齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的制作方法

本发明涉及磁悬浮列车技术，确切的说，是一种齿轮牵引高速磁悬浮列车系统。

背景技术：

目前，中国的中低速磁悬浮列车已经试验成功，并且开始商业运行，实现了中国的磁悬浮列车从研发到应用的全覆盖，成为世界上少数几个掌握该项技术的国家之一，但是中低速磁悬浮列车与现有技术的轮轨式高铁列车相比优点并不突出，成本很高，实用价值比不上技术成熟的高铁列车，但是因为受车轮阻力的限制，高铁列车的速度无法进一步提高，所以努力实现高速磁悬浮列车才是人们追求的理想目标，目前世界上现有技术的磁悬浮列车方案是由磁悬浮系统、导向系统和牵引系统组成，三大系统的技术方案基本上都是利用磁力的作用实现的，磁悬浮列车的三大系统全部采用电磁技术的方案并非完美，其缺点在于：电磁控制技术复杂、成本高，尤其是直线电机的长定子，造价非常高，工作磁场不封闭，可靠性差，而且电机效率不高，因此，实现经济、安全、实用的高速磁悬浮列车是今后磁悬浮列车的发展方向。

技术实现要素：

为了克服现有技术的磁悬浮列车的缺点，本发明公开一种齿轮牵引高速磁悬浮列车系统，本发明的磁悬浮控制系统简单、可靠，还省去了昂贵的直线电机。

所述齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的技术方案包括包括长轨道路基，山字形长轨道、多功能长轨道、传动长齿条、铁芯长轨道、长铁芯、短铁芯、电磁线圈、永磁条、加强板、水平导磁板、水平铁芯板、轴架、制动器、合力磁悬浮器轨道、永磁铁芯磁悬浮器、电磁铁芯磁悬浮器、磁悬浮传感器、动力车辆、电源动力车辆、磁悬浮列车、前转向架、后转向架、高速电动齿轮、外转子4极永磁无刷直流电机、左机仓、右机仓、高压变压器、整流器、底盘、车厢、磁悬浮控制器、无刷电机智能控制器、调速器和蓄电池组，其特征在于：所述齿轮牵引高速磁悬浮列车系统设有长轨道路基，长轨道路基与长高铁路基一样，是一种沿轨道路线建造的用石子铺设的承重长平台，长轨道路基上面设有山字形长轨道，山字形长轨道的横截面为山字形，山字形长轨道设有多个钢筋混凝土横梁，多个钢筋混凝土横梁相隔距离等分、互相平行，整齐排列在长轨道路基上面，多个钢筋混凝土横梁的上面中部设有多功能长轨道，多功能长轨道上端设有长条形制动板，多功能长轨道上端设有左传动长齿条和右传动长齿条，左、右传动长齿条和长条形制动板整体制造成多功能长轨道，多功能长轨道的整体横截面为土字形，多功能长轨道的下端设有底座，多个钢筋混凝土横梁中部均设有中双螺丝钉，多功能长轨道的底座设有多个左螺丝孔和多个右螺丝孔，中双螺丝钉与左、右螺丝孔对应，多个中双螺帽将多功能长轨道紧固在多个钢筋混凝土横梁的上面中线，多个钢筋混凝土横梁的上面左边设有左铁芯长轨道，左铁芯长轨道的上端设有方形长铁，方形长铁左、右端设有左长铁芯和右长铁芯，左长铁芯设有多个左螺丝钉，右长铁芯设有多个右螺丝钉，方形长铁设有多个螺母孔与多个左、右螺丝钉对应，多个左、右螺丝钉将左、右长铁芯固定在方形长铁的左、右端，为了减少铁芯内的涡流损耗，所述左、右长铁芯均用多片硅钢片垂直叠加制造成型，左铁芯长轨道的整体横截面为土字形，方形长铁的上端平面凸出于左、右长铁芯的上端平面，方形长铁的凸出部分制造成方波形长边，左、右长铁芯的下端平面均凸出于方形长铁的下端平面，造成左铁芯长轨道的左永磁工作面和右电磁工作面，多个钢筋混凝土横梁左边均设有左双螺丝钉，左铁芯长轨道下端设有多个左螺丝孔和多个右螺丝孔，左双螺丝钉与左、右螺丝孔对应，多个左双螺帽将左铁芯长轨道紧固在多个钢筋混凝土横梁的上面左边，多个钢筋混凝土横梁的上面右边设有右铁芯长轨道，左、右铁芯长轨道的结构相同，对称于多功能长轨道，多个钢筋混凝土横梁右边均设有右双螺丝钉，右铁芯长轨道下端设有多个左螺丝孔和多个右螺丝孔，右双螺丝钉与左、右螺丝孔对应，多个右双螺帽将右铁芯长轨道紧固在多个钢筋混凝土横梁的上面右边，所述多功能长轨道、左、右铁芯长轨道以及左、右长铁芯，它们的边长线之间相互平行，山字型长轨道具有导向、定位、传动、制动和磁悬浮的多种功能；齿轮牵引高速磁悬浮列车系统设有多个动力车辆，多个动力车辆的构造均相同，所述动力车辆设有底盘，底盘上端设有车厢，底盘前、后端均设有连接挂钩，连接挂钩将多个动力车辆连接成磁悬浮列车，动力车辆的底盘下端设有前动力转向架和后动力转向架，前、后动力转向架的构造完全相同，所述动力转向架设有加强板，加强板左端设有左竖板，左竖板下端设有左水平导磁板，加强板右端设有右竖板，右竖板下端设有右水平导磁板，左、右水平导磁板对称于加强板的左、右端，加强板中部下面设有左轴架和右轴架，左、右轴架的横截面均为l形，左、右轴架对称于加强板的中线，左轴架左端设有左水平铁芯板，右轴架右端设有右水平铁芯板，左、右水平铁芯板对称于加强板的中线，加强板、左竖板、右竖板、左轴架、右轴架、左、右水平导磁板以及左、右水平铁芯板一体化铸造成动力转向架的构架，加强板的左上端中部设有左空气弹簧，加强板的右上端中部设有右空气弹簧，左、右空气弹簧的上端连接底盘，动力转向架的左、右端设有左合力磁悬浮器轨道和右合力磁悬浮器轨道，左、右合力磁悬浮器轨道均由永磁铁芯磁悬浮器和电磁铁芯磁悬浮器组成，左永磁铁芯磁悬浮器的左水平导磁板上端设有左永磁条，左永磁条上端面与左铁芯长轨道的左永磁工作面对应平行，右永磁铁芯磁悬浮器的右水平导磁板上端设有右永磁条，右永磁条上端面与右铁芯长轨道的右永磁工作面对应平行，左、右永磁条均由多个同样大小的方块永磁体排列组成，方块永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，方块永磁体的极性是径向的，相邻之间的方块永磁体的极性互为相反，永磁条与水平导磁板之间用ab胶粘连，左、右永磁条的宽度均等于左、右永磁工作面的宽度，多个方块永磁体的磁力线经过导磁板导磁，使永磁条的长平面形成多个小磁通回路，左、右永磁条的平面与左、右永磁工作面之间均保持一定的均匀气隙，多个小磁通回路形成多个闭路磁通，使左、右永磁条的平面与左、右永磁工作面之间均产生强大的磁场吸引力来支撑动力车辆的重力，同时左、右永磁条的平面宽度与左、右永磁工作面的宽度一致，二者之间的磁场吸引力产生使二者自动对齐的作用力来稳定动力车辆左、右端的位置，左电磁铁芯磁悬浮器的左水平铁芯板上端设有左短铁芯，左短铁芯上端设有多个齿牙，多个齿牙之间形成齿槽，每个齿牙上均绕制一个电磁线圈，相邻之间的电磁线圈绕向互为相反，多个电磁线圈互相串联为左电磁线圈组，右水平铁芯板上端设有右短铁芯，右短铁芯上端设有多个齿牙，多个齿牙之间形成齿槽，每个齿牙上均绕制一个电磁线圈，相邻之间的电磁线圈绕向互为相反，多个电磁线圈互相串联为右电磁线圈组，为了减少运动中的铁芯内的涡流损耗，所述左、右短铁芯均采用多片硅钢片叠加成型，左、右短铁芯与左、右水平铁芯板之间均用焊接方式连接，左、右电磁线圈组通电后，多个齿牙在左、右短铁芯的长平面形成多个小磁通回路，左、右短铁芯的宽度均等于左、右电磁工作面的宽度，左、右短铁芯的平面与左、右电磁工作面之间均保持一定的均匀气隙，多个小磁通回路形成多个闭路磁通，使左、右短铁芯的平面与左、右电磁工作面之间均产生强大的磁场吸引力来支撑动力车辆的重力，同时左、右短铁芯的平面宽度与左、右电磁工作面的宽度一致，二者磁场吸引力产生二者自动对齐的作用力来稳定动力车辆左、右端的位置，因此，左、右永磁铁芯磁悬浮器的永磁合力加上左、右电磁铁芯磁悬浮器的电磁合力等于左、右合力磁悬浮器轨道强大的合力，强大的合力既能支撑动力车辆的重力，又能稳定动力车辆左、右端的位置，前动力转向架的左、右合力磁悬浮器轨道支撑动力车辆的前端，后动力转向架的左、右合力磁悬浮器轨道支撑动力车辆的后端，4个合力磁悬浮器轨道使动力车辆底盘的4端平衡，前动力转向架和后动力转向架均设有磁悬浮传感器，在磁悬浮传感器的控制下，保持动力车辆的重力和磁力的平衡，磁悬浮传感器由长铁芯、红外发射头和红外接收头组成，左、右铁芯长轨道的上端均设有方波形长边,左轴架上端设有左发射孔，左发射孔内设有左红外发射头，左红外发射头右端设有左发射连接线，右轴架上端设有右发射孔，右发射孔内设有右红外发射头，右红外发射头左端设有右发射连接线，左竖板上端设有接收孔，接收孔内设有左红外接收头，左红外接收头上端设有左接收连接线，左红外接收头与左红外发射头对应，右竖板上端设有接收孔，右接收孔内设有右红外接收头，右红外接收头上端设有右接收连接线，右红外接收头与右红外发射头对应，左、右红外发射头均发射红外光束到达左、右红外接收头，根据红外光束的状态，使左、右红外接收头均有3种输出状态，当左、右长铁芯遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出正调压信号，当左、右长铁芯不遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出负调压信号，磁悬浮列车在运行中，当方波形长边遮挡红外光束时，到达左、右红外接收头的是脉冲式红外光束，使左、右红外接收头输出自保持信号，所述加强板设有左穿线孔和右穿线孔，所述左、右轴架均设有穿线孔，左电磁线圈组的输出线经过左轴架的穿线孔与左发射连接线合并后从左穿线孔引出，右电磁线圈组的输出线经过右轴架的穿线孔与右发射连接线合并后从右穿线孔引出；前动力转向架和后动力转向架的中部均设有左高速电动齿轮和右高速电动齿轮，所述高速电动齿轮中部设有外转子4极永磁无刷直流电机，外转子4极永磁无刷直流电机的中心设有固定轴，固定轴中部设有外转子，外转子外圆固定齿轮圈，齿轮圈选用耐磨的金属材料制造，固定轴的上端设有上并接螺帽，固定轴的下端设有下并接螺帽，加强板的中部设有上左轴孔和上右轴孔，左轴架的下端设有下左轴孔，右轴架的下端设有下右轴孔，上左轴孔与下左轴孔安装左固定轴，左上并接螺帽紧固加强板左轴孔，左下并接螺帽紧固左轴架下端轴孔，使左高速电动齿轮安装到位，上右轴孔与下右轴孔安装右固定轴，右上并接螺帽紧固在加强板右轴孔，右下并接螺帽紧固在右轴架下端轴孔，使右高速电动齿轮安装到位，左高速电动齿轮和右高速电动齿轮对称于动力转向架的中线，左、右合力磁悬浮器轨道的自动定位功能，使左齿轮圈与左传动长齿条之间无压力啮合，右齿轮圈与右传动长齿条之间无压力啮合；磁悬浮列车转弯时，山字型长轨道的弯道呈弧线形，包括多功能长轨道弧线、左、右铁芯长轨道以及左、右长铁芯的弧线均为同心的弧线轨迹，为了确保高速磁悬浮列车转弯时的重心平衡，外圈大弧线的铁芯长轨道高于内圈小弧线的铁芯长轨道，使高速磁悬浮列车转弯时的车体向内圈倾斜，左、右合力磁悬浮器轨道具有自动转向功能，磁悬浮列车转弯时，左、右电磁工作面和左、右永磁工作面变成曲线形，磁悬浮列车的转弯半径大，左、右短铁芯和左、右永磁条的长度短，与其对应的左、右电磁工作面和左、右永磁工作面的弧长近似于直线，在左、右合力磁悬浮器轨道的自动定位作用下，使左、右合力磁悬浮器轨道与左、右铁芯长轨道保持平行，使左、右合力磁悬浮器轨道的前、后端产生转向扭力，带动转向架跟随左、右长铁芯的曲线轨迹自动转向；前动力转向架和后动力转向架均设有制动器，加强板中部设有方孔，方孔内设有制动器，制动器内设有左蹄片和右左蹄片，长条形制动板的上端位于左蹄片和右左蹄片的中间，当多个左、右蹄片同步夹紧长条形制动板时，磁悬浮列车产生制动力；前动力转向架和后动力转向架均设有左空气弹簧和右空气弹簧，4个空气弹簧上端连接底盘，空气弹簧的作用在于：动力转向架转弯时，动力转向架与底盘之间会产生水平位移，空气弹簧具有柔性连接的特性，使动力转向架支撑底盘的同时还具有水平方向的弹性伸缩作用，底盘上端设有车厢，前、后动力转向架支撑一节动力车辆，一节动力车辆包括前左、右高速电动齿轮和后左、右高速电动齿轮、前左、右合力磁悬浮器轨道和后左、右合力磁悬浮器轨道以及前制动器和后制动器，多节动力车辆经过底盘上的前、后挂钩连接成整个磁悬浮器列车，使磁悬浮器列车的牵引力、磁悬浮力和制动力倍增，磁悬浮器列车设有车头厢，车头厢是电源动力车辆，电源动力车辆的底盘下端和多个动力车辆的底盘下端均设有左机仓和右机仓，左、右机仓之间的空间是长条形制动板的位置，电源动力车辆的左机仓内设有高压变压器、整流器和蓄电池组，右机仓内设有前磁悬浮控制器、后磁悬浮控制器和前无刷电机智能控制器、后无刷电机智能控制器，多个动力车辆的左、右机仓内均设有前磁悬浮控制器和后磁悬浮控制器以及前无刷电机智能控制器和后无刷电机智能控制器，在每一节动力车辆中，前无刷电机智能控制器的输出端连接前左、右高速电动齿轮的电机线，后无刷电机智能控制器的输出端连接后左、右高速电动齿轮的电机线，前磁悬浮控制器和后磁悬浮控制器的输出端分别连接前左、右电磁线圈和后左、右电磁线圈，每一个磁悬浮控制器的输入端分别连接左接收连接线和右接收连接线，左发射连接线和右发射连接线分别连接磁悬浮控制器的红外输出端；电源动力车辆的车顶上设有绝缘架，绝缘架上端设有受电弓，受电弓上端连接接触网，接触网输送27kv的单相交流电，受电弓将接触网的27kv单相交流电传输到高压变压器，高压变压器输出低压单相交流电传输到整流器，整流器输出2000v的直流电源到多个无刷电机智能控制器的电源端，整流器输出低压直流电源給蓄电池组充电，蓄电池组給多个磁悬浮控制器供电，一但接触网停电，蓄电池组确保磁悬浮控制器的供电，当磁悬浮列车载重下降时，左、右长铁芯遮挡红外光束，左、右红外接收头输出正调压信号到磁悬浮控制器的输入端，磁悬浮控制器输出逐步升压的直流电压到左电磁线圈和右电磁线圈，使左、右电磁铁芯磁悬浮器的磁力增强，产生向上的左、右磁悬浮合力，当磁悬浮列车上升到左、右长铁芯不遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出负调压信号到磁悬浮控制器的输入端，磁悬浮控制器输出逐步降压的直流电压到左电磁线圈和右电磁线圈，使磁悬浮列车下降，磁悬浮列车行驶中，当左、右方波形长边铁芯遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出自保持信号到磁悬浮控制器的输入端，磁悬浮控制器输出自保持的直流电压到左电磁线圈和右电磁线圈，使磁悬浮列车的磁悬浮状态稳定；电源动力车辆设有驾驶室，驾驶室内设有操作台，操作台上设有调速器，操作台前端设有车速显示器，调速器设有调速杆，调速杆中部设有支点轴，支点轴两端安装在操作台的左、右端，调速杆下端设有上支架和下支架，上、下支架组成等边的直角形，上支架前下端固定上方块永磁体，下支架前下端固定下方块永磁体，上、下方块永磁体的极性互为相反，上、下方块永磁体之间设有调速霍尔元件，调速霍尔元件位于以支点轴为圆心的上、下方块永磁体的弧线轨迹上，调速霍尔元件安装在底座上，调速杆上端设有手柄，手柄向前推进到头，上方块永磁体接近调速霍尔元件，调速霍尔元件输出高电压信号，手柄向后拉退到底，下方块永磁体接近调速霍尔元件，调速霍尔元件输出低电压信号，调速霍尔元件位于上、下方块永磁体的中间，调速霍尔元件输出中电压信号，手柄前后推拉的过程中，调速霍尔元件输出的信号电压是线性变化的高低电压，调速霍尔元件输出端连接多个无刷电机智能控制器的调速端，多个无刷电机智能控制器的输出端分别连接多个左、右高速电动齿轮的电机输出线，外转子4极永磁无刷直流电机的3个换相霍尔传感器的输出线连接无刷电机智能控制器的输入端，外转子4极永磁无刷直流电机转动时输出换相脉冲信号，换相脉冲信号的频率与的车速成正比，无刷电机智能控制器对换相脉冲信号进行车速换算，换算成车速信号输出到车速显示器，车速显示器实时显示磁悬浮列车的行驶速度，无刷电机智能控制器调速端信号电压的高低，与控制器输出的驱动电压的高低成正比，调速器手柄向前推进时，无刷电机智能控制器输出从低到高变化的驱动电压到左、右高速电动齿轮，从而控制磁悬浮列车的车速，左高速电动齿轮与右高速电动齿轮的转速相等，转向互为相反，二者齿轮同步驱动左传动长齿条和右传动长齿条，牵引磁悬浮列车从低车速到高车速大范围区间内的运行，磁悬浮列车的最高车速在500公里/小时左右，左、右高速电动齿轮在高车速区间运行的牵引效率高，在低车速区间运行时的牵引扭力小、效率低，因为左、右高速电动齿轮的功率足够大，所以左、右高速电动齿轮能够满足磁悬浮列车从起步到低车速区间运行的扭力要求，低车速区间运行时虽然电机效率低，会造成一定损耗，但是运行时间短，影响不大。

所述左高速电动齿轮与右高速电动齿轮的构造相同，高速电动齿轮设有外转子4极永磁无刷直流电机，所述外转子4极永磁无刷直流电机中心设有固定轴，固定轴设有上轴承，上轴承外圆设有上端盖，固定轴设有下轴承，下轴承外圆设有下端盖，下端盖圆周设有导磁筒，下端盖与导磁筒整体制造成型，导磁筒上端设有连接圈，上端盖圆周设有止位台，连接圈与止位台吻合，二者用多个螺丝钉固定，导磁筒内圆设有永磁圈，永磁圈由4块大小相等的弧形永磁体排列组成，弧形永磁体的极性是径向的，相邻的弧形永磁体的极性互为相反，弧形永磁体用钕铁硼稀土材料制造，永磁圈与导磁筒内圆之间用ab胶粘连，固定轴中部设有定子铁芯，定子铁芯由多片硅钢片冲片叠加组成，定子铁芯的圆周设有6个齿牙，6个齿牙之间形成6个线槽，6个线槽内设有线槽绕组，线槽绕组采用分数槽绕组，分数槽绕组定子铁芯的冲片齿槽数少，每齿一个集中线圈，线圈的端部短，齿槽效应引起的力短脉动小，6个齿牙的外围分别用漆包线平绕6个线圈，相对应的齿牙上的两个线圈串联为一相线圈，两个线圈的绕向互为相反，其余2相线圈同上绕制，6个齿牙的外围线圈全部绕满后组成3相线圈，3相线圈连接为y形电路，6个齿牙之间设有3个换相霍尔传感器，3个换相霍尔传感器之间的电角度为120度，定子铁芯设有中心孔，中心孔右端设有外键槽，固定轴中部设有内键槽，内键槽内安装定位键，定位键的右端耦合在外键槽内，定子铁芯的中心孔与固定轴紧配合安装，二者固定为一体，定子铁芯上、下端长度等于永磁圈上、下端的长度，二者的上、下端一致，定子铁芯的外圆与永磁圈的内圆之间设有均匀气隙，固定轴上端设有中心孔，中心孔下端设有斜孔，电机输出线和3个换相霍尔传感器的输出线的合并线经过斜孔和中心孔引出固定轴上端。

所述齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的有益效果在于：齿轮牵引高速磁悬浮列车系统与现有技术的轮轨式高铁列车系统的结构形式和建造成本差不多，二者的架空接触网都是相同的单相高压电线，山字型长轨道像高铁长轨道一样能在平地、桥梁和高架上建造，山字型长轨道的中线安装多功能长轨道，多功能长轨道将左、右传动长齿条和长条形制动板集中在一条轨道线上，使多功能长轨道的体积小、强度大、机械精度高，使高速磁悬浮列车的齿轮传动机构、条形板制动机构定位准确，稳定、可靠，多个左、右高速电动齿轮与左、右传动长齿条啮合传动时跟随转向架上下浮动，不承受列车的重力，左、右高速电动齿轮与左、右传动长齿条是对称的，二力平衡的开放式齿轮传动，虽然存在无润滑油的缺陷，但是仍然具有齿轮传动效率高、阻力损耗小的优点；所述合力磁悬浮器轨道利用多个闭路磁通的吸力支撑列车的重力，列车运行时存在多个闭路磁通的阻力，多个闭路磁通的阻力在于铁芯的涡流，硅钢片铁芯的涡流小，合力磁悬浮器轨道的磁阻自然就小，所述高速磁悬浮列车与现有技术的磁悬浮列车相比运行阻力差不多，与现有技术的轮轨式高铁列车相比运行阻力要小的多，列车速度可以明显提高，磁悬浮控制器根据列车的载重量自动调整列车磁悬浮的稳定状态，磁悬浮控制简单,列车在高速磁悬浮状态下运行时，左、右长高台支撑整体列车的两边，使列车稳定性好，左、右长高台使列车的重心降低，安全性提高，高速电动齿轮在高转速的区间内工作时，电机效率高，外转子4极永磁无刷直流电机是高速永磁电机，转速达5000转/分钟，体积小、功率密度大、节约电能和材料，直线电机驱动系统不仅成本高，而且它的磁场牵引平台是开放式的，磁性的平台杂物清理困难，多个高速电动齿轮取代直线电机驱动系统提高可靠性。

图1为齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的磁悬浮列车上升时后视结构示意图。

图2为齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的磁悬浮列车下降时后视结构示意图。

图3为齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的俯视结构示意图。

图4为齿轮牵引高速磁悬浮列车系统的右视结构示意图。

图5为高速电动齿轮的后视剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作进一歩说明。

在图1-图5中，所述齿轮牵引高速磁悬浮列车系统设有长轨道路基，长轨道路基与长高铁路基一样，是一种沿轨道路线建造的用石子铺设的承重长平台，长轨道路基上面设有山字形长轨道，山字形长轨道的横截面为山字形，山字形长轨道下端设有多个钢筋混凝土横梁1，多个钢筋混凝土横梁相隔距离等分、互相平行，整齐排列在长轨道路基上面，多个钢筋混凝土横梁的上面中部设有多功能长轨道2，多功能长轨道上端设有长条形制动板3，多功能长轨道两边设有左传动长齿条4和右传动长齿条5，左、右传动长齿条和长条形制动板整体制造成多功能长轨道，多功能长轨道的整体横截面为土字形，多功能长轨道的下端设有底座6多个钢筋混凝土横梁中部均设有中双螺丝钉7、8，多功能长轨道的底座设有多个左螺丝孔和多个右螺丝孔，中双螺丝钉与左、右螺丝孔对应，多个中双螺帽将多功能长轨道紧固在多个钢筋混凝土横梁的上面中线，多个钢筋混凝土横梁的上面左边设有左铁芯长轨道9，左铁芯长轨道的上端设有方形长铁10，方形长铁左、右端设有左长铁芯11和右长铁芯12，左长铁芯设有多个左螺丝钉13，右长铁芯设有多个右螺丝钉14，方形长铁设有多个螺母孔与多个左、右螺丝钉对应，多个左、右螺丝钉将左、右长铁芯固定在方形长铁的左、右端，为了减少铁芯内的涡流损耗，所述左、右长铁芯均用多片硅钢片15垂直叠加制造成型，左铁芯长轨道的整体横截面为土字形，方形长铁的上端平面凸出于左、右长铁芯的上端平面，方形长铁上端的凸出部分制造成方波形长边16，左、右长铁芯的下端平面均凸出于方形长铁的下端平面，左、右长铁芯下端的凸出部分形成左永磁工作面17和右电磁工作面18，多个钢筋混凝土横梁左边均设有左双螺丝钉19，左铁芯长轨道下端底座设有多个左螺丝孔和多个右螺丝孔，左双螺丝钉与左、右螺丝孔对应，多个左双螺帽将左铁芯长轨道紧固在多个钢筋混凝土横梁的上面左边，多个钢筋混凝土横梁的上面右边设有右铁芯长轨道20，右铁芯长轨道与左铁芯长轨道的结构相同，二者对称于多功能长轨道，多个钢筋混凝土横梁右边均设有右双螺丝钉21，右铁芯长轨道下端底座设有多个左螺丝孔和多个右螺丝孔，右双螺丝钉与左、右螺丝孔对应，多个右双螺帽将右铁芯长轨道紧固在多个钢筋混凝土横梁的上面右边，所述多功能长轨道、左、右铁芯长轨道以及左、右长铁芯，它们的边长线之间相互平行，山字型长轨道具有导向、定位、传动、制动和磁悬浮的多种功能；齿轮牵引高速磁悬浮列车系统设有多个动力车辆，多个动力车辆的构造均相同，所述动力车辆设有底盘22，底盘上端设有车厢23，底盘前、后端均设有连接挂钩24，连接挂钩将多个动力车辆连接成磁悬浮列车，动力车辆的底盘下端设有前动力转向架25和后动力转向架26，前、后动力转向架的构造完全相同，所述动力转向架设有加强板27，加强板左端设有左竖板，左竖板下端设有左水平导磁板28，加强板右端设有右竖板，右竖板下端设有右水平导磁板29，左、右水平导磁板对称于加强板的左、右端，加强板中部下面设有左轴架30和右轴架31，左、右轴架的横截面均为l形，左、右轴架对称于加强板的中线，左轴架左端设有左水平铁芯板32，右轴架右端设有右水平铁芯板33，左、右水平铁芯板对称于加强板的中线，加强板、左竖板、右竖板、左轴架、右轴架、左、右水平导磁板以及左、右水平铁芯板一体化铸造成动力转向架的构架，加强板的左上端中部设有左空气弹簧34，加强板的右上端中部设有右空气弹簧35，左、右空气弹簧的上端连接底盘，动力转向架的左、右端设有左合力磁悬浮器轨道和右合力磁悬浮器轨道，左、右合力磁悬浮器轨道结构相同，对称于加强板的左、右端，左、右合力磁悬浮器轨道均由永磁铁芯磁悬浮器和电磁铁芯磁悬浮器组成，左永磁铁芯磁悬浮器的左水平导磁板上端设有左永磁条36，左永磁条上端面与左铁芯长轨道的左永磁工作面对应平行，右永磁铁芯磁悬浮器的右水平导磁板上端设有右永磁条37，右永磁条上端面与右铁芯长轨道的右永磁工作面对应平行，左、右永磁条均由多个同样大小的方块永磁体38排列组成，方块永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，方块永磁体的极性是径向的，相邻之间的方块永磁体的极性互为相反，永磁条与水平导磁板之间用ab胶粘连，左、右永磁条的宽度均等于左、右永磁工作面的宽度，多个方块永磁体的磁力线经过导磁板导磁，使永磁条的长平面形成多个小磁通回路，左、右永磁条的平面与左、右永磁工作面之间均保持一定的均匀气隙，多个小磁通回路形成多个闭路磁通，多个闭路磁通使左、右永磁条的平面与左、右永磁工作面之间均产生强大的磁场吸引力来支撑动力车辆的重力，同时左、右永磁条的平面宽度与左、右永磁工作面的宽度一致，二者之间的磁场吸引力产生使二者自动对齐的作用力来稳定动力车辆左、右端的位置，左电磁铁芯磁悬浮器的左水平铁芯板上端设有左短铁芯39，左短铁芯上端设有多个齿牙40，多个齿牙之间形成齿槽，每个齿牙上均绕制一个电磁线圈，相邻之间的电磁线圈绕向互为相反，多个电磁线圈互相串联为左电磁线圈组41，右水平铁芯板上端设有右短铁芯42，右短铁芯上端设有多个齿牙43，多个齿牙之间形成齿槽，每个齿牙上均绕制一个电磁线圈，相邻之间的电磁线圈绕向互为相反，多个电磁线圈互相串联为右电磁线圈组44，为了减少运动中的铁芯内的涡流损耗，所述左、右短铁芯均采用多片硅钢片45垂直叠加成型，左、右短铁芯与左、右水平铁芯板之间均用焊接方式连接，左、右电磁线圈组通电后，多个齿牙在左、右短铁芯的长平面形成多个小磁通回路，左、右短铁芯的宽度均等于左、右电磁工作面的宽度，左、右短铁芯的平面与左、右电磁工作面之间均保持一定的均匀气隙，多个小磁通回路形成多个闭路磁通，使左、右短铁芯的平面与左、右电磁工作面之间均产生强大的磁场吸引力来支撑动力车辆的重力，同时左、右短铁芯的平面宽度与左、右电磁工作面的宽度一致，二者磁场吸引力产生使二者自动对齐的作用力来稳定动力车辆左、右端的位置，因此，左、右永磁铁芯磁悬浮器的永磁合力加上左、右电磁铁芯磁悬浮器的电磁合力等于左、右合力磁悬浮器轨道强大的合力，强大的合力既能支撑动力车辆的重力，又能稳定动力车辆左、右端的位置，前动力转向架的左、右合力磁悬浮器轨道支撑动力车辆的前端，后动力转向架的左、右合力磁悬浮器轨道支撑动力车辆的后端，4个合力磁悬浮器轨道使动力车辆底盘的4端平衡，前动力转向架和后动力转向架均设有磁悬浮传感器，在磁悬浮传感器的控制下，保持动力车辆的重力和磁力的平衡，磁悬浮传感器由长铁芯、红外发射头和红外接收头组成，左、右铁芯长轨道的上端均设有方波形长边,左轴架上端设有左发射孔，左发射孔内设有左红外发射头46，左红外发射头右端设有左发射连接线，右轴架上端设有右发射孔，右发射孔内设有右红外发射头47，右红外发射头左端设有右发射连接线，左竖板上端设有接收孔，接收孔内设有左红外接收头48，左红外接收头上端设有左接收连接线49，左红外接收头与左红外发射头对应，右竖板上端设有接收孔，右接收孔内设有右红外接收头50，右红外接收头上端设有右接收连接线51，右红外接收头与右红外发射头对应，左、右红外发射头均发射红外光束到达左、右红外接收头，根据红外光束的状态，使左、右红外接收头均有3种输出状态，当左、右长铁芯遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出正调压信号，当左、右长铁芯不遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出负调压信号，磁悬浮列车在运行中，当方波形长边遮挡红外光束时，到达左、右红外接收头的是脉冲式红外光束，使左、右红外接收头输出自保持信号，所述加强板设有左穿线孔52和右穿线孔53，所述左、右轴架均设有线孔，左电磁线圈组的输出线经过左轴架的线孔与左发射连接线合并后从左穿线孔引出，右电磁线圈组的输出线经过右轴架的线孔与右发射连接线合并后从右穿线孔引出；前动力转向架和后动力转向架的中部均设有左高速电动齿轮和右高速电动齿轮，所述高速电动齿轮中部设有外转子4极永磁无刷直流电机54，外转子4极永磁无刷直流电机的中心设有固定轴，外转子4极永磁无刷直流电机的外圆设有外转子55，外转子的外圆固定齿轮圈56，齿轮圈选用耐磨的金属材料制造，加强板的中部设有上左轴孔和上右轴孔，左轴架的下端设有下左轴孔，右轴架的下端设有下右轴孔，上左轴孔与下左轴孔安装左固定轴57，左上并接螺帽紧固加强板左轴孔，左下并接螺帽紧固左轴架下端轴孔，使左高速电动齿轮安装到位，上右轴孔与下右轴孔安装右固定轴58，右上并接螺帽59、60紧固在加强板右轴孔，右下并接螺帽61、62紧固在右轴架下端轴孔，使右高速电动齿轮安装到位，左高速电动齿轮和右高速电动齿轮对称于动力转向架的中线，左、右合力磁悬浮器轨道具有自动定位功能，使左齿轮圈与左传动长齿条之间无压力啮合，使右齿轮圈与右传动长齿条之间无压力啮合；磁悬浮列车转弯时，山字型长轨道的弯道呈弧线形，包括多功能长轨道弧线、左、右铁芯长轨道弧线以及左、右长铁芯的弧线均为同心的弧线，为了确保高速磁悬浮列车转弯时的重心平衡，外圈大弧线的铁芯长轨道高于内圈小弧线的铁芯长轨道，使高速磁悬浮列车转弯时的车体向内圈倾斜，左、右合力磁悬浮器轨道具有自动转向功能，磁悬浮列车转弯时，左、右电磁工作面和左、右永磁工作面变成曲线形，磁悬浮列车的转弯半径大，左、右短铁芯和左、右永磁条的长度短，与其对应的左、右电磁工作面和左、右永磁工作面的弧长近似于直线，在左、右合力磁悬浮器轨道的自动定位作用下，使左、右合力磁悬浮器轨道与左、右铁芯长轨道保持平行，使左、右合力磁悬浮器轨道的前、后端产生转向扭力，带动转向架跟随左、右长铁芯的曲线轨迹自动转向；前动力转向架和后动力转向架均设有制动器，加强板中部设有方孔63，方孔内设有制动器64，制动器内设有左蹄片65和右左蹄片66，长条形制动板的上端位于左蹄片和右左蹄片的中间，当多个左、右蹄片同步夹紧长条形制动板时，磁悬浮列车产生制动力；前动力转向架和后动力转向架均设有左空气弹簧和右空气弹簧，4个空气弹簧上端连接底盘，空气弹簧的作用在于：动力转向架转弯时，动力转向架与底盘之间会产生水平位移，空气弹簧具有柔性连接的特性，使动力转向架支撑底盘的同时还具有水平方向的弹性伸缩作用，底盘上端设有车厢，前、后动力转向架支撑一节动力车辆，一节动力车辆包括前左、右高速电动齿轮和后左、右高速电动齿轮、前左、右合力磁悬浮器轨道和后左、右合力磁悬浮器轨道以及前制动器和后制动器，多节动力车辆经过底盘上的前、后挂钩连接成整个磁悬浮器列车，使磁悬浮器列车的牵引力、磁悬浮力和制动力倍增，磁悬浮器列车设有车头厢，车头厢是电源动力车辆67，电源动力车辆的底盘下端和多个动力车辆的底盘下端均设有左机仓和右机仓68，左、右机仓之间的空间是长条形制动板的位置，电源动力车辆的左机仓内设有高压变压器、整流器和蓄电池组，右机仓内设有前磁悬浮控制器69、后磁悬浮控制器70和前无刷电机智能控制器71、后无刷电机智能控制器72，多个动力车辆的左、右机仓内均设有前磁悬浮控制器和后磁悬浮控制器以及前无刷电机智能控制器和后无刷电机智能控制器，在每一节动力车辆中，前无刷电机智能控制器的输出端连接前左、右高速电动齿轮的电机线，后无刷电机智能控制器的输出端连接后左、右高速电动齿轮的电机线，前磁悬浮控制器和后磁悬浮控制器的输出端分别连接前左、右电磁线圈和后左、右电磁线圈，每一个磁悬浮控制器的输入端分别连接左接收连接线和右接收连接线，左发射连接线和右发射连接线分别连接磁悬浮控制器的红外输出端；电源动力车辆的车顶上设有绝缘架73，绝缘架上端设有受电弓74，受电弓上端连接接触网75，接触网输送27kv的单相交流电，受电弓将接触网的27kv单相交流电传输到高压变压器，高压变压器输出低压单相交流电传输到整流器，整流器输出2000v的直流电源到多个无刷电机智能控制器的电源端，整流器输出低压直流电源給蓄电池组充电，蓄电池组給多个磁悬浮控制器供电，一但接触网停电，蓄电池组确保磁悬浮控制器的供电，当磁悬浮列车载重下降时，左、右长铁芯遮挡红外光束，左、右红外接收头输出正调压信号到磁悬浮控制器的输入端，磁悬浮控制器输出逐步升压的直流电压到左电磁线圈和右电磁线圈，使左、右电磁铁芯磁悬浮器的磁力增强，产生向上的左、右磁悬浮合力，当磁悬浮列车上升到左、右长铁芯不遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出负调压信号到磁悬浮控制器的输入端，磁悬浮控制器输出逐步降压的直流电压到左电磁线圈和右电磁线圈，使磁悬浮列车下降，磁悬浮列车行驶中，当左、右方波形长边铁芯遮挡红外光束时，左、右红外接收头输出自保持信号到磁悬浮控制器的输入端，磁悬浮控制器输出自保持的直流电压到左电磁线圈和右电磁线圈，使磁悬浮列车的磁悬浮状态稳定；电源动力车辆设有驾驶室76，驾驶室内设有操作台77，操作台上设有调速器，操作台前端设有车速显示器78，调速器设有调速杆79，调速杆中部设有支点轴80，支点轴两端安装在操作台的左、右端，调速杆下端设有上支架81和下支架82，上、下支架组成等边的直角形，上支架前下端固定上方块永磁体83，下支架前下端固定下方块永磁体84，上、下方块永磁体的极性互为相反，上、下方块永磁体之间设有调速霍尔元件85，调速霍尔元件位于以支点轴为圆心的上、下方块永磁体的弧线轨迹上，调速霍尔元件安装在底座86上，调速杆上端设有手柄87，手柄向前推进到头，上方块永磁体接近调速霍尔元件，调速霍尔元件输出高电压信号，手柄向后拉退到底，下方块永磁体接近调速霍尔元件，调速霍尔元件输出低电压信号，调速霍尔元件位于上、下方块永磁体的中间，调速霍尔元件输出中电压信号，手柄前后推拉的过程中，调速霍尔元件输出的信号电压是线性变化的高低电压，调速霍尔元件输出端连接多个无刷电机智能控制器的调速端，多个无刷电机智能控制器的输出端分别连接多个左、右高速电动齿轮的电机输出线，外转子4极永磁无刷直流电机的3个换相霍尔传感器的输出线连接无刷电机智能控制器的输入端，外转子4极永磁无刷直流电机转动时输出换相脉冲信号，换相脉冲信号的频率与的车速成正比，无刷电机智能控制器对换相脉冲信号进行车速换算，换算成车速信号输出到车速显示器，车速显示器实时显示磁悬浮列车的行驶速度，无刷电机智能控制器调速端信号电压的高低，与控制器输出的驱动电压的高低成正比，调速器手柄向前推进时，无刷电机智能控制器输出从低到高变化的驱动电压到左、右高速电动齿轮，从而控制磁悬浮列车的车速，左高速电动齿轮与右高速电动齿轮的转速相等，转向互为相反，二者齿轮同步驱动左传动长齿条和右传动长齿条，牵引磁悬浮列车从低车速到高车速大范围区间内的运行，磁悬浮列车的最高车速在500公里/小时左右，左、右高速电动齿轮在高车速区间运行的牵引效率高，在低车速区间运行时的牵引扭力小、效率低，因为左、右高速电动齿轮的功率足够大，所以左、右高速电动齿轮能够满足磁悬浮列车从起步到低车速区间运行的扭力要求，低车速区间运行时虽然电机效率低，会造成一定损耗，但是运行时间短，影响不大。

所述左高速电动齿轮与右高速电动齿轮的构造相同，高速电动齿轮设有外转子4极永磁无刷直流电机，所述外转子4极永磁无刷直流电机中心设有固定轴，固定轴设有上轴承88，上轴承外圆设有上端盖89，固定轴设有下轴承90，下轴承外圆设有下端盖91，下端盖圆周设有导磁筒92，下端盖与导磁筒整体制造成型，导磁筒上端设有连接圈93，上端盖圆周设有止位台94，连接圈与止位台吻合，二者用多个螺丝钉95固定，导磁筒内圆设有永磁圈96，永磁圈由4块大小相等的弧形永磁体排列组成，弧形永磁体的极性是径向的，相邻的弧形永磁体的极性互为相反，弧形永磁体用钕铁硼稀土材料制造，永磁圈与导磁筒内圆之间用ab胶粘连，固定轴中部设有定子铁芯97，定子铁芯由多片硅钢片冲片叠加组成，定子铁芯的圆周设有6个齿牙，6个齿牙之间形成6个线槽，6个线槽内设有线槽绕组，线槽绕组采用分数槽绕组，分数槽绕组定子铁芯的冲片齿槽数少，每齿一个集中线圈，线圈的端部短，齿槽效应引起的力短脉动小，6个齿牙的外围分别用漆包线平绕6个线圈，相对应的齿牙上的两个线圈串联为一相线圈，两个线圈的绕向互为相反，其余2相线圈同上绕制，6个齿牙的外围线圈全部绕满后组成3相线圈98，3相线圈连接为y形电路，6个齿牙之间设有3个换相霍尔传感器，3个换相霍尔传感器之间的电角度为120度，定子铁芯设有中心孔，中心孔右端设有外键槽99，固定轴中部设有内键槽，内键槽内安装定位键100，定位键的右端耦合在外键槽内，定子铁芯的中心孔与固定轴紧配合安装，二者固定为一体，定子铁芯上、下端长度等于永磁圈上、下端的长度，二者的上、下端一致，定子铁芯的外圆与永磁圈的内圆之间设有均匀气隙，固定轴上端设有中心孔101，中心孔下端设有斜孔102，电机输出线和3个换相霍尔传感器的输出线的合并线103经过斜孔和中心孔引出固定轴上端。

齿轮牵引高速磁悬浮列车系统与现有技术的轮轨式高铁列车系统的结构形式和建造成本差不多，二者的架空接触网都是相同的单相高压电线，山字型长轨道像高铁长轨道一样能在平地、桥梁和高架上建造，山字型长轨道的中线安装多功能长轨道，多功能长轨道将左、右传动长齿条和长条形制动板集中在一条轨道线上，使多功能长轨道的体积小、强度大、机械精度高，使高速磁悬浮列车的齿轮传动机构、条形板制动机构定位准确，稳定、可靠，多个左、右高速电动齿轮与左、右传动长齿条啮合传动时跟随转向架上下浮动，不承受列车的重力，左、右高速电动齿轮与左、右传动长齿条是对称的，二力平衡的开放式齿轮传动，虽然存在无润滑油的缺陷，但是仍然具有齿轮传动效率高、阻力损耗小的优点，与直线电机相比，直线电机驱动系统不仅成本高，而且它的磁场牵引平台是开放式的，磁性的平台杂物清理困难，高速电动齿轮的工作磁场气隙是封闭的，多个高速电动齿轮取代直线电机驱动系统提高可靠性，所述合力磁悬浮器轨道利用多个闭路磁通的吸力支撑列车的重力，列车运行时存在多个闭路磁通的阻力，多个闭路磁通的阻力在于铁芯的涡流，硅钢片铁芯的涡流小，合力磁悬浮器轨道的磁阻自然就小，所述高速磁悬浮列车与现有技术的磁悬浮列车相比运行阻力差不多，与现有技术的轮轨式高铁列车相比运行阻力要小的多，列车速度可以明显提高，磁悬浮控制器根据列车的载重量自动调整列车磁悬浮的稳定状态，磁悬浮控制简单,列车在高速磁悬浮状态下运行时，左、右长高台支撑整体列车的两边，使列车稳定性好，左、右长高台使列车的重心降低，安全性提高，外转子4极永磁无刷直流电机是高速永磁电机，转速达5000转/分钟，体积小、功率密度大、节约电能和材料，高速电动齿轮在高转速的区间内工作时，电机效率高。