專利名稱：以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁浮列車系統(tǒng)，特別涉及一種建立在現(xiàn)有輪軌列車的輪軌基礎(chǔ)上的磁浮列車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的輪軌列車均是在兩條鋼軌上運行的，因而行駛速度受到了技術(shù)的限制，速度一般在200公里以下，即使高速輪軌列車的行駛速度也會受到速度的限制不能有很大提高，一般在時速350公里以下。而磁懸浮列車以其高速聞名，速度可達到550公里，但磁懸浮列車也具有成本高的缺陷，致使運營成本很難降低。且根本就不能利用現(xiàn)有鐵路的設(shè)施，必須是一種全新的磁浮列車系統(tǒng)。如德國的磁懸浮列車、日本的磁懸浮列車以及中國上海的磁懸浮列車。不是使用EMS系統(tǒng)就是使用EDS系統(tǒng)，都是專門設(shè)置的電磁懸浮軌道，在接通電源后才能實現(xiàn)懸浮運行。因此，不僅需要在建造初期要建設(shè)精密的專用軌道，而且其運行也是靠不停頓的大量供電來維持的，因而初期建造和運行成本都很高昂。由于這種原因，磁懸浮列車并沒有普及。再加之原有輪軌設(shè)施的不能使用，也會造成社會資源的大量浪費。
鑒于上述原因，人們還在對磁浮列車進行改進研究，大量的研究方向在永磁體磁懸浮列車上，既使用永磁體的磁力使列車懸浮，但到目前一直沒有成功的，也沒有可以直接利用現(xiàn)有輪軌設(shè)施的，更不能同時實現(xiàn)輪軌列車和磁浮列車資源共享的。
為克服上述缺陷，提供一種磁浮列車系統(tǒng)，本發(fā)明人曾發(fā)明過一種磁浮列車系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)記載在中國發(fā)明專利申請公開說明書99114692.1中和中國發(fā)明專利申請公開說明書00112720.9中。該結(jié)構(gòu)中的升力系統(tǒng)包括設(shè)置在鐵軌兩邊的升力導(dǎo)軌和設(shè)置在車體底架縱梁上的稀土永磁升力體，其中每一升力導(dǎo)軌由二扁鋼組成，扁鋼之間形成空軌縫，稀土永磁升力體插入空軌縫中，從而構(gòu)成新的磁浮列車的升力系統(tǒng)，再結(jié)合其它的轉(zhuǎn)向裝置、推力裝置等，構(gòu)成磁浮列車系統(tǒng)。但遺憾的是上述結(jié)構(gòu)并沒有給出具體的永磁體材料以及實施方法，致使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不能實現(xiàn)而不能授予專利權(quán)。但本發(fā)明人在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，終于能夠以具體的方法實現(xiàn)稀土永磁材料磁懸浮列車的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其是在現(xiàn)有輪軌列車軌道基礎(chǔ)上開發(fā)的一種磁浮列車系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)磁浮列車的功能，同時不上市原輪軌設(shè)施的利用效果。
本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)是在普通輪軌的基礎(chǔ)上開發(fā)的，包括導(dǎo)軌裝置和磁浮列車裝置；所述導(dǎo)軌裝置包括普通輪軌和兩邊加裝的磁浮升力導(dǎo)軌，該升力導(dǎo)軌由兩塊縱向平行安裝的由硅鋼片疊裝而成的扁鋼制成，磁浮升力導(dǎo)軌設(shè)置在輪軌枕木上的軌座上，軌座由高強度陶瓷材料制成，磁浮升力導(dǎo)軌沿輪軌平行設(shè)置，上方設(shè)有沿軌道方向開口的軌逢；所述磁浮列車裝置包括車體，車體底架設(shè)有縱梁，該縱梁的下側(cè)沿縱梁方向設(shè)置稀土永磁升力體，該稀土永磁升力體的磁極方向與縱梁方向橫向設(shè)置，該永磁升力體的位置與磁浮升力導(dǎo)軌軌逢的位置對應(yīng)，永磁升力體插入軌逢中懸??；車體底架上設(shè)置導(dǎo)向定位裝置。
上述的該導(dǎo)向定位裝置包括車體底架下側(cè)四角各設(shè)置的導(dǎo)向定滑輪，導(dǎo)向定滑輪的位置對應(yīng)于輪軌的一側(cè)并與輪軌之間設(shè)置微小間隙。這種結(jié)構(gòu)有利于保持整體車體的導(dǎo)向與定位穩(wěn)定。
上述所述磁浮升力導(dǎo)軌的軌逢兩側(cè)設(shè)置硅鋼片疊制而成的扁鋼，扁鋼之間具有軌縫，永磁升力體插入二硅鋼片扁鋼之間的軌縫中。以增加磁浮的升力作用。
本發(fā)明的所述稀土永磁升力體可以是釹鐵硼永磁材料制得，其中該材料含有32％釹；64％鐵；1％硼；3％其它元素，也可以是稀土鈷永磁材料制得。
上述的該磁浮列車裝置的推進裝置可以使用設(shè)置在車頭或車尾的空氣螺旋槳推進器。也可以采用以下結(jié)構(gòu)該推進裝置包括抱軸式雙端輸出電機、設(shè)置在電機輸出軸上的雙驅(qū)動輪、用于固定電機的等腰三角形框架、與等腰三角形框架頂端連接的十字接頭、與十字接頭連接的接頭桿，其中接頭桿固定在車體底架的后橫梁中點部位，等腰三角形框架斜向前伸，抱軸式雙端輸出電機固定設(shè)置在等腰三角形框架內(nèi)，輸出軸伸出框架外，雙驅(qū)動輪設(shè)置在輸出軸上，雙驅(qū)動輪分別放置在輪軌上表面上。通過雙驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動列車運行。
上述所述磁浮列車裝置還包括轉(zhuǎn)向架，設(shè)置在底架下側(cè)，通過中央軸承與底架連接，底架下固定設(shè)置前后兩個圓弧形承力槽，轉(zhuǎn)向架上側(cè)對應(yīng)于承力槽設(shè)置四個承力球；所述稀土永磁升力體、導(dǎo)向定位裝置和推進裝置均設(shè)置在轉(zhuǎn)向架上。這種結(jié)構(gòu)可以更加適應(yīng)載重大、車速慢的情形。
本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)有輪軌鐵路的設(shè)施，同時還可以保持原有輪軌鐵路的所有功能，因而可以不同單獨建造磁浮列車的軌道，大大節(jié)省了磁浮升力導(dǎo)軌的造價。由于使用稀土永磁材料來產(chǎn)生磁懸浮作用，節(jié)省了大量的電力傳輸設(shè)施及傳輸損耗，節(jié)能效果明顯。


圖1是本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)的懸浮狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)的推進裝置側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)的推進裝置正視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)的另一種實施例的車體底架仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例1
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的磁浮列車系統(tǒng)的導(dǎo)軌裝置是以普通輪軌列車的路軌為基礎(chǔ)開發(fā)的。其中路基枕木1可以使用原有路基或做適應(yīng)性改動，都不會影響本發(fā)明的效果。路基枕木1上設(shè)置了兩根平行的路軌2，在該些路軌2的外側(cè)各加裝了本發(fā)明的磁浮升力導(dǎo)軌3，該些磁浮升力導(dǎo)軌3由設(shè)置在路基枕木1上的高強度陶瓷制成的上側(cè)中間開口的軌座和設(shè)置在軌座開口兩側(cè)的硅鋼片疊裝制成的扁鋼8構(gòu)成。使用硅鋼片疊裝成的扁鋼的目的是盡量減小磁浮升力導(dǎo)軌上的渦流和渦流磁場的此阻尼力，同時保持產(chǎn)生較強的磁懸浮升力。該磁浮升力導(dǎo)軌3也沿路軌方向平行設(shè)置，并在該磁浮升力導(dǎo)軌3的兩側(cè)硅鋼片疊裝制成的扁鋼之間形成了沿路軌2方向延伸開口的軌逢4。
如圖2所示，是本發(fā)明的磁浮列車裝置在磁浮升力導(dǎo)軌上懸浮的結(jié)構(gòu)示意圖。該些磁浮升力導(dǎo)軌3的軌逢4的兩內(nèi)側(cè)各貼設(shè)硅鋼片疊合而成的扁鋼8，而硅鋼片疊合而成的扁鋼8之間仍然具有軌隙。而磁浮列車裝置的車體底架7的左右兩側(cè)各設(shè)置了縱梁5，該縱梁5的下側(cè)固定設(shè)置有稀土永磁升力體9，該稀土永磁升力體9的磁極的方向與縱梁5的方向垂直，橫向設(shè)置，既沿行路軌2方向的垂直方向設(shè)置。該稀土永磁升力體9的位置則與磁浮升力導(dǎo)軌3的軌逢4的位置對應(yīng)，并插入軌逢4中，這樣由于稀土永磁體充磁具有磁性，從而可以在軌逢4中懸浮，進而使磁浮列車裝置懸浮起來。
如圖2所示，為了保持稀土永磁升力體9不會與軌逢4兩側(cè)的硅鋼片8接觸，還在本發(fā)明的磁浮列車裝置上設(shè)置導(dǎo)向定位裝置。該轉(zhuǎn)向定位裝置設(shè)置在車體底架7的下側(cè)，是分別設(shè)置在車體底架7四角的豎直設(shè)置的四個定滑輪6，該定滑輪6設(shè)置的位置位于導(dǎo)軌裝置的輪軌2的內(nèi)側(cè)，并與路軌2內(nèi)側(cè)面之間具有極其微小的間隙。當(dāng)列車稍微偏離方向致使永磁升力體9偏離原來位置時則由定滑輪6來限制其縱向位置。
本實施例的磁浮列車的關(guān)鍵是稀土永磁材料的選用，本實施例中選用釹鐵硼永磁材料制作永磁升力體，該釹鐵硼永磁材料的成分為含有32％釹；64％鐵；1％硼；3％其它元素。
本發(fā)明的磁浮列車還必須設(shè)有推進裝置，該推進裝置是設(shè)置在車頭或車尾的空氣螺旋槳推機器。而在載重大、時速低時還可以設(shè)置雙驅(qū)動輪推進器，該推機器的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，該推進器包括設(shè)置在車體底架7后部或中部橫梁中點的十字接頭桿10，十字接頭桿的另一端設(shè)置了十字接頭11，該十字接頭11可以使與之連接的物體具有四自由度的功能。十字接頭11所連接的是等腰三角形的框架12，該等腰三角形框架12的端部設(shè)置了矩形框14。該矩形框14內(nèi)部固定了抱軸電機17，該抱軸電機17為雙端輸出電機，其兩端的輸出軸15伸出到矩形框架14的外部，并在該雙端輸出軸15上各設(shè)置驅(qū)動輪16，形成一種雙驅(qū)動輪的結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動輪16是一種類似輪軌驅(qū)動輪的結(jié)構(gòu)，該雙驅(qū)動輪16分別的位置分別對應(yīng)于導(dǎo)軌裝置的輪軌2的上面13上，并將二驅(qū)動輪分別放置在二路軌2上。使用時本推機器的等腰三角形框架12向前上方延伸，僅僅靠推機器自身的重力將雙驅(qū)動論16壓放在輪軌上，驅(qū)動輪16轉(zhuǎn)動時則會產(chǎn)生向前的推力，同時也會分解出一個向上的升力，對車體具有一定的舉升作用。
本實施例還可以衍生出其他類似的結(jié)構(gòu)，如可以將磁浮升力導(dǎo)軌設(shè)置在輪軌的內(nèi)側(cè)，也可將導(dǎo)向定位滑輪設(shè)置在路軌的外側(cè)，也不會影響本事實例的使用效果，另外用于導(dǎo)向定位的定滑輪機構(gòu)也可以用自動導(dǎo)向定位系統(tǒng)代替。
本實施例的試驗驗證，使用本實施例的第三代稀土永磁材料釹鐵硼制作成永磁升力體9并利用圖2所示的結(jié)構(gòu)，每50克的釹鐵硼材料可以將軌逢中至少10000克的重物托起并處于磁浮狀態(tài)，因此產(chǎn)生的升力為永磁材料本身的200倍以上。而使用50克鑄造鋁鎳鈷永磁材料，能在軌逢中托起并磁浮350克重物，其中包括永磁材料本身的重量。
實施例2本實施例的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于磁浮列車需要載重大、車體長、時速低的情況。
本實施例的磁浮升力導(dǎo)軌3與實施例1完全相同，所不同的是磁浮列車裝置，如圖5所示，本實施例的磁浮列車裝置是在車體底架7的基礎(chǔ)上增加了轉(zhuǎn)向架18，該轉(zhuǎn)向架18設(shè)置在底架7下側(cè)，通過中央軸承20與底架7轉(zhuǎn)動連接，從而呈現(xiàn)一種底架7和轉(zhuǎn)向架18可以相對偏離一定角度的狀態(tài)。此時底架7面向轉(zhuǎn)向架18的下側(cè)設(shè)置了與中央軸承同心的圓弧形承力槽19，而在轉(zhuǎn)向架18的與承力槽對應(yīng)的部位則設(shè)置有承力球21，承力槽19與承力球21共同作用使轉(zhuǎn)向架18將車體承起并可在一定的角度內(nèi)偏離轉(zhuǎn)動。
本實施例的這種結(jié)構(gòu)的車體也不便于將導(dǎo)向定滑輪結(jié)構(gòu)設(shè)置在車體底架7上，而是設(shè)置在轉(zhuǎn)向架18的前后端梁上，同時稀土永磁升力體9也設(shè)置在轉(zhuǎn)向架18上，相應(yīng)的推進器也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)向架18上。
本發(fā)明的磁浮列車是在輪軌的基礎(chǔ)上開發(fā)的，因而不僅可以使用現(xiàn)有的輪軌設(shè)施，還可以保持輪軌設(shè)施原來的功能，從而實現(xiàn)了既能行駛磁浮列車，也能行駛輪軌列車，實現(xiàn)了資源共享。這種磁浮列車的性能將介于高速輪軌列車和純磁浮列車之間，但制造和運行成本則將大大降低。
權(quán)利要求
1.一種以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于包括導(dǎo)軌裝置和磁浮列車裝置；所述導(dǎo)軌裝置包括普通輪軌和兩邊加裝的磁浮升力導(dǎo)軌，該升力導(dǎo)軌由兩塊縱向平行安裝的由硅鋼片疊裝而成的扁鋼制成，磁浮升力導(dǎo)軌設(shè)置在輪軌枕木上的軌座上，軌座由高強度陶瓷材料制成，磁浮升力導(dǎo)軌沿輪軌平行設(shè)置，上方設(shè)有沿軌道方向開口的軌逢；所述磁浮列車裝置包括車體，車體底架設(shè)有縱梁，該縱梁的下側(cè)沿縱梁方向設(shè)置稀土永磁升力體，該稀土永磁升力體的磁極方向與縱梁方向橫向設(shè)置，該永磁升力體的位置與磁浮升力導(dǎo)軌軌逢的位置對應(yīng)，永磁升力體插入軌逢中懸浮；車體底架上設(shè)置導(dǎo)向定位裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于該導(dǎo)向定位裝置包括車體底架下側(cè)四角各設(shè)置的導(dǎo)向定滑輪，導(dǎo)向定滑輪的位置對應(yīng)于輪軌的一側(cè)并與輪軌之間設(shè)置微小間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于所述磁浮升力導(dǎo)軌的軌逢兩側(cè)設(shè)置硅鋼片疊制而成的扁鋼，永磁升力體插入二硅鋼片之間的縫隙中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于所述稀土永磁升力體為釹鐵硼永磁材料制得，其中該材料含有32％釹；64％鐵；1％硼；3％其它元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于所述稀土永磁升力體為稀土鈷永磁材料制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于該磁浮列車裝置還包括推進裝置，該推進裝置為設(shè)置在車頭或車尾的空氣螺旋槳推進器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于該磁浮列車裝置還包括推進裝置，該推進裝置包括抱軸式雙端輸出電機、設(shè)置在電機輸出軸上的雙驅(qū)動輪、用于固定電機的等腰三角形框架、與等腰三角形框架頂端連接的十字接頭、與十字接頭連接的接頭桿，其中接頭桿固定在車體底架的后橫梁中點部位，等腰三角形框架斜向前上伸，抱軸式雙端輸出電機固定設(shè)置在等腰三角形框架內(nèi)，輸出軸伸出框架外，雙驅(qū)動輪設(shè)置在輸出軸上，雙驅(qū)動輪分別放置在輪軌上表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6或7所述的以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，其特征在于所述磁浮列車裝置還包括轉(zhuǎn)向架，設(shè)置在底架下側(cè)，通過中央軸承與底架連接，底架下固定設(shè)置前后兩個圓弧形承力槽，轉(zhuǎn)向架上側(cè)對應(yīng)于承力槽設(shè)置四個承力球；所述稀土永磁升力體、導(dǎo)向定位裝置和推進裝置均設(shè)置在轉(zhuǎn)向架上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以普通輪軌為基礎(chǔ)的磁浮列車系統(tǒng)，是在普通輪軌的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其包括導(dǎo)軌裝置和磁浮列車裝置。所述導(dǎo)軌裝置就是在現(xiàn)有鐵路路軌兩側(cè)加裝兩條磁浮升力導(dǎo)軌，該磁浮升力導(dǎo)軌是由設(shè)置在路基上的高強度陶瓷軌座和設(shè)置在軌座上的由硅鋼片疊裝而成的扁鋼組成。磁浮升力導(dǎo)軌沿輪軌方向平行設(shè)置，磁浮升力導(dǎo)軌上方設(shè)有沿軌道方向開口的軌逢。所述磁浮列車裝置包括車體，車體底架設(shè)有縱梁，該縱梁的下側(cè)沿縱梁方向設(shè)置稀土永磁升力體，該稀土永磁升力體的磁極方向與縱梁方向橫向設(shè)置，該永磁升力體的位置與磁浮升力導(dǎo)軌軌逢的位置對應(yīng)，永磁升力體插入軌逢中懸?。卉圀w底架上設(shè)置導(dǎo)向定位裝置。
文檔編號B61B15/00GK1827441SQ20061003453
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者王光宇 申請人:王光宇