[发明专利]一种半磁悬浮式机车

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过磁斥力抵消车体负载重力的机车，具体涉及一种半磁悬浮式机车。

背景技术

传统的机车，如火车和地铁，由动力源驱动车辆，运行时，车轮负载着位于轮中心的重力，支撑轴在钢轨上做步递滚式运行。由于车体重力使车轮与钢轨之间存在着滚动摩擦力，并且随着车体负载重量的增加，两者的滚动摩擦力也增大，同时增加了车体的动力消耗。车轮长期在高重力负载的作用下运行使车轮与钢轨的磨损日益严重，缩短了车轮与钢轨的使用寿命。

目前使用的磁悬浮列车是通过控制电磁铁电流的大小调整磁斥力使列车悬浮起来，由于磁悬浮列车采用直线电动机驱动，将电动机里的转子置在列车上，而将定子铺设在轨道上，这样通过转子和定子之间的相互作用，就将电能转化为列车前进的动能了，其耗电量非常巨大。

发明内容

本发明公开一种半磁悬浮式机车，其目的是克服现有技术中，机车随着负载重量的增加造成滚动摩擦的能量损失也越大和磁悬浮列车采用电磁铁使机车悬浮驱动，其耗电量非常巨大的不足之处，本发明提供一种利用磁能“同性相斥，异性相吸”的原理，设计一种半磁悬浮式机车。通过自动控制系统调节两块磁铁之间的距离，使车体的负载重力由两磁铁的斥力抵消，从而实现节能降耗的目的。

一种半磁悬浮式机车，车体的车轮与轨道相连接，其特点是：在车体上连接有工控机，每个车轮上连接有车轮弹簧，车轮弹簧上连接有应力传感器，工控机通过四路传感器线路分别与每车轮弹簧上设置的应力传感器相连接，车体底盘设置有升降装置，升降装置上部通过升降装置线路与工控机连接，升降装置末端连接有车体底盘永磁铁，两条轨道中间连续布置与车体底盘永磁铁宽度相等的轨道永磁铁。

所述车体底盘永磁铁与两条轨道中间连续布置的轨道永磁铁极性相向。

所述车体底盘永磁铁和轨道永磁铁均采用高矫顽力、高剩磁强永磁材料制造。

应力传感器将车体重量值传送到工控机，建立两永磁铁斥力大小与两永磁铁间距的函数关系式，编制程序输入工控机中，工控机根据车体重力与磁斥力的差值，通过升降装置恰当的设置车体底盘永磁铁与轨道永磁铁之间的距离，使磁体磁作用力大小与车体负载重力大小接近，方向相反。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、车体的负载重力由两磁铁的斥力抵消，降低车轮与钢轨的滚动摩擦力。

2、列车相当于空载运行，延长钢轨，车轮和弹簧的使用寿命。

3、装置结构简单，维修主要集中在电子技术方面，不需要大量体力劳动，可以节省大量的维修费用，无运行费用。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

1、车体，2、车轮，3、轨道，4、工控机，5、车轮弹簧，6、应力传感器，车体底盘永磁铁，7、升降装置，8、底盘永磁铁，9轨道永磁铁。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明加以详细说明。但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

本实施例选用上海市轨道交通。

一种半磁悬浮式机车，如图1所示：车体1的车轮2与轨道3相连接，在车体1上连接有工控机4，车轮2上连接有车轮弹簧5，车轮弹簧5上连接有应力传感器6，工控机4通过四路应力传感器线路分别与每个车轮弹簧5上设置的应力传感器6相连接，车体底盘设置有升降装置7，升降装置7上部通过升降装置线路与工控机4连接，升降装置末端连接有车体底盘永磁铁8，两条轨道3中间连续布置与车体底盘永磁铁8宽度相等的轨道永磁铁9。车体底盘永磁铁8与两条轨道中间连续布置的轨道永磁铁9极性相向。车体底盘永磁铁8和轨道永磁铁9均采用高矫顽力、高剩磁强永磁材料制造。

在机车载入乘客后，车体上的每个应力传感器6根据四个车轮弹簧5的形变量，将测得数据通过四路应力传感器线路分别传入工控机4，通过工控机4中程序计算出车体1的总重量，并将总重量减去预先设定好的车体自重，得到载入乘客重量的信息，然后通过永磁铁斥力大小与两永磁铁间距离的函数关系式，计算出两永磁铁间的距离，以刚好满足产生斥力的大小与载入乘客的重力相等为宜，通过升降装置线路控制升降装置7的升降，用于调整车体底盘永磁铁8与轨道永磁铁9之间的距离，使其升降后产生的斥力刚好与载入乘客的重力相等。

列车每次进站，待上下完乘客后，两侧应力传感器6均测量车体重量，通过升降装置7调整车体底盘永磁铁8与轨道永磁铁9间的距离，使列车始终保持在空载运行的状态。