[发明专利]一种永磁式磁悬浮列车

说明书

一种永磁式磁悬浮列车，包括承重滑块、轨道、车厢、水平位置调节装置。承重滑块与轨道两者之中有一个的横截面为C形，另一个的横截面之两边平行，且两侧边的宽度小于C形横截面之缺口的水平宽度；C横截面的部分开口朝竖直方向，在水平位置调节装置的作用下，非C形横截面的部分处在C形开口的水平位置正中间。轨道由导磁性铁磁材料加工而成，承重滑块内设置有永磁铁，经过磁路在C形开口内形成磁场，进而在轨道内产生感应磁场。在磁场力的作用下，承重滑块与轨道之间自动保持在稳定的垂直距离，由此保证车厢处在悬空状态行驶。承重滑块与轨道之间的悬空距离随承重滑块受到的载荷而发生变化，可通过增加永磁铁来增加系统载荷的承受能力。

技术领域

本发明涉及磁悬浮导轨技术，尤其涉及磁悬浮列车。

技术背景

在当前磁悬浮列车技术中，主要采用同性相斥和异性相吸两种方法来实现磁悬浮。

同性相斥的技术，就是让轨道上面的磁极性与列车底面对应的磁极性相同，在两者之间产生排斥力，从而将列车托起，使其悬浮于轨道上方，实现无摩擦运行。在实际试验中，主要是在列车上利用超导线圈来产生高强度的磁场，并在轨道上感应出相对应的磁场，从而产生排斥力，将列车托起。此种方法虽然比较容易让列车与轨道之间形成较大的悬浮距离，便于列车高速行驶，但受到目前超导材料技术和成本的限制，其生产和运营成本高昂，严重限制了此技术的推广应用。

异性相吸的技术，目前主要是在铁磁性轨道的下平面设置磁铁，磁铁与列车相连接，磁铁与轨道之间产生强大的吸力，从而吊起列车使其运行。由于磁铁之间的吸引力会随着距离的增大而出现快速衰减，在车体重量不变的情况下，距离较大时就很容易脱落，距离较小时又很容易吸合在一起。为确保车体与轨道之间保持稳定的距离，需要花费大量的电力动态调节车体中磁铁的磁场强度，由此给控制技术增加了非常大的难度，也浪费了大量的电力能源。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种永磁式磁悬浮列车，它包括承重滑块、轨道、车厢、水平位置调节装置，其特征在于：承重滑块与轨道两者之中有一个为工件X，另一个为工件Y，工件X的横截面为C形，工件Y之横截面的两侧边平行，两侧边的距离W1小于工件X之C形横截面缺口的水平宽度W2；工件X之C形横截面的开口朝竖直方向，工件Y被设置在工件X的缺口之中；轨道由可导磁的铁磁性材料加工而成，承重滑块内设置有永磁铁；水平位置调节装置与承重滑块连接在一起，车厢与承重滑块安装在一起。

承重滑块与轨道结合到一起时，将在轨道内感应出相应的磁场；在磁场力的作用下，承重滑块将与轨道保持在合适的垂直距离H，并且随着车厢及承重滑块所承受负荷的变化，两者将在垂直方向产生一定量的偏移，但会使车厢、承重滑块与轨道继续保持在一定的垂直距离H，由此，列车可在悬空的情况下高速行驶。

正常情况下，工件Y会处在工件X的缺口之内，且在水平方向上，工件Y与工件X的缺口的相邻面之间保持有一定的间隙。在永久磁铁及感应磁场力的作用下，相邻面之间有一定的水平方向的吸引力，但当工件Y处在缺口的正中间位置时，工件Y两侧受到的力会相互抵消。

为确保工件Y处在工件X的缺口的正中间水平位置，结构中设置有水平位置调节装置。当工件Y出现水平位置偏离时，水平位置调节装置将强迫其回到工件X的正中间位置的一定范围内。

水平位置调节装置可以采用滚轮结构，也可以采用电磁铁结构，或者采用气垫式结构。

本发明在特殊结构中利用永磁铁产生一种自动稳定的磁悬浮效应，可极大提高磁悬浮列车的载荷范围。另外，系统中只是在承重滑块内安装永磁铁来产生磁悬浮力，不需要在轨道中安装永磁铁，也不需要采用电力来维持磁力，可以节约大量的电能，降低运营成本，可大力助推磁悬浮列车技术的实施应用。

本发明还可以应用在其它相关的轨道式运动结构中，比如各种机械中的导轨，以实现无摩擦运动及控制。

附图说明