悬浮机构及永磁悬浮列车的制作方法

本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种悬浮机构及永磁悬浮列车。

背景技术：

磁悬浮列车已成为客运、货运领域发展的一个重要方向，通常，磁悬浮列车可分为永磁悬浮列车、常导磁悬浮列车和超导磁悬浮列车。永磁悬浮列车中的永磁体用于为车体提供悬浮力，并通过机械、电等动力驱动列车行驶。现有技术中的永磁悬浮列车：

根据磁铁同名相斥原理，在轨道表面和列车底部铺设同极相对的永磁铁，利用斥力使列车脱离地面，然而根据Earnshaw定理，单纯由永磁体构成的系统无法维持稳定，即，缺点在于当永磁悬浮实现车辆重力与磁体间斥力垂向方向的平衡时，车体横向方向并不存在回复力以维持轨道磁体与车载磁体始终处于平衡位置，而是偏离平衡位置的横向力。目前的永磁悬浮列车的设计大多在横向上没有辅助导向的装置，使得列车难以稳定运行。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种能够限制移动车辆的车体产生横向位移的悬浮机构以及具有该悬浮机构的列车。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种悬浮机构，用于移动车辆，包括：地基，其具有与所述移动车辆的车体相对并沿所述移动车辆的行驶方向延伸的两竖直壁面以及水平壁面；磁体对，其包括以同极相对的方式分别设置在所述车体和水平壁面上的两永磁体；导向轮，其装设在与两所述竖直壁面相对位置的车体上以使所述导向轮在两所述竖直壁面上行走。

优选地，所述地基形成有沿所述移动车辆行驶方向延伸的凹型地基，所述车体至少部分的设置在所述凹型地基中，所述凹型地基的两相对侧面为所述竖直壁面，所述凹型地基的底面为所述水平壁面，两所述永磁体分别设置在所述车体的底部和所述凹型地基的底面，所述导向轮设置在所述车体的两侧身。

优选地，所述地基形成有沿所述移动车辆行驶方向延伸的凸型地基，所述凸型地基的两相对侧面为所述竖直壁面，所述凸型地基两侧的水平面为所述水平壁面，所述车体自其底部向上形成有沿行驶方向延伸的导向槽，所述凸型地基至少部分的伸入到所述导向槽中，两所述永磁体分别设置在所述车体的底部和所述水平面上，所述导向轮设置在所述导向槽的两侧面上。

优选地，位于所述凹型地基上方的车体的宽度大于位于所述凹型地基中的车体的宽度。

优选地，两所述永磁体分别以嵌设方式固定于所述水平壁面和所述车体上。

优选地，所述永磁体为永磁铁，所述永磁铁的外部设置有防锈层。

优选地，所述永磁铁的受力面上还设置有非导磁层。

优选地，在车体的前部和后部分别设置有两对所述导向轮。

优选地，所述车体的底部由不导磁材料制成。

本发明还公开了一种永磁悬浮列车，包括上述的悬浮机构。

与现有技术相比，本发明的改进的悬浮机构及永磁悬浮列车的有益效果是：竖直设置且同极相对的两永磁体为整个车体提供悬浮力以使车体脱离地面，导向轮与两个竖直壁面接触，从而限制车体横向移动，在动力装置的驱动下，移动车辆行驶，而不会发生横向的晃动，从而增加了移动车辆运输的稳定性。

附图说明

图1为本发明的悬浮机构的一个优选实施例的结构示意图。

图2为本发明的悬浮机构的另一个优选实施例的结构示意图。

图中：

10-车体；20-磁体对；30-导向轮；40-凹型地基；50-凸型地基；61-竖直壁面；62-水平壁面。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1和图2所示，本发明的实施例公开了一种悬浮机构应用于移动车辆，特别应用于磁悬浮列车上。该悬浮机构包括地基、磁体对20以及导向轮30。地基沿移动车辆的行驶方向延伸，并形成有两个相互平行的竖直壁面61以及与竖直壁面61垂直的水平壁面62；磁体对20包括两永磁体，两个永磁体分别设置在水平壁面62上和移动车辆的车体10上，并且使两个永磁体在竖直的方向同极相对，导向轮30装设在车体10上，导向轮30的装设位置应该满足装设完成后的导向轮30恰好能够与两个竖直壁面61接触，并能够在竖直壁面61上沿移动车辆的行驶方向行走。如此，竖直设置且同极相对的两永磁体为整个车体10提供悬浮力以使车体10脱离地面，导向轮30与两个竖直壁面61接触，从而限制车体10横向移动，在动力装置的驱动下，移动车辆行驶，而不会发生横向的晃动，从而增加了移动车辆运输的稳定性，解决了永磁体之间只产生悬浮力而无法限制车体10的横向移动的问题，并且相对于通过磁斥力限制车体10横向移动的方案，本发明采用导向轮30的机械接触力限制车体10的横向移动的方法使移动车辆行驶更加稳定。优选地，导向轮30上装设有外轮胎以减小振动。

能够实现上述功能的悬浮机构，特别是地基与车体10的配合的结构可以有多种。在本发明的一个优选实施例中，如图1所示，地基上开设有凹型地基40，该凹型地基40沿移动车辆的行驶方向延伸，车体10的下部设置在凹型地基40中，此时，凹型地基40的两相对侧面为上述的竖直壁面61，凹型地基40的底面为上述的水平壁面62，凹型地基40的底面与车体10的底部相对，两永磁体分别设置在车体10的底部和凹型地基40的底面，凹型地基40的两侧面与车体10的两侧身相对，导向轮30分别装设在两侧身上并使导向轮30与凹型地基40的侧面接触。为增加移动车辆的承载能力，使位于凹型地基40上方的车体10的宽度大于位于凹型地基40中的车体10的宽度。如此可增大凹型地基40上方车体10的容积。

在本发明的另一个优选实施例中，如图2所示，地基上形成有凸型地基50，该凸型地基50沿移动车辆行驶方向延伸，车体10的底部开设有导向槽，该导向槽沿移动车辆的行驶方向延伸，车体10罩设在凸型地基50上，凸型地基50伸入到导向槽中，此时，凸型地基50的两相对侧面为竖直壁面61，凸型地基50两侧的水平面为水平壁面62，两永磁体分别设置在车体10的底部的导向槽的两侧以及水平面上，导向轮30装设在导向槽的两侧面上，并使导向轮30与导向槽的两侧面接触。

上述的导线轮伸出车体10的长度应该满足，导向轮30使得车体10横向调整到使两磁体所产生的最大悬浮力的位置。

为使悬浮机构结构紧凑，以节省机构所占用空间，使两永磁体分别以嵌设方式固定于水平壁面62和车体10上，优选地，使永磁体的受力面与水平壁面62平齐。

本发明的永磁体可以由任何磁性材料形成，优选为永磁铁，永磁铁的外部设置有防锈层，该防锈层优选为镀锌铬涂层以防锈防潮。

此外，在永磁铁的受力面上还设置有非导磁层。该非导磁层可以为铝层，非导磁层。以控制磁体间的最小距离大于设计的安全距离，避免车载磁体与轨道磁体的磕碰或磁性吸附。

作为进一步优选，在车体10的前部和后部分别设置有两对所述导向轮30以使车体10行进稳定。

作为进一步优选，车体10的底部由不导磁材料制成。如铝等材料，以避免车体10底部影响系统磁力线的分布情况。

本发明还公开了一种永磁悬浮列车，该永磁悬浮列车包括上述的悬浮机构。

具有上述悬浮机构的永磁悬浮列车具有以下优点：

1、结构简单，使用最简单的机械接触式导向轮30，弥补单纯永磁悬浮导向不稳定的缺陷，结构简单，可行性强，维护费用低。

2、悬浮气隙较大，对轨道的平顺度要求较低。

3、载重能力较强，可以用于货运。

4、磁场为静磁场，运行过程中不会产生电磁辐射，对环境的影响较小。

5、使用磁体组合，利用轨道磁体与车载磁体的斥力作用实现车体10悬浮，提高系统载重，提高磁悬浮技术的竞争力。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。