带可控气动翼的高速磁悬浮列车的制作方法

本实用新型涉及一种带可控气动翼的高速磁悬浮列车。

背景技术：

高速磁悬浮列车是一种新型的轨道交通方式，其磁悬浮形式可以分成常导高速磁悬浮模式，利用电磁力控制实现与轨道反应板相斥方式的悬浮，以德国TR技术为代表；低温超导磁悬浮模式，利用超过100km/h运行切割磁力线，感生出电流，形成与轨道反应板相斥磁场，实现悬浮，以日本为代表；高温超导磁悬浮列车，通过在永磁轨道的磁场中感生电流并形成磁场，与永磁轨道的磁场形成相斥的悬浮力，如中国“世纪号”为代表。

磁悬浮力较之传统铁路轮轨接触的轨道支撑，其承载力更小。在高速运行下，强大的气动升力(前部通常是向下压的负升力，尾部通常是向上抬的正升力)，使列车的悬浮及控制更加困难，列车容易出现气动引起的垂直和左右晃动，降低了高速磁悬浮列车运行的稳定性和舒适性。同时，由于轮轨不接触，不能通过轮轨间的摩擦力制动，而只能通过直线电机产生与牵引力反向电磁力进行制动，制动性能也有待提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种带可控气动翼的高速磁悬浮列车，该种高速磁悬浮列车悬浮性能好、运行更平稳、乘坐更舒适、且制动性能更好。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是，一种带可控气动翼的高速磁悬浮列车，包括车体、车体上的车载控制系统、车体上与车载控制系统相连的悬浮高度测量系统，其特征在于：所述的车体的顶部安装有两个以上的车顶气动翼，车体的两侧均安装有两个以上的侧部气动翼；车顶气动翼和侧部气动翼均与车载控制系统电连接。

本实用新型的工作过程和原理是：

高速磁悬浮列车运行在低速时，列车承受的气动力小，列车运行平稳，悬浮高度测量系统测量出的车体各点的悬浮高度偏差小；车载控制系统控制车顶气动翼和侧部气动翼缩回、贴近车体，车顶气动翼和侧部气动翼均不产生气动力，列车通过磁悬浮系统产生的磁悬浮力保持平稳运行。

高速磁悬浮列车运行在高速状态时，列车承受的气动力大，列车运行不平稳，悬浮高度测量系统测量出的车体各点的悬浮高度偏差大；车载控制系统根据测出的车体各点悬浮高度值进行计算、判断，并进行相应的控制：

1、判断出车体受到气流扰动、各处的悬浮高度均偏低低时，车载控制系统控制车顶气动翼向上升起，并使车顶气动翼呈前部上仰的姿态，产生向上的气动力，将车体抬高；从而通过车顶气动翼的气动力与悬浮系统悬浮的悬浮力形成的混合悬浮力，使列车的悬浮高度始终保持在额定的范围内，从而加大了列车的总悬浮力，提高了列车的高速悬浮运载能力。

2、判断出车体受到气流扰动、悬浮高度忽高忽低时，车载控制系统控制车顶气动翼向上升起，并使悬浮高度偏低处的车顶气动翼呈前部上仰的姿态，产生向上的气动力，将此处的车体抬高；使悬浮高度偏高处的车顶气动翼呈前部下倾的姿态，产生向下的气动力、将此处的车体压低。从而在车顶气动翼的气动力与悬浮系统悬浮的悬浮力共同作用下，使列车各处的悬浮高度均保持额定的偏差范围内，避免了列车高速运行时的前后晃动和上下抖动，列车运行更平稳、乘坐更舒适。

3、判断出车体受到气流扰动、悬浮高度一侧高、另一侧低时，车载控制系统控制悬浮高度低侧的侧部气动翼向外伸出，侧部气动翼产生向上的气动力，将该侧的车体抬高；从而在侧部气动翼的气动力与悬浮系统悬浮力的共同作用下，使列车左右两侧的悬浮高度偏差保持在额定的范围内，避免了列车高速运行时的左、右晃动，使列车运行更平稳、乘坐更舒适。

当列车需要快速制动时，车载控制系统控制直线电机产生与运行方向反向的电磁力进行制动的同时，车载控制系统还控制车顶气动翼呈前部上仰的姿态，产生与运行方向反向的气动力，进行辅助制动。在电磁力和气动力的共同作用下，列车的制动速度(制动性能)得以提高。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型在悬浮系统悬浮的悬浮力不足时，车载控制系统控制车顶气动翼向上升起，并呈前部上仰的姿态，产生向上的气动力；与悬浮系统的悬浮力形成混合悬浮力，加大了列车的总悬浮力，提高了列车的高速悬浮运载能力。

二、在车体受到气流扰动、列车运行不平稳时，车载控制系统控制车顶气动翼、侧部气动翼产生相应动作，使列车各处的悬浮高度均保持在额定的范围内，避免了列车高速运行时的前后晃动、上下抖动和左右晃动，使列车运行更平稳、乘坐更舒适。

三、在列车制动时，车载控制系统控制车顶气动翼进入上仰姿态，产生气动阻力，进行辅助制动，提高了列车的制动性能。

上述的车顶气动翼的具体构成是：

前后双向翼板的中部通过铰轴一与车体左部位置和右部位置的升降杆的顶部铰接；升降杆的底端与固定于车体上的机电作动器或液压驱动机构连接；

铰轴一的至少一端还与顶翼转角马达的输出轴连接，顶翼转角马达固定于升降杆上；

顶翼转角马达、机电作动器或液压驱动机构均与车载控制系统电连接。

这样，车载控制系统控制机电作动器或液压驱动机构的动作，即可方便、准确的通过升降杆将前后双向翼板升起或缩回；同时，车载控制系统控制顶翼转角马达的旋转，即可方便、准确的控制前后双向翼板的俯、仰角度，实现前后双向翼板姿态的动态精确控制。

上述的侧部气动翼的具体构成是：侧向翼板的根部通过铰轴二铰接于车体的侧面，铰轴二的一端与固定于车体侧面的侧翼转角马达的输出轴连接；侧翼转角马达与车载控制系统电连接。

这样，车载控制系统通过控制侧翼转角马达按设定角度的旋转，即可方便、准确的实现侧部气动翼的动态实时控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例一的侧视结构示意图。

图2是图1的局部A的放大图。

图3是图1的左视放大图。

具体实施方式

实施例一

图1-3示出，本实用新型的一种具体实施方式是，一种带可控气动翼的高速磁悬浮列车，包括车体10、车体10上的车载控制系统、车体10上与车载控制系统相连的悬浮高度测量系统，其特征在于：所述的车体10的顶部安装有两个以上的车顶气动翼20，车体10的两侧均安装有两个以上的侧部气动翼30；车顶气动翼20和侧部气动翼30均与车载控制系统电连接。

本例的车顶气动翼20的具体构成是：

前后双向翼板21的中部通过铰轴一21a与车体1左部位置和右部位置的升降杆22的顶部铰接；升降杆22的底端与固定于车体1上的机电作动器23连接；

铰轴一21a一端还与顶翼转角马达24的输出轴连接，顶翼转角马达24固定于升降杆22上；

顶翼转角马达24、机电作动器23与车载控制系统电连接。

本例的侧部气动翼30的具体构成是：侧向翼板31的根部通过铰轴二31a铰接于车体1的侧面，铰轴二31a的一端与固定于车体10侧面的侧翼转角马达32的输出轴连接；侧翼转角马达32与车载控制系统11电连接。

实施例二

本例的结构与实施例一的结构基本相同，不同的仅仅是：机电作动器替换为液压驱动机构，铰轴一的两端均与顶翼转角马达24的输出轴连接。