[实用新型]一种磁悬浮列车的主动控制翼面装置及系统

说明书

本实用新型涉及磁悬浮列车动力学、噪声、主动控制领域，尤其是涉及一种磁悬浮列车的主动控制翼面装置及系统；主动控制翼面装置设置于磁浮列车的顶部，包括主翼面和连接于主翼面后缘的襟翼，主翼面位于磁浮列车顶部上方，并通过换向组件可相对于磁浮列车顶部转动，襟翼与主翼面之间可通过伺服组件调整角度；本实用新型基于空气动力学原理对磁浮列车进行升力补偿与阻力补偿，具体表现为运行阶段翼面提供升力，制动阶段翼面扰流提供阻力。与现有技术相比，本实用新型充分利用磁浮列车车顶空间，降低了磁浮系统能耗、提升了磁浮列车制动能力。

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮列车动力学、噪声、主动控制领域，尤其是涉及一种磁悬浮列车的主动控制翼面装置及系统。

背景技术

现有的磁悬浮列车完全依靠电磁力进行悬浮、牵引与制动。这导致所需电磁力，尤其是支撑车体的垂向电磁力很大，通常需要很粗的导线或超导技术以应对电流的热效应，这也导致磁浮列车虽避免了轮轨运行时的阻力与噪声，但经济性能指标始终较传统轮轨车辆差。

实用新型内容

根据空气动力学原理，航空领域已形成一套完善的理论控制飞机。而磁浮列车，尤其是高速磁浮列车，其运行速度已超过大型客机的起飞速度，申请人发现完全可以利用空气动力学原理设计翼面系统对列车进行升力补偿与阻力补偿。但飞行器翼面系统直接运用于磁浮列车仍有一些问题，其中最主要的问题是空间问题，磁浮列车两侧不具有足够大的空间安装翼面，尤其是在转辙轨道的区间；其次是稳定性问题，新增的补偿升力与补偿阻力会对磁悬浮系统带来新的激扰，有可能影响列车的运行平稳性与行车安全性。

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种充分利用磁浮列车车顶空间，降低了磁浮系统能耗、提升了磁浮列车制动能力的磁悬浮列车的主动控制翼面装置及系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型一方面提供一种磁悬浮列车的主动控制翼面装置，设置于磁浮列车的顶部，包括主翼面和连接于主翼面后缘的襟翼，所述的主翼面位于磁浮列车顶部上方，并通过换向组件可相对于磁浮列车顶部转动，所述的襟翼与主翼面之间可通过伺服组件调整角度。

优选地，所述的换向组件由与磁浮列车顶部可转动连接的蜗轮、与蜗轮传动连接的蜗杆、用于驱动蜗杆转动的蜗杆驱动电机以及设置于蜗轮顶部并与蜗轮同步转动的支撑盘组成。

优选地，所述的蜗轮与蜗杆形成自锁式蜗轮蜗杆结构。

优选地，所述的蜗杆驱动电机为伺服电机。

作为另一种优选的实施方式，所述的换向组件包括与磁浮列车顶部可转动连接的齿盘、与齿盘相啮合的齿轮、用于驱动齿轮转动的齿轮驱动电机以及固定于齿盘上的支撑盘；所述的齿轮上设有多个定位孔，所述的磁浮列车的顶部设有与多个定位孔相匹配的伸缩式定位销。进一步优选地，所述的定位孔设有两个，设置于齿盘的一条直径上。更进一步优选地，所述的伸缩式定位销通过气缸或液压缸驱动。

本实用新型中的换向组件可以使用列车的电能，负责在列车停站换向期间水平转动主翼面的朝向，使其正对列车运行方向，换向组件在列车运行过程中保持锁定状态。

优选地，所述的主翼面通过支架设置于换向组件上。

优选地，所述的伺服组件包括伺服驱动器和襟翼动作机构。

优选地，伺服驱动器和襟翼动作机构设置于主翼面内，所述的襟翼动作机构采用连杆机构，所述的连杆机构包括摆动连杆、第一传动连杆、第二传动连杆和滑块；所述的滑块与主翼面在前后方向上滑动连接，并可在伺服驱动器的带动下前后往复运动，所述的摆动连杆的一端与主翼面铰接，另一端通过第一传动连杆与滑块连接，第二传动连杆的一端铰接于摆动连杆中部，另一端伸出主翼面后缘并与襟翼铰接。

优选地，所述的伺服驱动器为液力式伺服驱动器、气动式伺服驱动器或电磁式伺服驱动器。