一种磁悬浮列车用限位装置和磁悬浮列车的制作方法

1.本实用新型属于磁悬浮列车技术领域，具体涉及一种磁悬浮列车用限位装置和磁悬浮列车，尤其涉及一种高速磁悬浮列车用安全限位轮、以及具有该安全限位轮的高速磁悬浮列车。


背景技术：

2.在高速磁悬浮列车在高速运行过程中，主要以电磁力导向与限位为主，比如电动悬浮(即eds)、电磁悬浮(即ems)。eds以被动式电磁斥力悬浮与限位，其斥力与永磁体、导体板间的间距与相对移动速度有关，斥力有最大值。ems为主动式电磁力悬浮与限位，是非自稳系统，通过控制电磁铁中电流大小以达到控制目的。
3.为了降低高速磁悬浮列车运行中的风险，多一道安全冗余措施，相关方案中采用了机械限位方式，但是当车辆速度在超过600km/h时，车体上任何部件与静止的轨道或挡板发生机械接触都是非常危险的。
4.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种磁悬浮列车用限位装置和磁悬浮列车，以解决为了降低高速磁悬浮列车运行中的风险而采用的机械限位方式，存在磁悬浮列车机械限位、导向时与静止轨道或挡板间速度差较大，使得磁悬浮列车的运行安全性较差的问题，达到通过设置电磁驱动方式，能够减小甚至避免磁悬浮列车机械限位、导向时与静止轨道或挡板间的速度差过大，以提升磁悬浮列车的运行安全性的效果。
6.本实用新型提供一种磁悬浮列车用限位装置，包括：轮体，在所述轮体中设置有永磁体单元；其中，所述永磁体单元，被配置为在所述轮体与所述磁悬浮列车运行环境中感应板之间的距离，在设定范围的情况下，能够产生电磁力，以通过所述电磁力驱动所述轮体旋转，使所述轮体在接触到所述感应板的情况下，减弱所述轮体与所述感应板接触时的冲击力；所述感应板，包括：所述磁悬浮列车运行环境中的轨道或挡板，所述轨道是具有导电性的轨道，所述挡板是具有导电性的限位板。
7.在一些实施方式中，所述轮体，具有外圈；所述永磁体单元，沿所述轮体的外圈布置，当所述磁悬浮列车运行时，布置在所述轮体的外圈的所述永磁体单元产生的永磁体磁场，与所述感应板产生涡流感应，以产生磁阻力，进而驱动所述轮体旋转，使得当所述轮体与所述感应板接触时，所述轮体与所述感应板之间的相对速度降低，从而减小所述轮体与所述感应板接触时的冲击力。
8.在一些实施方式中，所述轮体，包括：轮槽和轴孔；所述轮槽，位于所述轮体的外圈，且沿所述轮体的圆周方向布置，用于安装所述永磁体单元；所述轴孔，位于所述轮体的中心位置处，用于固定所述轮体。
9.在一些实施方式中，所述永磁体单元，包括：永磁体单体；所述永磁体单体，包括：单个的永磁体；由单个的永磁体按照海尔贝克阵列排布，形成永磁体阵列，作为所述永磁体单元。
10.在一些实施方式中，在所述轮体中，还设置有固定单元；所述固定单元，能够对所述永磁体阵列进行固定。
11.在一些实施方式中，所述固定单元，包括：采用耐磨材料制作而成的纤维缠绕层。
12.在一些实施方式中，采用耐磨材料制作而成的纤维缠绕层，包括：碳纤维缠绕层；所述碳纤维缠绕层，按设定张力缠绕在所述永磁体阵列上后，经树脂固化后成型，以对所述永磁体阵列进行固定。
13.在一些实施方式中，所述碳纤维缠绕层，包括：碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维其一或组合浸润树脂的纤维。
14.与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种磁悬浮列车，包括：以上所述的磁悬浮列车用限位装置。
15.由此，本实用新型的方案，通过设置轮体，在轮体中安装有永磁体阵列，当安装有永磁体阵列的轮体在靠近具有导电性的轨道或挡板时，永磁体阵列与具有导电性的轨道或挡板之间会产生电磁力，电磁力会驱动轮体旋转，所以，在轮体没有机械接触具有导电性的轨道或挡板以前，轮体在电磁力的驱动下，会有一定的转速，从而避免较大的接触冲击力；从而，通过设置电磁驱动方式，能够减小甚至避免磁悬浮列车机械限位、导向时与静止轨道或挡板间的速度差过大，以提升磁悬浮列车的运行安全性。
16.本实用新型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，或者通过实施本实用新型而了解。
17.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
18.图1为本实用新型的磁悬浮列车用限位装置的一实施例的结构示意图，具体是一种高速磁悬浮列车用安全限位轮或支撑轮的一实施例的总成结构示意图，更具体是局部剖切结构示意图；
19.图2为本实用新型的一种高速磁悬浮列车用安全限位轮或支撑轮的一实施例的爆炸结构示意图；
20.图3为本实用新型的一种高速磁悬浮列车用安全限位轮中轮体1的一实施例的结构示意图；
21.图4为图3的a
‑
a剖视结构示意图；
22.图5为本实用新型的一种高速磁悬浮列车用安全限位轮中永磁体的一实施例的磁极方向示意图。
23.结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
[0024]1‑
轮体；2
‑
永磁体阵列；3
‑
碳纤维缠绕层；11
‑
轮槽；12
‑
轴孔。
具体实施方式
[0025]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体
实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0026]
为解决磁悬浮列车机械限位、导向时与静止轨道或挡板间速度差较大的问题，根据本实用新型的实施例，提供了一种磁悬浮列车用限位装置，具体是一种高速磁悬浮列车用安全限位轮。参见图1至图5所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。本实用新型的方案提供的一种磁悬浮列车用限位装置，具体是一种高速磁悬浮列车用安全限位轮，包括：轮体1，在所述轮体1中设置有永磁体单元。
[0027]
其中，所述永磁体单元，被配置为在所述轮体1与感应板之间的距离，在设定范围的情况下，能够产生电磁力，以通过所述电磁力驱动所述轮体1旋转，使所述轮体1在未接触到所述感应板的情况下，减弱所述轮体1与所述感应板接触时的冲击力。所述感应板，是所述磁悬浮列车运行环境中的感应设备。
[0028]
所述感应板，包括：所述磁悬浮列车运行环境中的轨道或挡板，所述轨道是具有导电性的轨道，所述挡板是具有导电性的限位板。
[0029]
由此，通过在轮体1中设置有永磁体单元，在轮体1与感应板之间的距离在设定范围如轮体1靠近感应板的情况下，能够产生电磁力，以通过电磁力驱动轮体1旋转，使轮体1在未接触到感应板的情况下，减弱轮体1与感应板接触时的冲击力，从而，通过设置电磁驱动方式，能够减小甚至避免磁悬浮列车机械限位、导向时与静止轨道或挡板间的速度差过大，以提升磁悬浮列车的运行安全性。
[0030]
在一些实施方式中，所述轮体1，具有外圈；所述永磁体单元，沿所述轮体1的外圈布置，当所述磁悬浮列车运行时，布置在所述轮体1的外圈的所述永磁体单元产生的永磁体磁场，与所述感应板产生涡流感应，以产生磁阻力，进而驱动所述轮体1旋转，使得当所述轮体1与所述感应板接触时，所述轮体1与所述感应板之间的相对速度降低，从而减小所述轮体1与所述感应板接触时的冲击力。
[0031]
在一些实施方式中，所述轮体1，包括：轮槽11和轴孔12。
[0032]
其中，所述轮槽11位于所述轮体1的外圈，且沿所述轮体1的圆周方向布置，用于安装所述永磁体单元；所述轴孔12，位于所述轮体1的中心位置处，用于固定所述轮体1。
[0033]
具体地，在轮槽11内，永磁体按按海尔贝克阵列(halbach array)排布，形成永磁体阵列2。即，在轮体1内安装有按一定规律排布的永磁体，形成永磁体阵列2。
[0034]
在一些实施方式中，所述永磁体单元，包括：永磁体单体；所述永磁体单体，包括：单个的永磁体；由单个的永磁体按照海尔贝克阵列排布，形成永磁体阵列2，作为所述永磁体单元，其磁场强度相对于同等质量及体积永磁体更强。
[0035]
在一些实施方式中，在所述轮体1中，还设置有固定单元。所述固定单元，能够对所述永磁体阵列2进行固定。
[0036]
在一些实施方式中，所述固定单元，包括：采用耐磨材料制作而成的纤维缠绕层；采用耐磨材料制作而成的纤维缠绕层，包括：碳纤维缠绕层3。所述碳纤维缠绕层3，按设定张力缠绕在所述永磁体阵列2上后，经树脂固化后成型，以对所述永磁体阵列2进行固定。
[0037]
具体地，在轮体1上有轮槽11、轴孔12，其轮槽11内依次设有永磁体阵列2和碳纤维
缠绕层3。碳纤维缠绕层3，用于固定永磁体阵列2。
[0038]
在一些实施方式中，所述碳纤维缠绕层3，包括：碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维其一或组合浸润树脂的纤维。
[0039]
具体地，碳纤维缠绕层3，为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维其一或组合浸润树脂的纤维，按一定张力缠绕于永磁体阵列2上，再经树脂固化后成型。
[0040]
经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过设置轮体1，在轮体1中安装有永磁体阵列2，当安装有永磁体阵列的轮体1在靠近具有导电性的轨道或挡板时，永磁体阵列与具有导电性的轨道或挡板之间会产生电磁力，电磁力会驱动轮体旋转，所以，在轮体1没有机械接触具有导电性的轨道或挡板以前，轮体1在电磁力的驱动下，会有一定的转速，从而避免较大的接触冲击力；从而，通过设置电磁驱动方式，能够减小甚至避免磁悬浮列车机械限位、导向时与静止轨道或挡板间的速度差过大，以提升磁悬浮列车的运行安全性。
[0041]
根据本实用新型的实施例，还提供了对应于磁悬浮列车用限位装置的一种磁悬浮列车。该磁悬浮列车可以包括：以上所述的磁悬浮列车用限位装置。
[0042]
在一些实施方式中，本实用新型的磁悬浮列车中，高速磁悬浮列车用安全限位轮，包括：轮体1、永磁体阵列2、纤维缠绕层(如碳纤维缠绕层3)。在轮体1上有轮槽11、轴孔12，其轮槽11内依次设有永磁体阵列2和碳纤维缠绕层3。碳纤维缠绕层3，用于固定永磁体阵列2。
[0043]
在一些实施方式中，轮体1的材质为钛合金。
[0044]
在一些实施方式中，在轮槽11内，永磁体按按海尔贝克阵列(halbach array)排布，形成永磁体阵列2。即，在轮体1内安装有按一定规律排布的永磁体，形成永磁体阵列2。
[0045]
在一些实施方式中，碳纤维缠绕层3，为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维其一或组合浸润树脂的纤维，按一定张力缠绕于永磁体阵列2上，再经树脂固化后成型。
[0046]
由于本实施例的磁悬浮列车所实现的处理及功能基本相应于前述磁悬浮列车限位用装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0047]
经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，采用具有磁悬浮列车用限位装置的磁悬浮列车，尤其是采用具有磁悬浮列车用限位装置的高速磁悬浮列车，通过设置轮体1，在轮体1内安装有永磁体阵列2；当安装有永磁体阵列2的轮子(即轮体1)在具有导电性的轨道或挡板附近移动时，由楞次定律得知，电磁力会驱动轮子旋转，所以，在高速磁悬浮列车用安全限位轮没有机械接触轨道或挡板以前，轮子(即轮体1)在电磁力的驱动下，会有一定的转速，从而避免较大的接触冲击力。
[0048]
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。
[0049]
以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。