèi)端部，用于存儲(chǔ)一定容積的氮?dú)饣蚱渌€(wěn)定性氣體；設(shè)置氣閥12給氣囊11充氣或排氣，檢查氣體壓力。

如圖4、圖5所示，當(dāng)?shù)谝灰簤河透?的雙桿活塞結(jié)構(gòu)13受較小的外力作用時(shí)，液壓管路5斷開(kāi)，第一液壓油缸1活塞可通過(guò)壓縮本身氣囊11內(nèi)氣體體積保持平衡，由此使得緩沖式液壓油缸具有一定的緩沖和減振功能，可吸收高頻小幅振動(dòng)。

一種磁浮列車(chē)，包括車(chē)體，所述車(chē)體底部還裝有兩組依次對(duì)應(yīng)串接活動(dòng)相連的一位滑臺(tái)裝置2、二位滑臺(tái)裝置3、三位滑臺(tái)裝置4、四位滑臺(tái)裝置、五位滑臺(tái)裝置和六位滑臺(tái)裝置。所述二位滑臺(tái)裝置3和五位滑臺(tái)裝置均與車(chē)體底部活動(dòng)相連；兩組四位滑臺(tái)裝置和六位滑臺(tái)裝置之間、兩組一位滑臺(tái)裝置2和三位滑臺(tái)裝置4之間均設(shè)有上述磁浮列車(chē)的液壓導(dǎo)向裝置。

具體導(dǎo)向方法如下：

如圖5所示，當(dāng)磁浮車(chē)輛進(jìn)入曲線(xiàn)軌道時(shí)，假設(shè)一位滑臺(tái)裝置2先進(jìn)入曲線(xiàn)軌道，一位滑臺(tái)裝置2將帶動(dòng)第一液壓油缸1的雙桿活塞結(jié)構(gòu)13運(yùn)動(dòng)，同時(shí)液壓油液由第二儲(chǔ)油腔V2流入第四儲(chǔ)油腔V4，第三儲(chǔ)油腔V3流向第一儲(chǔ)油腔V1。從而推動(dòng)第二液壓油缸7的活塞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而第二液壓油缸7的活塞桿推動(dòng)三位滑臺(tái)裝置4一同運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與一位滑臺(tái)裝置運(yùn)動(dòng)方向相反。因此，在進(jìn)入曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，該導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以有效傳遞導(dǎo)向力，充分發(fā)揮導(dǎo)向功能使車(chē)輛順利通過(guò)曲線(xiàn)。

如圖6所示，當(dāng)磁浮列車(chē)在直軌上行駛，一位滑臺(tái)裝置2、三位滑臺(tái)裝置4均位于直線(xiàn)磁軌上（假設(shè)此時(shí)行駛方向?yàn)橐晃换_(tái)裝置朝前，且局部扭曲為逆時(shí)針?lè)较颍?dāng)軌道出現(xiàn)局部扭曲時(shí)，一位滑臺(tái)裝置2產(chǎn)生橫向位移S,將帶動(dòng)第一液壓油缸1的雙桿活塞結(jié)構(gòu)13產(chǎn)生同方向的橫向位移，但由于此時(shí)一位滑臺(tái)2對(duì)雙桿活塞結(jié)構(gòu)13作用力較小，活塞運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的壓力差小于差壓閥單元6的開(kāi)啟壓差設(shè)定值，油路斷開(kāi)，第一液壓油缸1的第二儲(chǔ)油腔V2中的油液不能流入第二液壓油缸7的第四儲(chǔ)油腔V4中，進(jìn)而不會(huì)驅(qū)動(dòng)三位滑臺(tái)裝置4跟隨運(yùn)動(dòng)。氣囊11加差壓閥單元6的組合，增加了液壓導(dǎo)向系統(tǒng)的柔性，以此可以過(guò)濾因軌道扭曲等導(dǎo)致的一些不期望的小幅橫向運(yùn)動(dòng)的向后傳遞，提高磁浮列車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性。

上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落入本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。