本发明涉及一种磁悬浮双轨列车系统，尤其是结构简单、造价低、节省能源、突然停电能确保安全的磁悬浮双轨列车系统。
背景技术：
磁悬浮列车的研究和制造涉及自动控制、电子技术、推进技术、机械设计制造、故障监测与诊断等众多学科，技术十分复杂，是一个国家科技实力和工业水平的重要标志。
磁悬浮列车与普通轮轨列车相比，具有低噪音、无污染、安全舒适的特点，有着“零高度飞行器”的美誉，是一种具有广阔前景的新型交通工具。
当前的磁悬浮列车还存在以下问题有待解决。
其一。磁悬浮系统以电磁力实现悬浮、导向和驱动，如果列车遇到突然停电，会发生严重安全事故。一方面电磁力消失，列车不能悬浮，会迅速下坠撞向线路，甚至坠落地面。另一方面，导向功能失效，列车会因惯性冲出线路。
其二。常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。
其三。超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重。
其四。绕组需要通电才能产生电磁力，电力消耗大。
其五。结构复杂，造价高。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低、节省能源、突然停电能确保安全的磁悬浮双轨列车系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种磁悬浮双轨列车系统，其含基座、列车、磁悬浮装置、导向和动力装置、供电装置。
该基座为铺设在路基上的厚实长条形板，其由上基板和下基板结合为整体；该上基板，其横断面为矩形，其上表面上均匀分布多个下磁铁孔，其两侧向面之一的上部有沿纵向的侧轨板槽；该下基板，其横断面为矩形，其横向宽度大于该上基板的横向宽度，其两侧之一露出的上表面上有沿纵向的平轨板槽；侧轨板槽的横向宽度大于平轨板槽的横向宽度；位于弯道的基座的上表面向弯道内侧倾斜，倾角θ与列车的设计速度v和弯道半径r满足以下关系：
该列车由多个车厢串接而成；车厢由一块底板、两块侧板、一块顶板、一块前端板、一块后端板围成；该顶板为水平矩形板或为龟背形板。
车厢，其悬浮于该基座的正上方，其上两块侧板之间的距离小于该基座下基板的横向宽度。
车厢的底板，其为水平矩形板，其横向宽度大于该车厢上两侧板之间的距离，且等于或小于该基座下基板的横向宽度；与该基座上基板的上表面对置的该底板的下表面上均匀分布多个上磁铁孔，这多个上磁铁孔的分布密度与该上基板上表面的多个下磁铁孔的分布密度对应，上磁铁孔的形状与下磁铁孔的形状相同，上磁铁孔的大小与下磁铁孔的大小相同；该底板两侧之一露出的上表面上沿纵向均匀分布n个竖轴孔，该底板上共有n对竖轴孔，每对竖轴孔的两个竖轴孔上端口的连线与该底板的纵向中线垂直；所述n为等于或大于2的整数，该车厢的纵向长度越大或载重越大或在运动中遇到的空气阻力越大所述n取值越大。
该磁悬浮装置为磁铁，磁铁的形状与该基座上的下磁铁孔的形状对应；该基座上的每个下磁铁孔中均以紧配合方式嵌入一个磁铁，安装在该基座上的全部磁铁的上端为同性磁极；该底板上的每个上磁铁孔中均以紧配合方式嵌入一个磁铁，安装在该底板上的全部磁铁的下端与安装在该基座上的全部磁铁的上端为同性磁极；该基座上的全部磁铁与该底板上的全部磁铁磁力相斥，因而该车厢能够悬浮于该基座的正上方。
该导向和动力装置含竖轴、横轴、安全轮、侧轨、平轨、轨道轮、轮毂电机。
该侧轨由多块条形侧轨板串接而成，侧轨板的横向宽度等于该基座上侧轨板槽的横向宽度；两侧轨以紧配合方式沿纵向分别嵌在该基座的两侧轨板槽之一中；侧轨上的侧轨板的外侧向面与相应位置的该基座的上基板的侧向面齐平。
该平轨由多块条形平轨板串接而成，平轨板的横向宽度等于该基座上平轨板槽的横向宽度；两平轨以紧配合方式沿纵向分别嵌在该基座的两平轨板槽之一中；平轨上的平轨板的上表面与相应位置的该基座的下基板露出的上表面齐平。
该竖轴由位于上方的圆柱体和位于下方的两个垂耳连接为整体，这两个垂耳之间为长方体形空腔，该空腔的前、后侧和下端均敞开，这两个垂耳之一上有横向水平横轴孔；该车厢底板上的每个竖轴孔中安装一个竖轴，该竖轴的圆柱体的上端与该底板以紧配合方式连接在一起。
每个竖轴上安装一个轨道轮；轨道轮，其上套装有橡胶轮胎，其固定连接于竖轴上圆柱体的下端，其可绕该竖轴的竖直轴线在水平面上自由转动，其充气后其上橡胶轮胎压紧在相应位置的侧轨板的外侧向面上；该车厢上共有n对轨道轮，这n对轨道轮之一的两个轨道轮轴对称，对称轴位于该车厢底板纵向中线所在的竖直平面上，根据需要动力的大小分散选择k对轨道轮在其轮毂内安装轮毂电机，安装了轮毂电机的这k对轨道轮既是动力轮又是导向轮，没有安装轮毂电机的轨道轮只是导向轮，所述k等于或小于n。
每个竖轴上安装一个安全轮；安全轮，其上套装有橡胶轮胎，其位于竖轴上两个垂耳之间的空腔中，其固定连接在该横轴的中部，该横轴的两端以紧配合方式分别连接在这两个垂耳之一上的横轴孔中，该安全轮其可绕该横轴的水平轴线在竖直平面上自由转动，该安全轮位于相应位置的平轨板的正上方，该安全轮与该平轨板之间的间隙的竖直宽度小于该车厢的底板与该基座之间的间隙的竖直宽度。
该供电装置向该车厢上轮毂电机供电。
该车厢上安装有轮毂电机的每对轨道轮，转速的协同由差速器控制。
上文所述侧轨由多块条形侧轨板串接而成，该侧轨板的结构是这样的：
该侧轨板的一端，其上半部分的竖直端面位于其下半部分竖直端面之外，该端上半部分的端面与下半部分的端面之间的距离为a；该侧轨板的另一端，其下半部分的竖直端面位于其上半部分竖直端面之外，该端下半部分的端面与上半部分的端面之间的距离为a。
上文所述平轨由多块条形平轨板串接而成，该平轨板的结构是这样的：
该平轨板的一端，其左半部分的竖直端面位于其右半部分竖直端面之外，该端左半部分的端面与右半部分的端面之间的距离为b；该平轨板的另一端，其右半部分的竖直端面位于其左半部分竖直端面之外，该端右半部分的端面与左半部分的端面之间的距离为b。
相邻两侧轨板这样对接：
在对接处，一侧轨板上半部分的伸出端的下表面与另一侧轨板下半部分的伸出端的上表面接触，这两侧轨板上半部分的端面对置且接触。
相邻两平轨板这样对接：
在对接处，一平轨板左半部分的伸出端的右表面与另一平轨板右半部分的伸出端的左表面接触，这两平轨板左半部分的端面对置且接触。
该供电装置有两个优选方案。
该供电装置的第一个优选方案是这样的：该供电装置为蓄电池。
该供电装置的第二个优选方案是这样的：该供电装置为受电弓和架空的接触导线，该受电弓安装在该车厢顶板的上表面上，并伸向该接触导线。
采用这样的结构后，由于磁悬浮是底板上磁铁与基座上磁铁的磁斥力作用实现的，列车遇到突然停电，磁斥力不会消失，列车仍然处于悬浮状态，因而不会发生列车坠毁事故。
采用这样的结构后，由于基座与轨道轮的协同配合对列车的运动方向产生约束作用，列车遇到突然停电，这种约束作用仍然存在，因而列车不会冲出基座。
以上两点，困扰多年的磁悬浮列车遇到突然停电会发生车毁人亡事故的缺陷，得到了有效解决。
采用这样的结构后，虽然本发明未采用电磁力导向技术，但由于侧轨的前后两侧轨板在连接处的上下微小间隙不在一条直线上，使得轨道轮通过连接处时，一半车轮通过间隙，另一半车轮在平整侧轨板上，列车的运行仍然平稳，乘客仍然感觉舒适。
采用这样的结构后，由于基座在弯道处是倾斜的，列车以设计速度v通过弯道时，基座对内侧轨道轮和外侧轨道轮都没有侧压力作用；列车以稍大于设计速度v通过弯道时，基座对内侧轨道轮的侧压力较小，仍然安全；列车以稍小于设计速度v通过弯道时，基座对外侧轨道轮的侧压力较小，仍然安全。因此，列车的运行速度有个安全区间，这为操控带来了很大方便。
采用这样的结构后，列车在运行过程中，如果车厢发生偏倾，安全轮既能防止车厢与基座碰撞，又不影响列车的继续运行。
采用这样的结构后，由于列车的悬浮不是电磁力，而是磁铁的磁斥力作用实现的；列车的转向不是电磁力导向，而是机械导向。这两种情况都不消耗电能，因而节省能源。
采用这样的结构后，由于轨道轮在水平面上转动，其与侧轨的相互作用力，主要受轨道轮充气量的影响，不受竖直方向的力的影响，因而列车运行平稳。
采用这样的结构后，本发明较当前的磁悬浮列车，结构简单得多，制造容易、造价低、维修方便。
采用这样的结构后，虽然机械导向会产生噪音，但由于轨道轮是其上的橡胶轮胎与侧轨板的平整外侧向面接触，由于前后两侧轨板在对接处的上下间隙不在一条直线上，且间隙的宽度微小，产生的噪音不严重，甚至远小于列车与空气摩擦产生的噪音，因而本发明仍然具有低噪音的特点。
采用这样的结构后，由于每个车厢上都有独立动力和独立机械导向装置，列车可由很多车厢串接而成，乘客输送量大，将为大城市人们的出行带来很大方便。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是磁悬浮双轨列车系统的横向竖直剖面示意图，安装在一对竖轴孔内的两个竖轴的轴线在该剖面上。
图2是沿底板下表面的水平剖面示意图，图中n取值为5。
图3是相邻两侧轨板在对接处的侧视图板。
图4是相邻两平轨板在对接处的俯视图。
具体实施方式
如图1至图4各图所示，一种磁悬浮双轨列车系统，其含基座13、列车、磁悬浮装置、导向和动力装置、供电装置。
如图1所示，该基座13为铺设在路基上的厚实长条形板，其由上基板14和下基板15结合为整体。该上基板14，其横断面为矩形，其上表面上均匀分布多个下磁铁孔16，其两侧向面之一的上部有沿纵向的侧轨板槽21；该下基板15，其横断面为矩形，其横向宽度大于该上基板14的横向宽度，其两侧之一露出的上表面上有沿纵向的平轨板槽22；侧轨板槽21的横向宽度大于平轨板槽22的横向宽度；位于弯道的基座13的上表面向弯道内侧倾斜，倾角θ与列车的设计速度v和弯道半径r满足以下关系：
如图1所示，该列车由多个车厢1串接而成；车厢1由一块底板2、两块侧板3、一块顶板4、一块前端板、一块后端板围成；该顶板4为水平矩形板或为龟背形板。
如图1所示，车厢1，其悬浮于该基座13的正上方，其上两块侧板3之间的距离小于该基座13下基板15的横向宽度。
如图1、图2所示，车厢1的底板2，其为水平矩形板，其横向宽度大于该车厢1上两侧板3之间的距离，且等于或小于该基座13下基板15的横向宽度；与该基座13上基板14的上表面对置的该底板2的下表面上均匀分布多个上磁铁孔5，这多个上磁铁孔5的分布密度与该上基板14上表面的多个下磁铁孔16的分布密度对应，上磁铁孔5的形状与下磁铁孔16的形状相同，上磁铁孔5的大小与下磁铁孔16的大小相同；该底板2两侧之一露出的上表面上沿纵向均匀分布n个竖轴孔18，该底板2上共有n对竖轴孔18，每对竖轴孔18的两个竖轴孔18上端口的连线与该底板2的纵向中线垂直；所述n为等于或大于2的整数，该车厢1的纵向长度越大或载重越大或在运动中遇到的空气阻力越大所述n取值越大。
如图1、图2所示，该磁悬浮装置为磁铁6，磁铁6的形状与该基座13上的下磁铁孔16的形状对应；该基座13上的每个下磁铁孔16中均以紧配合方式嵌入一个磁铁6，安装在该基座13上的全部磁铁6的上端为同性磁极；该底板2上的每个上磁铁孔5中均以紧配合方式嵌入一个磁铁6，安装在该底板2上的全部磁铁6的下端与安装在该基座13上的全部磁铁6的上端为同性磁极；该基座13上的全部磁铁6与该底板2上的全部磁铁6磁力相斥，因而该车厢1能够悬浮于该基座13的正上方。
如图1所示，该导向和动力装置含竖轴7、横轴11、安全轮12、侧轨、平轨、轨道轮20、轮毂电机。
如图1、图3所示，该侧轨由多块条形侧轨板17串接而成，侧轨板17的横向宽度等于该基座13上侧轨板槽21的横向宽度；两侧轨以紧配合方式沿纵向分别嵌在该基座13的两侧轨板槽21之一中；侧轨上的侧轨板17的外侧向面与相应位置的该基座13的上基板14的侧向面齐平。
如图1、图4所示，该平轨由多块条形平轨板19串接而成，平轨板19的横向宽度等于该基座13上平轨板槽22的横向宽度；两平轨以紧配合方式沿纵向分别嵌在该基座13的两平轨板槽22之一中；平轨上的平轨板19的上表面与相应位置的该基座13的下基板15露出的上表面齐平。
如图1所示，该竖轴7由位于上方的圆柱体8和位于下方的两个垂耳9连接为整体，这两个垂耳9之间为长方体形空腔，该空腔的前、后侧和下端均敞开，这两个垂耳9之一上有横向水平横轴孔10；该车厢1底板2上的每个竖轴孔18中安装一个竖轴7，该竖轴7的圆柱体8的上端与该底板2以紧配合方式连接在一起。
如图1所示，每个竖轴7上安装一个轨道轮20；轨道轮20，其上套装有橡胶轮胎，其固定连接于竖轴7上圆柱体8的下端，其可绕该竖轴7的竖直轴线在水平面上自由转动，其充气后其上橡胶轮胎压紧在相应位置的侧轨板17的外侧向面上；该车厢1上共有n对轨道轮20，这n对轨道轮20之一的两个轨道轮20轴对称，对称轴位于该车厢1底板2纵向中线所在的竖直平面上，根据需要动力的大小分散选择k对轨道轮20在其轮毂内安装轮毂电机，安装了轮毂电机的这k对轨道轮20既是动力轮又是导向轮，没有安装轮毂电机的轨道轮20只是导向轮，所述k等于或小于n。
如图1所示，每个竖轴7上安装一个安全轮12；安全轮12，其上套装有橡胶轮胎，其位于竖轴7上两个垂耳9之间的空腔中，其固定连接在该横轴11的中部，该横轴11的两端以紧配合方式分别连接在这两个垂耳9之一上的横轴孔10中，该安全轮12其可绕该横轴11的水平轴线在竖直平面上自由转动，该安全轮12位于相应位置的平轨板19的正上方，该安全轮12与该平轨板19之间的间隙的竖直宽度小于该车厢1的底板2与该基座13之间的间隙的竖直宽度。
该供电装置向该车厢1上轮毂电机供电。
该车厢1上安装有轮毂电机的每对轨道轮20，转速的协同由差速器控制。
如图3所示，上文所述侧轨由多块条形侧轨板17串接而成，该侧轨板17的结构是这样的：
该侧轨板17的一端，其上半部分的竖直端面位于其下半部分竖直端面之外，该端上半部分的端面与下半部分的端面之间的距离为a。该侧轨板17的另一端，其下半部分的竖直端面位于其上半部分竖直端面之外，该端下半部分的端面与上半部分的端面之间的距离为a。
如图4所示，上文所述平轨由多块条形平轨板19串接而成，该平轨板19的结构是这样的：
该平轨板19的一端，其左半部分的竖直端面位于其右半部分竖直端面之外，该端左半部分的端面与右半部分的端面之间的距离为b。该平轨板19的另一端，其右半部分的竖直端面位于其左半部分竖直端面之外，该端右半部分的端面与左半部分的端面之间的距离为b。
如图3所示，相邻两侧轨板17这样对接：
在对接处，一侧轨板17上半部分的伸出端的下表面与另一侧轨板17下半部分的伸出端的上表面接触，这两侧轨板17上半部分的端面对置且接触。
相邻两侧轨板17在连接处为什么不留间隙呢？
因为侧轨板17以紧配合方式嵌在侧轨板槽21中，热胀冷缩导致的伸长和缩短受到了强限制，可以不留间隙，以求列车运行平稳和减少噪音。
如图4所示，相邻两平轨板19这样对接：
在对接处，一平轨板19左半部分的伸出端的右表面与另一平轨板19右半部分的伸出端的左表面接触，这两平轨板19左半部分的端面对置且接触。
相邻两平轨板19在连接处为什么不留间隙呢？
因为平轨板19以紧配合方式嵌在平轨板槽22中，热胀冷缩导致的伸长和缩短受到了强限制，可以不留间隙。
该供电装置有两个优选方案。
该供电装置的第一个优选方案是这样的：该供电装置为蓄电池。
该供电装置的第一个优选方案，结构简单，造价较低，列车短途运行或车站密集的情况下优先采用。
该供电装置的第二个优选方案是这样的：该供电装置为受电弓和架空的接触导线，该受电弓安装在该车厢1顶板4的上表面上，并伸向该接触导线。
该供电装置的第二个优选方案，结构较复杂，造价较高，列车长途运行或车站稀疏的情况下优先采用。
在弯道处，质量为m的车厢1受到总磁斥力为f，重力为mg。f的竖直分力fcogθ与重力平衡，即fcosθ＝mg；f的水平分力为向心力，即
车厢1以设计速度v通过半径为r的弯道时，基座13对内侧轨道轮20或外侧轨道轮20都没有侧压力作用。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。