一种磁悬浮列车及其悬浮架的制作方法

本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种磁悬浮列车的悬浮架。本发明还涉及一种包括上述悬浮架的磁悬浮列车。

背景技术：

悬浮架是磁悬浮列车的核心技术部分，其作用是支撑和推进列车的运行，同时可以满足列车曲线通过时的解耦要求。由于列车在悬浮运行过程中通常会发生侧滚现象，在侧滚时会使悬浮模块与轨道之间的悬浮间隙变小；当侧滚角较大时会导致悬浮模块与轨道发生碰撞，进而引起悬浮崩溃，由此可见，侧滚现象会给列车的行驶和保养带来极大损害，因而需要设置防滚解耦机构消除或者减轻上述现象。

现有磁浮列车悬浮架的防滚解耦机构主要由两组防滚梁和两根防滚吊杆组成，吊杆与防滚梁之间组成平行四边形结构，一方面实现悬浮架的防滚，另一方面采用弹性防滚吊杆使得左右悬浮模块之间具有一定的自由度，满足悬浮架的解耦性能。但悬浮架的解耦能力是通过牺牲防滚性能来实现，且由于防滚吊杆的弹性有限，限制了磁浮列车的曲线通过能力。

综上所述，如何解决悬浮架在防滚、解耦过程中的矛盾，提高列车的曲线通过能力成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种磁悬浮列车的悬浮架，具有较好的防滚、解耦性能。本发明的另一目的是提供一种包括上述悬浮架的磁悬浮列车，其具有较好的曲线通过能力。

为实现上述目的，本发明提供一种磁悬浮列车的悬浮架，包括两个平行布置、且用以沿轨道运行的悬浮模块；

两所述悬浮模块的两端均设有用以沿垂直于所述悬浮模块的运行方向行进的直线滑台；

位于两所述悬浮模块的同一端的两个所述直线滑台之间通过横梁相连，且两所述悬浮模块之间可沿任一方向相对转动；

任一所述横梁转动连接有连杆，且所述连杆的旋转轴垂直于所述横梁的延伸方向；

任一所述连杆的两端均设有沿所述横梁的长度方向延伸、与各自对应的所述悬浮模块相连的片梁，全部所述片梁在沿所述连杆朝向两侧的方向上倾斜向下，且所述连杆相对于所述悬浮模块可沿任一方向相对转动。

优选地，所述横梁与所述直线滑台的连接处还设有横梁座，所述横梁通过关节球轴承铰接于所述横梁座。

优选地，所述悬浮模块的两端的内侧面均设有托臂，所述片梁通过关节球轴承铰接于所述托臂。

优选地，用以连接所述片梁与所述悬浮模块的所述关节球轴承具体为两个竖直方向共线的关节球轴承。

优选地，所述横梁的中部具有向下凸起的凸缘，所述凸缘设有用以容纳所述连杆的安装槽。

优选地，所述连杆的中部设有销钉，所述凸缘设有销钉孔，所述连杆与所述横梁通过销钉转动连接。

优选地，所述横向滑台与所述悬浮模块之间还设有减震件。

优选地，所述减震件具体为空气弹簧。

本发明还提供一种包括上述悬浮架的磁悬浮列车。

相对于上述背景技术，本发明所提供的磁悬浮列车的悬浮架，两个悬浮模块同一端的两个直线滑台之间通过横梁连接，其中直线滑台的行进方向垂直于悬浮模块的运行方向；任一横梁转动连接有连杆且连杆的旋转轴垂直于横梁的长度方向，在连杆的两端均设置沿横梁长度方向延伸的片梁，全部片梁均沿连杆朝向两侧的方向倾斜向下。

由于横梁在直线滑台的作用下，既能够牵引两个悬浮模块沿任一方向转动，又能够调整两个悬浮模块之间的距离，片梁和连杆相对于悬浮模块亦能够实现上述运动，即实现解耦和防滚的目的。与此同时，由于片梁通过连杆与横梁之间的转动连接进而连接在一起，因而横梁、片梁与连杆这两组运动模块相对独立，互不干扰，提高了防滚解耦能力，因此也能够实现更小的曲线半径通过弯道。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种磁悬浮列车的悬浮架的结构示意图；

图2为图1所示的悬浮架的局部放大图；

图3为图2所示的悬浮架的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-图3，图1为本发明所提供的一种磁悬浮列车的悬浮架的结构示意图；图2为图1所示的悬浮架的局部放大图；图3为图2所示的局部放大图。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种磁悬浮列车的悬浮架的结构示意图。

本发明所提供的磁悬浮列车的悬浮架，包括两个相互平行、沿轨道运行的悬浮模块8，在两个悬浮模块8的两端均设有垂直于悬浮模块8运行方向行进的直线滑台6；两个横梁1分别连接于两个悬浮模块8同一端的两个直线滑台6之间，横梁1能够牵引两个悬浮模块8沿任一方向转动；每一个横梁1还转动连接有连杆3，连杆3的旋转轴垂直于横梁1的长度方向，也即延伸方向，在连杆3的两端均连接有沿横梁1长度方向延伸的片梁2且在该方向上倾斜向下，每一片梁2与其所对应的悬浮模块8相连，片梁2与连杆3亦能牵动悬浮模块8沿任一方向转动。

需要说明的是，两个横梁1分别连接于两个悬浮模块8同一端的两直线滑台6之间是指，在安装的初始位置时，横梁1垂直于悬浮模块8的轴向方向，且两个横梁1相对平行，从而使得两个横梁1、两个悬浮模块8呈现矩形分布，但随着列车运行过程中横梁1根据需要发生偏转，以避免悬浮模块8侧滚或者实现解耦目的。

横梁1或者片梁2和连杆3能够牵引悬浮模块8沿任一方向转动具体指，在运行过程中，当悬浮模块8因为悬浮电磁铁内外极悬浮力的差异而产生侧滚力矩时，或者因空簧载荷支撑点与垂直滑撬点不在同一垂直面内而侧滚时，横梁1或者片梁2和连杆3能够牵引悬浮模块8绕轨道所在轴旋转，从而避免因为侧滚力矩而导致的悬浮模块8与轨道摩擦乃至碰撞；当悬浮架通过曲线半径时，横梁1或者片梁2和连杆3能够牵引悬浮模块8绕垂直于轨道的水平轴线和竖直轴线偏转，从而重新调整整个悬浮架的质量中心和刚度中心，消除耦合振动。

片梁2沿横梁1的长度方向上倾斜向下，也即片梁2沿连杆3朝向两侧的方向上倾斜向下具体是指，两个片梁2加一个连杆3的长度大于两个悬浮模块8之间的原有距离，也即两个轨道之间的距离，因而能通过片梁2与连杆3之间的转动调节三者之间的直线距离，从而实现对两个悬浮模块8之间的最小直线距离的调整。而上述对两个悬浮模块8之间最小直线距离的调整的目的是使两个悬浮模块8绕轨道长度方向有合适的偏角，避免出现侧滚现象。

本发明所提供的悬浮架，由于横梁1通过直线滑台6连接于两个悬浮模块8，且两个悬浮模块8之间可沿任一方向相对转动，因而横梁1既能够调整两个悬浮模块8之间的最小垂直距离，实现防侧滚的目的，又能够牵引两个悬浮模块8实现三自由度的转动，即实现解耦的目的。而位于两个悬浮模块8同一端的两个片梁2和连杆3亦能够实现上述运动，实现防滚和解耦的目的，因而上述悬浮架具有双重防滚和解耦的作用，且由于连杆3作为横梁1与片梁2的中间体，其与横梁1为转轴连接，与片梁2为任一方向的转动连接，由于结构的自由度和变形范围的提高，上述双重作用相对独立，并不会彼此牵制约束，大大提高了悬浮架的防滚解耦能力，可安全通过的曲线半径也随之降低，即具有更强的曲线通过能力。

在一种具体实施例中，横梁1与直线滑台6的连接处还设有横梁座5，横梁1通过关节球轴承铰接于横梁座5。具体地，可以将横梁座5安装在直线滑台6上，并在横梁座5上设置关节球轴承的轴承座，使得横梁座5能够沿直线滑台6的行进方向运动，再将横梁1通过关节球轴承连接于横梁座5，实现横梁1牵引悬浮模块8沿任一方向的转动。

进一步地，在悬浮模块的两端的内侧面均设置托臂，通过关节球轴承实现片梁2与托臂的连接，也即片梁2与悬浮模块8的连接。

托臂的材料可以与悬浮模块8的材料相同，也可以选择材质较轻的铝，以避免悬浮模块8在解耦过程中其质量中心和刚度中心受托臂的干扰较大，且铝材的托臂容易加工。

为了增强片梁2与悬浮模块8之间的作用效果，片梁2靠近悬浮模块8一侧可以设置两个关节球轴承，且两个关节球轴承沿竖直方向共线。当片梁2需要防止悬浮模块8侧滚时，则片梁2通过两个关节球轴承均匀的作用于悬浮模块8的内侧壁的大部分面积，降低局部受力部位的压强。

考虑到解耦过程中两个悬浮模块8之间会发生较大的位移，因此在直线滑台6与悬浮模块8之间，还可以设置减震件，提高悬浮架的稳定性。

具体地，上述减震件可以为空气弹簧7，减轻悬浮架整体重量的同时，还能提高车辆控制的灵活度。

请参考图2、图3，其示出了横梁1与连杆3、片梁2的连接关系。

横梁1的中部具有向下凸起的凸缘11，凸缘11设有用以安装连杆3的安装槽，安装槽的长度方向平行于横梁1的轴向方向，连杆3置于安装槽内并通过销钉41与横梁1形成垂直于横梁1轴向方向的转动中心。

安装槽的长度不小于连杆3的长度，且具有一定的深度，保证连杆3在安装槽内具有一定的转动空间。由于连杆3、片梁2以及横梁1沿横梁1的轴向或者垂直于横梁1的轴向方向均对称分布，因为此结构对于解耦过程也不会引入干扰因素。

将连杆3放置于安装槽内能够使多个转动中心处于同一平面内，便于调节重心，有利于横梁1、连杆3以及片梁2所构成的空间四杆机构调节两个悬浮模块的位置，实现防滚解耦目的，同时降低了安装难度。

进一步地，在上述凸缘11上开设销钉孔42，通过销钉41将连杆3的中部与横梁1的中部连接起来，也即通过销钉42实现连杆3与横梁1在同一竖直平面内的转动连接。由于销钉41所在处的凸缘11的面积较大，增强了连杆3与横梁1的连接强度，同时销钉孔42不会对横梁1自身的强度和刚度产生较大干扰。当然，实现连杆3与横梁1转动连接的方式不限于销钉41连接，只要能实现连杆3相对于横梁1转动且连杆3的旋转轴垂直于横梁1的长度方向的连接方式，均可以作为本发明所说的转动连接。

本发明还提供一种包括上述悬浮架的磁悬浮列车，列车的其他装置请参考现有技术，在此不再展开叙述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的磁悬浮列车及其悬浮架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。