一种磁悬浮列车的制作方法

本发明属于交通工具技术领域，具体涉及一种磁悬浮列车，尤其涉及一种上凸两翼式磁悬浮车辆。

背景技术：

磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。目前悬浮系统的设计，可以分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。

我国目前的磁悬浮发展，主要分为两个方向，一是中低速磁悬浮列车，采用F轨(即F形轨道)技术，依靠电磁吸力达到悬浮效果，悬浮间隙控制为8-10mm，设计速度为200Km/h以下，二是中高速磁悬浮列车，采用德国TR技术，利用长定子直线电机驱动，利用长定子直线电机的法向力做为悬浮力，悬浮间隙大约8-13mm，设计速度约为500Km/h。例如：悬浮轨道位于车辆底部、且呈圆弧状的车辆，这种技术当外力使得车辆向一侧翻滚时，因为利用的是永磁体的斥力，只能依靠车辆的自重，将车辆纠正道正常轨道，当翻滚的力量大于自重的纠偏力的时候，容易发生危险。

另外，速度作为人类一直追求的目标，从来只有更高，没有最高。座位新型的、先进的交通运输工具，如果再要达到速度的突破，显然受限于悬浮间隙，以上两种技术已不能完全满足高速行驶的要求。

可见，现有技术中，存在悬浮间隙小、稳定性差和安全风险大等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种磁悬浮列车，以解决现有技术中磁悬浮技术悬浮间隙小的问题，达到增大悬浮间隙的效果。

本发明提供一种磁悬浮列车，包括：列车本体和悬浮结构；其中，所述悬浮结构成套设置；至少一套的所述悬浮结构分别与所述列车本体、以及所述列车本体所属真空管道适配设置，且呈两翼式对称设置在所述列车本体的两侧或底部，用于当所述列车本体在以预设的第一速度运行时，使所述列车本体以第一设定间隙悬浮运行。

可选地，所述悬浮结构，包括：悬浮轨道和悬浮模块；其中，所述悬浮轨道，适配设置于所述真空管道的管道壁；所述悬浮模块，分别与所述悬浮轨道和所述列车本体适配设置，用于产生第一方向上的第一悬浮力。

可选地，所述悬浮模块的整体结构，呈上凸形、下凹形、三角形、弧面形、L形中任一种。

可选地，当所述悬浮模块的整体结构呈所述L形时，还包括：导向结构；所述导向结构，分别与所述悬浮模块和所述真空管道的管道壁适配设置，且对称设置在所述列车本体的两侧。

可选地，所述导向结构，包括：所述导向结构，包括：导向轨道和导向模块；其中，所述导向轨道，适配设置于所述真空管道的管道壁；所述导向模块，分别与所述导向轨道、所述悬浮模块的整体结构为所述L形时的所述悬浮模块、以及所述列车本体适配设置，用于产生第二方向的导向力；所述第一方向与所述第二方向垂直。

可选地，所述列车本体，包括：车体、轮轨结构和驱动结构；其中，所述驱动结构，位于所述车体的底部，且与所述轮轨结构适配设置；所述轮轨结构的数量为两个；两个所述轮轨结构，位于所述车体的底部，对称设置，且每个所述轮轨结构位于一个所述悬浮结构与所述驱动结构之间；用于所述列车本体在以预设的第二速度运行时，使所述列车本体以第二设定间隙悬浮运行；其中，所述第一速度大于所述第二速度，所述第一设定间隙大于所述第二设定间隙。

可选地，所述轮轨结构，包括：转向架和轮轨轨道；其中，所述轮轨轨道，与所述真空管道的管道壁适配设置；所述转向架，适配设置于所述车体与所述轮轨轨道之间，用于产生第一方向上的第二悬浮力；其中，所述第一悬浮力大于所述第二悬浮力。

可选地，所述驱动结构，包括：电子动子和电机定子；其中，所述电机定子，与所述真空管道的管道壁适配设置；所述电机动子，分别与所述电机定子、所述车体和所述轮轨结构适配设置，用于提供驱动力。

可选地，所述电机定子，具体为直线电机定子；和/或，所述电机动子，具体为直线电机动子。

由此，本发明的方案，利用悬浮轨道和悬浮模块构成两翼式的悬浮结构，增大悬浮间隙，解决现有技术中磁悬浮技术悬浮间隙小的问题，从而，克服现有技术中悬浮间隙小、稳定性差和安全风险大的缺陷，实现悬浮间隙大、稳定性好和安全风险小的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，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而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的磁悬浮列车的第一实施例(上凸式的悬浮模块)的结构示意图；

图2为本发明的磁悬浮列车的第二实施例(下凹式的悬浮模块)的结构示意图；

图3为本发明的磁悬浮列车的第三实施例(三角形的悬浮模块)的结构示意图；

图4为本发明的磁悬浮列车的第四实施例(弧面形的悬浮模块)的结构示意图；

图5为本发明的磁悬浮列车的第五实施例(L形的悬浮模块)的结构示意图。

结合附图1，本发明实施例中附图标记如下：

11-车体；12-转向架；13-直线电机动子；14-直线电机定子；15-轮轨轨道；16-悬浮轨道；17-悬浮模块。

结合附图2，本发明实施例中附图标记如下：

21-车体；22-转向架；23-直线电机动子；24-直线电机定子；25-轮轨轨道；26-悬浮轨道；27-悬浮模块。

结合附图3，本发明实施例中附图标记如下：

31-车体；32-转向架；33-直线电机动子；34-直线电机定子；35-轮轨轨道；36-悬浮轨道；37-悬浮模块。

结合附图4，本发明实施例中附图标记如下：

41-车体；42-转向架；43-直线电机动子；44-直线电机定子；45-轮轨轨道；46-悬浮轨道；47-悬浮模块。

结合附图5，本发明实施例中附图标记如下：

51-车体；52-转向架；53-直线电机动子；54-直线电机定子；55-轮轨轨道；56-悬浮轨道；57-悬浮模块；58-导向轨道；59-导向模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

根据本发明的实施例，提供了一种磁悬浮列车。该磁悬浮列车可以包括：列车本体和悬浮结构。

可选地，所述悬浮结构成套设置。至少一套的所述悬浮结构分别与所述列车本体、以及所述列车本体所属真空管道适配设置，且呈两翼式对称设置在所述列车本体的两侧或底部，可以用于当所述列车本体在以预设的第一速度运行时，使所述列车本体以第一设定间隙悬浮运行。

例如：悬浮轨道，可以是高速运行时，用于车辆悬浮的轨道。

例如：悬浮部分(即悬浮结构)采用永磁体与磁感应悬浮轨道(即悬浮轨道)构成，磁感应悬浮轨道可以选择铝或铜材料。

由此，采用两翼式的悬浮结构，使得磁悬浮列车的运行结构更加稳定。

在一个可选例子中，所述悬浮结构，可以包括：悬浮轨道和悬浮模块。

可选地，所述悬浮轨道，适配设置于所述真空管道的管道壁。

可选地，所述悬浮模块，分别与所述悬浮轨道和所述列车本体适配设置，可以用于产生第一方向上的第一悬浮力。

更可选地，所述悬浮模块的整体结构，呈上凸形、下凹形、三角形、弧面形、L形中任一种。

例如：悬浮模块可以设计成上凸形(例如：图1中的悬浮模块17)、下凹形(例如：图2中的悬浮模块27)、三角形(例如：图3中的悬浮模块37)、弧面形(例如：图4中的悬浮模块47)或L型(例如：图5中的悬浮模块57)。

其中，图1至图5中，唯一不同的就是悬浮和导向的结构以及方式，其余都可以相同。图1中为上凸式结构，悬浮和导向一体，由于磁力的分解作用，可以产生导向力；图2中悬浮和导向分开，分别作用。图3至图5中，悬浮和导向均为一体结构，由于磁力的分解作用，分别产生垂直向上的悬浮力和水平导向力。

在一个可选例子中，当所述悬浮模块的整体结构呈所述L形时，还可以包括：导向结构。其中，所述导向结构，分别与所述悬浮模块和所述真空管道的管道壁适配设置，且对称设置在所述列车本体的两侧。

在一个可选例子中，所述导向结构，可以包括：所述导向结构，可以包括：导向轨道58和导向模块59。

可选地，所述导向轨道58，适配设置于所述真空管道的管道壁。

可选地，所述导向模块59，分别与所述导向轨道58、所述悬浮模块的整体结构为所述L形时的所述悬浮模块、以及所述列车本体适配设置，可以用于产生第二方向的导向力。所述第一方向与所述第二方向垂直。

例如：图1至图4中，悬浮模块与悬浮轨道产生的磁斥力可以分解为垂直向上的悬浮力和水平的导向力。图5中，悬浮模块57和悬浮轨道56感应产生的斥力做为悬浮力，导向模块59和导向轨道58感应产生的斥力做为导向力。

由此，采用两翼式弧形、斜面悬浮结构，使得悬浮与导向一体，结构简单可靠，节约成本。

在一个可选例子中，所述列车本体，可以包括：车体、轮轨结构和驱动结构。

例如：车体的形状，可以根据需要任意调整。例如：图1中的车体11，图2中的车体21，图3中的车体31，图4中的车体41，图5中的车体51等

可选地，所述驱动结构，位于所述车体的底部，且与所述轮轨结构适配设置。所述轮轨结构的数量为两个。两个所述轮轨结构，位于所述车体的底部，对称设置，且每个所述轮轨结构位于一个所述悬浮结构与所述驱动结构之间。可以用于所述列车本体在以预设的第二速度运行时，使所述列车本体以第二设定间隙悬浮运行。

其中，所述第一速度大于所述第二速度，所述第一设定间隙大于所述第二设定间隙。

例如：参见图1至图5所示的例子，该磁悬浮列车(即两翼式的磁悬浮结构)，主要由磁悬浮车体、两翼式悬浮架(即悬浮模块)、悬浮轨道、低速运行轨道、转向架、驱动直线电机等部件构成。

由此，采用悬浮结构，使得悬浮间隙可达到50-150mm，悬浮间隙更大，更安全可靠。

在一个可选例子中，所述轮轨结构，可以包括：转向架和轮轨轨道。

可选地，所述轮轨轨道，与所述真空管道的管道壁适配设置。

例如：轮轨轨道为低速运行轨道。低速运行轨道，可以是车辆低速运行时，用轮轨支撑车轮的轮轨轨道。

可选地所述转向架，适配设置于所述车体与所述轮轨轨道之间，可以用于产生第一方向上的第二悬浮力。

其中，所述第一悬浮力大于所述第二悬浮力。

在一个可选例子中，所述驱动结构，可以包括：电子动子和电机定子。

可选地，所述电机定子，与所述真空管道的管道壁适配设置。更可选地，所述电机定子，具体为直线电机定子。

可选地，所述电机动子，分别与所述电机定子、所述车体和所述轮轨结构适配设置，可以用于提供驱动力。更可选地，所述电机动子，具体为直线电机动子。

例如：当车辆低速运行时，由直线电机(例如：主要由直线电机定子14、24、34、44、54等，以及与其适配的直线电子动子13、23、33、43、53等构成的直线电机)带动车辆行走，车辆由轮轨系统(例如：轮轨轨道15、25、35、45、55等)支撑。

例如：当车辆行驶到一定速度时，悬浮模块(例如：悬浮模块17、27、37、47、57等)中的永磁体的磁场，在悬浮轨道(例如：悬浮轨道16、26、36、46、56、57等)中产生感应电动势，从而产生与悬浮模块中永磁体磁极相反的磁场，使得悬浮轨道和悬浮模块之间产生斥力，克服车辆的重力，使得车辆向上悬浮，脱离轨道。

可见，本发明中两翼式的悬浮结构，可以伸出(不限于)车辆外侧，使得车辆的重心坐落于转向架(例如：转向架12、22、32、42、52等)上，从而使得车辆更加稳定。而且弧面式的悬浮结构(例如：参见图4所示的例子)，使得车辆运行时产生的悬浮斥力，分别沿弧面圆心向四周分散，从而可以分解为垂直向上的悬浮斥力和水平向两边的导向力，使得车辆在悬浮的同时，兼具了导向力，从而使得结构更加紧凑，车辆重量更轻。

而且，本发明中两翼式的悬浮结构，使得车辆不会产生偏转、翻转，确保了车辆安全运行。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，利用了永磁体与铝或铜制轨道感应产生电动势的原理进行悬浮，更重要的是采用两翼式的结构(即悬浮结构)，可以使得悬浮间隙达到50-150mm，使得悬浮结构更稳定，而且不需要主动控制，解决了现有磁悬浮技术悬浮间隙小、以及悬浮结构不稳定的局限，消除了人为控制因素及安全隐患。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。