本发明属于轨道列车制动领域，特别涉及一种轨道涡流制动器。
背景技术
随着列车速度的提高，列车制动系统面临着越来越严峻的挑战。对于传统的踏面或盘形制动，由于列车制动时制动装置将吸收很大的能量，造成踏面与闸瓦或制动盘与闸片因磨耗及摩擦热而产生变形及裂纹，使踏面或制动盘出现磨耗变形而加剧轮轨噪声或制动盘噪声，同时导致制动装置的维修周期缩短，剧烈摩擦还会造成大量的有害粉尘污染。因此，研究非摩擦的制动技术具有非常重要的意义。非摩擦制动主要有电阻制动、再生制动和涡流制动。受制动作用原理的限制，电阻制动和再生制动不能在没有牵引电机的拖车上使用，而涡流制动则不受到此限制。
涡流制动的制动力在列车很大速度范围内均有较好的数值，其制动装置与钢轨无直接接触，所以制动装置与钢轨间无摩擦，维护保养简单，列车制动时用发电机来供电给电磁铁的励磁线圈，可大大提高制动的经济性。因此，无摩擦的涡流制动技术将有广阔的应用前景。
国家知识产权局于2018.01.05公布的申请日为2017.09.14，申请号为2017108270695，名称为“轨道列车用涡流制动器及轨道列车”，其升降单元通过设置可充入或者压缩空气以膨胀或者收缩动力的动力件，这样，即直接通过气囊进行升降动作，容易发生意外，降低了工作可靠性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种轨道涡流制动器，提高轨道列车的制动效果和运行稳定性。
本发明的技术方案为：包括连接梁和一对励磁单元，
一对励磁单元并排设置在连接梁两侧，一对励磁单元安装在转向架上，所述励磁单元包括磁轭梁和多个励磁绕组；
所述励磁单元的前、后端分别设有升降系统和气隙调节系统，所述升降系统位于气隙调节系统的内侧；
所述升降系统用于驱动励磁单元，所述升降系统包括外罩、气囊、安装板、活塞杆和固定块，所述外罩的底部设有开口，所述外罩与安装板固连，所述气囊设置在安装板上、且位于外罩内，所述安装板与转向架固连，所述安装板中部设有矩形槽，所述安装板的矩形槽与开口相对应；
所述磁轭梁两端分别设有矩形槽、且与安装板的矩形槽相对应，所述固定块与活塞杆靠近励磁单元的一端固连，所述活塞杆顶端与气囊固连，底端延伸至磁轭梁矩形槽内；
所述气隙调节系统用于调节励磁单元与轨道之间的距离。
所述气隙调节系统包括中空的壳体、楔块、支撑块、滑块、连接杆、测距传感器和气泵，所述楔块背离轴箱的一端伸入壳体内，并可在壳体内滑动，
所述支撑块固设在壳体内并与楔块背离轴箱的一端的斜面搭接，所述楔块靠近轴箱一端设有矩形槽，所述滑块设置在所述楔块矩形槽内，所述连接杆一端与滑块铰接，另一端与轴箱固连，所述测距传感器固定在壳体下部，所述气泵固定在壳体上与楔块矩形槽连通。
还包括压抵组件，所述压抵组件包括固设于壳体上的平衡塞，所述平衡塞压接于楔块一端的上表面，所述平衡塞中套设有弹性件，所述弹性件的上方罩设有压帽，所述弹性件的两端分别与压帽、平衡塞相接触，所述压帽通过螺钉与壳体固连。
还包括一对支撑系统，一对支撑系统分别位于一对励磁单元的外侧，
所述支撑系统用于连接励磁单元和转向架，
所述支撑系统包括导轨、滑块、转动杆、连接板和液压缸，所述导轨固定在磁轭梁上，所述滑块与导轨配合安装，所述转动杆一端与滑块铰接，另一端与转向架铰接，所述连接板固定在磁轭梁上，所述液压缸一端固定在连接板上，另一端与转动杆铰接。
所述励磁绕组的磁极交替排布，所述励磁绕组包括铁芯以及在铁芯内的励磁线圈，所述磁轭梁固设在励磁绕组上与铁芯、轨道相配合形成磁感线回路。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、当列车行驶过程中晃动、振动或制动时，本发明的升降系统可使线圈在上下方向和列车运动方向相对转向架产生滑动，避免活塞杆受附加力或制动力产生变形，保证升降的可靠性；
2、本发明的支撑系统不仅能够保证制动时制动力传递到转向架上，同时也可使励磁单元在悬挂位置和制动位置之间升降，还可以降低制动力对轴箱的破坏作用；
3、当涡流制动器的气隙变化引起制动力不足时，本发明的气隙调节系统测距传感器测得气隙大小，通过气泵对气缸送气或排气，自动调节气隙，以满足制动要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是升降系统的剖视图，
图3是气隙调节系统的剖视图；
图中1是连接梁，2是励磁单元，21是磁轭梁，22是励磁绕组，
3是升降系统，31是外罩，32是气囊，33是安装板，34是活塞杆，35是固定块，
4是气隙调节系统，41是壳体，42是楔块，43是支撑块，44是滑块，45是连接杆，46是测距传感器，47是气泵，48是压抵组件，481是平衡塞481，482是弹性件，483是压帽，
5是支撑系统，51是导轨，52是滑块，53是转动杆，54是连接板，55是液压缸。
具体实施方式
本发明如图1-3所示，包括连接梁1和一对励磁单元2，
一对励磁单元2并排设置在连接梁1两侧，一对励磁单元2安装在转向架上（可升降动作），所述励磁单元2包括磁轭梁21和多个励磁绕组22；
所述励磁单元2的前、后端分别设有升降系统3和气隙调节系统4，所述升降系统3位于气隙调节系统4的内侧；
所述升降系统3用于驱动励磁单元2，所述升降系统3包括外罩31、气囊32、安装板33、活塞杆34和固定块35，所述外罩31的底部设有开口，所述外罩31与安装板33固连，同时，安装板位于外罩内；所述气囊32设置在安装板33上、且位于外罩31内，所述安装板33与转向架固连，所述安装板33中部设有矩形槽，所述安装板33的矩形槽与开口相对应；
所述磁轭梁21两端分别设有矩形槽、且与安装板33的矩形槽相对应，所述固定块35与活塞杆34靠近励磁单元2的一端固连，所述活塞杆34顶端与气囊32固连（顶端伸入外罩31的开口、安装板33的矩形槽和气囊32，顶端连接气囊32的上端），底端延伸至磁轭梁21矩形槽内；
所述气隙调节系统4用于调节制动位置时励磁单元2与轨道之间的距离。
工作中，气囊在充气时，活塞杆受到向上的力，会带动所述励磁单元2上升至悬挂位置。放气时，活塞杆受励磁单元2的重力，会带动所述励磁单元2下降至制动位置。
本发明通过气囊和活塞杆组合的形式起到升降的作用，活塞杆一方面起垂直导向的作用，一方面，制动时线圈受力时，活塞杆在矩形槽的水平方向可以做小距离的滑动，防止制动力传递到活塞杆，对升降系统产生破坏作用。
本案与申请号为2017108270695，名称为“轨道列车用涡流制动器及轨道列车”的专利相比，具有以下优点有：
1、当列车行驶过程中晃动、振动或制动时，本发明的升降系统可使线圈在上下方向和列车运动方向相对转向架产生滑动，避免活塞杆受附加力或制动力产生变形，保证升降的可靠性。而对比文件的升降系统只是通过空簧或气囊实现升降功能。
2、本发明的支撑系统不仅能够保证制动时制动力传递到转向架上，同时也可使励磁单元在悬挂位置和制动位置之间升降，还可以降低制动力对轴箱的破坏作用。而对比文件的传力杆与转向架和磁轭梁为固定连接，由于传力杆只能转动，线圈会做小角度的倾斜升降。
3、当涡流制动器的气隙变化引起制动力不足时，本发明的气隙调节系统测距传感器测得气隙大小，通过气泵对气缸送气或排气，自动调节气隙，以满足制动要求。当线圈上升至悬挂高度时，通过滑块44的移动，可调节线圈与轴箱间的距离，避免线圈升降对轴箱产生额外的附加拉力。对比文件调隙机构特点：调隙机构中的楔块不能滑动，只能转动；调隙机构一端与轴箱在线圈上升时分离，下降时搭接，会产生额外的冲击、振动和噪声；间隙调节没有反馈和自动调节功能。
所述气隙调节系统4包括中空的壳体41、楔块42、支撑块43、滑块44、连接杆45、测距传感器46和气泵47，所述楔块42背离轴箱的一端伸入壳体41内，并可在壳体41内滑动，
所述支撑块43固设在壳体41内并与楔块42背离轴箱的一端的斜面搭接，所述楔块42靠近轴箱一端设有矩形槽，所述滑块44设置在所述楔块42矩形槽内，所述连接杆45一端与滑块44铰接，另一端与轴箱固连，所述测距传感器46固定在壳体41下部，所述气泵47固定在壳体41上与楔块42矩形槽连通。
还包括压抵组件48，所述压抵组件48包括固设于壳体41上的平衡塞481，所述平衡塞481压接于楔块42一端的上表面，所述平衡塞481中套设有弹性件482，所述弹性件482的上方罩设有压帽483，所述弹性件482的两端分别与压帽483、平衡塞481相接触，所述压帽483通过螺钉与壳体41固连。
还包括一对支撑系统5，一对支撑系统5分别位于一对励磁单元2的外侧，
所述支撑系统5用于连接励磁单元2和转向架，
所述支撑系统5包括导轨51、滑块52、转动杆53、连接板54和液压缸55，所述导轨51固定在磁轭梁21上，所述滑块52与导轨51配合安装，所述转动杆55一端与滑块52铰接，另一端与转向架铰接，所述连接板54固定在磁轭梁21上，所述液压缸55一端固定在连接板54上，另一端与转动杆53铰接。
所述励磁绕组22的磁极交替排布，所述励磁绕组22包括铁芯以及在铁芯内的励磁线圈，所述磁轭梁21固设在励磁绕组22上与铁芯、轨道相配合形成磁感线回路。
具体应用中，如图1所示，本发明一种轨道涡流制动器，包括两个连接梁1和两个励磁单元2，所述两个励磁单元2安装在列车转向架上处于悬挂位置，并与轨道对齐设置，所述两个励磁单元2并排设置在两个连接梁1两侧，还包括升降系统3、气隙调节系统4和支撑系统5，所述升降系统3和气隙调节系统4各设置有四个，沿前后方向固设在两个励磁单元2上，所述升降系统3用于驱动励磁单元2从制动位置上升至悬挂位置，所述气隙调节系统4用于进一步调节制动位置时励磁单元2与轨道之间的距离，所述励磁单元2沿前后方向固设有升降系统3和气隙调节系统4，所述支撑系统5设置有两个，固设在转向架和两个励磁单元2上，用于将励磁单元2产生的制动力传递至转向架和列车上。当所述涡流制动器处于悬挂位置时，所述励磁单元2没有通入电流，不能与轨道产生电磁涡流效应，当所述列车需要制动时，所述升降系统3解除对励磁单元2的悬挂作用，所述励磁单元2下降至制动位置，所述气隙调节系统4进一步调节励磁单元2与轨道之间的距离，所述励磁单元2此时通入电流并与轨道产生电磁涡流效应，产生与列车行驶方向相反的制动力，制动列车。
具体地，所述励磁单元2包括磁轭梁21和多个励磁绕组22，所述励磁绕组22的磁极交替排布，所述励磁绕组22包括铁芯以及在铁芯内的励磁线圈，所述磁轭梁21固设在励磁绕组22上与铁芯、轨道相配合形成磁感线回路。
进一步参见图2，所述升降系统3包括外罩31、气囊32、安装板33、活塞杆34和固定块35，所述安装板33固设在外罩31内，所述气囊32设置在安装板33上，所述安装板33进一步与转向架固连，所述安装板33中部设有矩形槽，所述磁轭梁21两端设有矩形槽与安装板33矩形槽相配合，所述固定块35与活塞杆34靠近励磁单元2的一端固连，所述活塞杆33顶端与气囊32固连，底端延伸至磁轭梁21矩形槽内通过固定块35可实现滑动连接。当所述气囊32充入空气膨胀时，所述活塞杆34受到向上的力，会带动所述励磁单元2上升至悬挂位置，当所述气囊32排气时，气囊32体积缩小，所述活塞杆34受到向下的力，会带动所述励磁单元2下降至制动位置。因活塞杆33可在矩形槽内滑动，可避免列车行驶过程中晃动或者振动使活塞杆33受到压力产生变形。
进一步参见图3，所述气隙调节系统4包括中空的壳体41、楔块42、支撑块43、滑块44、连接杆45、测距传感器46和气泵47，所述楔块42背离轴箱的一端伸入壳体41内，并可在壳体41内滑动，所述支撑块43固设在壳体41内并与楔块42背离轴箱的一端的斜面搭接，所述楔块42靠近轴箱一端设有矩形槽，所述滑块44设置在所述楔块42矩形槽内，所述连接杆45一端与滑块44铰接，另一端与轴箱固连，所述测距传感器46固定在壳体41下部，所述气泵47固定在壳体41上与楔块42矩形槽连通。当励磁单元2下降至制动位置时，所述测距传感器46工作，当所述励磁单元2与轨道之间的距离不满足气隙预设要求时，所述气泵47向矩形槽内充气，使得所述滑块44在楔块42内滑动，所述连接杆45的相对另一端在轴箱的共同作用下，相对于励磁单元2转动并使励磁单元2在制动位置进一步产生微小的升降，以调节励磁单元2与轨道之间的距离。
为了避免所述楔块42在列车行驶过程中晃动或者振动造成的上下移动，进一步设置了与所述楔块42相配合的压抵组件48，所述压抵组件48包括固设于壳体41上的平衡塞481，所述平衡塞481压接于楔块42一端的上表面，所述平衡塞481中套设有弹性件482，所述弹性件482的上方罩设有压帽483，所述弹性件482的两端分别与压帽483、平衡塞481相接触，所述压帽483通过螺钉与壳体41固连。当所述楔块42因列车晃动或者振动而上下移动时，所述平衡塞481在弹性件482的作用下向楔块42产生向下的压力，所述支撑块43对楔块42产生向上的支撑力，从而使楔块42处于稳定状态。
参见图1，为了更好地将所述励磁单元1产生的制动力传递至转向架和列车，进一步设置了支撑系统5，所述支撑系统5包括导轨51、滑块52、转动杆53、连接板54和液压缸55，所述导轨51固定在励磁单元2上，所述滑块52与导轨51配合安装，所述转动杆55一端与滑块52铰接，相对另一端与转向架铰接，所述连接板54固定在励磁单元2上，所述液压缸55一端固定在连接板54上，另一端与转动杆53铰接。当所述励磁单元2在制动位置和悬挂位置升降时，所述液压缸55伸缩使得转动杆53的两端绕各自的端点转动，以使所述励磁单元2顺利升降。当所述励磁单元2产生制动力时，制动力由于转动杆53与转向架铰接可传递至转向架，避免了制动力通过连接杆45传递至轴箱对轴箱的破坏作用。