一种磁浮汽车轨道交通系统及侧板高度计算方法

本发明涉及磁悬浮，具体而言，涉及一种磁浮汽车轨道交通系统及侧板高度计算方法。

背景技术：

1、磁悬浮汽车依靠前、后磁轮旋转在导体板中感应出镜像磁场，原磁场和镜像磁场之间相互作用产生排斥力和磁阻力，进而来实现悬浮和驱动功能，但是，磁轮在旋转过程中产生的侧向力很小，可以忽略不计，无法作为导向力，因此整个磁悬浮汽车系统横向是不稳定的，目前对于磁悬浮汽车如何保持在车道中行驶不产生偏移并且实现导向对中功能，尚未提出有效的解决办法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磁浮汽车轨道交通系统及侧板高度计算方法，以解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

2、一方面，本申请提供了一种磁浮汽车轨道交通系统，包括：封装车轮和轨道，所述轨道设置在所述封装车轮下方，所述轨道包括一块底板和一块位于底板一侧边并垂直于底板的侧板，所述侧板与所述封装车轮端面平行。

3、进一步的，所述底板的另一侧边也设有一块侧板，两所述侧板互相平行。

4、进一步的，所述侧板为l形，分为横板和竖板，所述横板设有安装孔，所述底板设有长条形安装槽，通过改变所述安装孔在长条形安装槽上的安装位置从而调节所述侧板与所述封装车轮的侧向间隙。

5、进一步的，所述侧板与所述底板为一体结构。

6、进一步的，所述侧板与封装车轮的侧向间隙小于所述封装车轮胎面宽度的一半。

7、进一步的，所述封装车轮包括外圈的径向halbach阵列，所述径向halbach阵列的两端面均设有轴向halbach阵列。

8、进一步的，所述径向halbach阵列由多个第一永磁块材组成为环形结构，所述第一永磁块材磁化方向与车轮转动面平行布置。

9、进一步的，所述轴向halbach阵列由多个第二永磁块材组成为环形结构，所述第二永磁块材磁化方向与车轮转动面垂直布置。

10、进一步的，所述封装车轮还包括内圈的轮毂和所述封装车轮胎面的外壳，所述轮毂和所述轴向halbach阵列的端面设有压板。

11、另一方面，在本申请还提供一种侧板高度计算方法，包括：

12、获取汽车参数、轨道的曲率、封装车轮参数，所述汽车参数包括汽车的总质量和行驶速度，所述封装车轮参数包括封装车轮的数量、半径和转速；

13、通过汽车参数和轨道的曲率计算得到汽车在轨道上行驶所需的导向力；

14、根据汽车在轨道上行驶所需的导向力、封装车轮参数和预设的导向力公式，得到侧板高度。

15、所述单个封装车轮提供的预设导向力表达式为：

16、；

17、式中，所述a为导向力系数，h表示侧板高度。

18、所述导向力系数a的计算公式为：

19、；

20、式中，e为自然常数；n表示封装车轮的转速。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明结构简单，实现了导向对中的功能，通过组合式halbach磁悬浮车轮充分利用了径向halbach阵列和轨道中底板相互作用，产生了悬浮和驱动力；同时利用轴向halbach阵列与轨道中侧板相互作用，产生导向力，解决了磁悬浮汽车系统横向不稳定的问题，同时可以产生较小驱动力和悬浮力，增加磁浮汽车的浮重比和驱重比。

23、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述底板（22）的另一侧边也设有一块侧板（21），两所述侧板（21）互相平行。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述侧板（21）为l形，分为横板和竖板，所述横板设有安装孔，所述底板（22）设有长条形安装槽，通过改变所述安装孔在长条形安装槽上的安装位置从而调节所述侧板（21）与所述封装车轮（1）的侧向间隙。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述侧板（21）与所述底板（22）为一体结构。

5.根据权利要求1所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述侧板（21）与封装车轮（1）的侧向间隙小于所述封装车轮（1）胎面宽度的一半。

6.根据权利要求1所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述封装车轮（1）包括外圈的径向halbach阵列（11），所述径向halbach阵列（11）的两端面均设有轴向halbach阵列（12）。

7.根据权利要求6所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述径向halbach阵列（11）由多个第一永磁块材组成为环形结构，所述第一永磁块材磁化方向与车轮转动面平行布置。

8.根据权利要求6所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述轴向halbach阵列（12）由多个第二永磁块材组成为环形结构，所述第二永磁块材磁化方向与车轮转动面垂直布置。

9.根据权利要求6所述的磁浮汽车轨道交通系统，其特征在于，所述封装车轮（1）还包括内圈的轮毂（15）和所述封装车轮（1）胎面的外壳（13），所述轮毂（15）和所述轴向halbach阵列（12）的端面设有压板（14）。

10.一种侧板高度计算方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种磁浮汽车轨道交通系统及侧板高度计算方法，涉及磁悬浮技术领域，包括封装车轮和轨道，所述封装车轮外圈设有两层，包括径向Halbach阵列和轴向Halbach阵列；所述轨道包括三种结构，每种结构均包括底板和侧板，所述底板和侧板均为导体板，所述侧板与所述封装车轮端面平行。本发明结构简单，充分利用了径向Halbach阵列和轨道中底板相互作用，产生了悬浮和驱动力；同时利用轴向Halbach阵列与轨道中侧板相互作用，产生导向力，解决了磁悬浮汽车系统横向不稳定的问题的同时实现了导向对中的功能，同时可以产生少部分驱动力和悬浮力，增加磁浮汽车的浮重比和驱重比。

技术研发人员：邓自刚,刘新,柯志昊,陈怡浩,郑珺
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11