阅读说明：本技术 一种主动式磁悬浮运输车及其应用 (Active magnetic suspension transport vehicle and application thereof ) 是由 蔡峰 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种主动式磁悬浮运输车及其应用,包括车体和磁轨,车体上设置有主驱动器；主驱动器包括电动机、磁轮、蓄电池和电源综合管理控制系统,蓄电池、电源综合管理控制系统均与电动机连接,电动机连接两侧磁轮,两侧磁轮分别位于磁轨上方,磁轮外周上设置有多个与磁轨极性相异的磁轮磁体；车体放置在磁轨上,磁轮与磁轨同极相斥,使车体呈悬浮状态；电动机驱动两侧磁轮,使磁轮与磁轨之间产生推动力,驱动车体前行。本发明改变了传统磁悬浮车的驱动方式,改被动驱动为主动驱动,仅仅在车体上设置主驱动器,不再轨道上设置多个驱动器,能够实现更为精准的控制；结构设计科学合理,施工更简单、成本更低。(The invention relates to an active magnetic suspension transport vehicle and application thereof, comprising a vehicle body and a magnetic track, wherein the vehicle body is provided with a main driver; the main driver comprises a motor, magnetic wheels, a storage battery and a power supply comprehensive management control system, the storage battery and the power supply comprehensive management control system are both connected with the motor, the motor is connected with the magnetic wheels on two sides, the magnetic wheels on two sides are respectively positioned above the magnetic tracks, and a plurality of magnetic wheel magnets with different polarities from the magnetic tracks are arranged on the peripheries of the magnetic wheels; the vehicle body is placed on the magnetic track, and the like poles of the magnetic wheels and the magnetic track repel each other, so that the vehicle body is in a suspension state; the motor drives the magnetic wheels at the two sides to generate driving force between the magnetic wheels and the magnetic tracks to drive the vehicle body to move forwards. The invention changes the driving mode of the traditional magnetic suspension vehicle, changes the passive driving into the active driving, only arranges the main driver on the vehicle body, does not arrange a plurality of drivers on the track, and can realize more accurate control; the structural design is scientific and reasonable, the construction is simpler, and the cost is lower.)

一种主动式磁悬浮运输车及其应用

技术领域

本发明涉及一种主动式磁悬浮运输车及其应用，属于磁悬浮车辆技术领域。

背景技术

目前，现有的磁悬浮车的驱动方式主要为被动式，在轨道上设置磁悬浮驱动装置，使车辆在轨道上悬浮起来并通过外部的驱动装置提供驱动力，车辆的启动、前进、刹停都是由外部实现控制的，车体上没有安装驱动装置。

中国专利文献CN106428033B公告了一种一种磁动力管道交通运输装置，包括管道和设置在管道内的磁动力车，管道的底部设置有至少一个磁动力驱动器，磁动力车的底部设置有至少一个前行永磁体，磁动力驱动器与前行永磁体配合作业为磁动力车提供动力，驱动磁动力车在管道内运行。本发明磁动力管道交通运输装置，通过磁力驱动实现磁动力车的前行、转向，改变了传统交通运输方式，具有清洁能源、环保无污染、低耗高能等优势。磁动力车在密闭管道内运行，无风阻，同时不受天气环境的影响，能够持续运行，同时整个运行过程安全可靠，安全性、稳定性相比传统运输方式大幅提高。管道可以架设在地面、空中、地底或海底，不受空间局限，应用场景广泛。

但该项专利技术需要在管道内布设多个磁动力驱动器，施工成本较高，且施工难度大，另外，由于车辆本身没有驱动装置设置，只是被动行进，在刹车和停站时无法做到准确操作，误差较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种主动式磁悬浮运输车，该磁悬浮运输车采用主动式行进方式，只在车体上安装驱动器，在轨道上简单设置磁轨即可，通过车体上的驱动器实现车辆的启动、行进、刹停，操作精准。

本发明还提供上述一种主动式磁悬浮运输车的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种主动式磁悬浮运输车，包括车体和磁轨，车体上设置有主驱动器；

主驱动器包括电动机、磁轮、蓄电池和电源综合管理控制系统，蓄电池、电源综合管理控制系统分别与电动机连接，电动机连接两侧磁轮，两侧磁轮分别位于磁轨上方，磁轮外周上设置有多个与磁轨极性相异的磁轮磁体；

车体底部设置有车底磁体，车底磁***于磁轨上方且车底磁体与磁轨极性相同；

车***于磁轨上，车底磁体与磁轨同极相斥，使车体呈悬浮状态；电动机驱动两侧磁轮转动，磁轮磁体与磁轨异极相吸，使转动的磁轮磁体与磁轨之间产生推动力，驱动车体前行。

优选的，所述电动机位于车体中间位置，电动机的输出轴通过联轴器连接传动轴，传动轴连接磁轮。

优选的，所述传动轴的端部通过键连接磁轮。

优选的，所述电动机输出轴、联轴器和传动轴整体置于套管内，套管放置在支座上，支座底部设置有电动千斤顶磁轮调节器。此设计的好处是，通过电动千斤顶磁轮调节器，可以调节磁轮的高低位置。

优选的，所述磁轨铺设在轨道上。此设计的好处是，针对传统的轨道运行，只需在轨道上铺设磁轨，就可以将磁悬浮运输车安放在传统轨道上，方便传统轨道的改造，使其适应磁悬浮运输车的运行需求。

优选的，所述车体两侧对称设置有车辆平衡磁体，轨道内侧设置有与车辆平衡磁体同极的轨道平衡磁体。

优选的，所述车体底部还设置有电动调节车底磁体，电动调节车底磁***于磁轮两侧，且电动调节车底磁***于磁轨上方。此设计的优势在于，通过调节车底磁体与磁轨的垂直间距调整悬浮车辆浮力，使车辆与磁轨保持合理的磁浮间距。

优选的，所述电动机选用伺服电机。

优选的，所述车体上设置有控制室。

优选的，所述车体和磁轨设置在管道内。此设计的好处是，采用管道内运输，管道环境较优，阻力小，安全度高，相比自然运行环境，管道内可以实现高效稳定的运行。

优选的，所述车体的尾部设置有垂直尾翼。此设计的好处是，可使车辆在低真空状态稳定直线前行。

优选的，所述车体的两侧设置有电动导向轮，电动导向轮与轨道内侧接触。此设计的好处是，电动导向轮可防止车辆严重侧倾，影响车辆运行，提升运行安全性。

优选的，所述车体底部设置有至少两组电动重力平衡器。此设计的好处是，可使车辆左右平衡，保证车辆稳定运行。

优选的，所述轨道内设置有至少两个辅助启动推进器，辅助启动推进器分别安装在站点位置的轨道内。此设计的好处是，通过辅助启动推进器，在车体启动时，给车体一个推动力，保证车体顺利启动。

一种主动式磁悬浮运输车的工作方法，包括以下步骤：

在始发站台，车体放置在磁轨上处于悬浮静止状态，当乘客进入车体车箱后，控制室关闭车箱门后，启动电动机旋转，车体向前运行；

当车体将要达到下一站点时，控制室控制电动机反转，给车体制动力，使车体缓慢停靠在站点，乘客上下车，然后控制室再次控制启动电动机旋转，车体继续向前运行；

当车体将要到达终点站时，控制室控制电动机断电，使车体失去推动力，使车体缓慢停靠在终点站，乘客下车，控制室停止工作。

一种主动式磁悬浮运输车，包括车体和磁轨，车体上设置有主驱动器；

主驱动器包括电动机、磁轮、蓄电池和电源综合管理控制系统，蓄电池、电源综合管理控制系统分别与电动机连接，电动机连接磁轮，磁轮外周上设置有多个与磁轨极性相异的磁轮磁体；

车体底部两侧设置有车底磁体，车底磁体与磁轨极性相同；

轨道上铺设有三条磁轨，车底磁***于两边磁轨上方，磁轮磁***于中间磁轨上方，车底磁体与磁轨同极相斥，使车体呈悬浮状态；电动机驱动磁轮转动，磁轮磁体与磁轨异极相吸，使转动的磁轮磁体与磁轨之间产生推动力，驱动车体前行。

本发明的有益效果在于：

1)本发明主动式磁悬浮运输车，改变了传统磁悬浮车的驱动方式，改被动驱动为主动驱动，仅仅在车体上设置主驱动器，不再轨道上设置多个驱动器，能够实现更为精准的控制。

2)本发明主动式磁悬浮运输车，在车体上设置主驱动器，结构设计更为科学合理，同时施工更简单、成本更低，能够实现路面运输或管道内运输，具有良好的经济效益和市场效益，值得推广应用。

附图说明

图1为本发明主动式磁悬浮车的主视图；

图2为本发明主动式磁悬浮车的侧视图；

图3为本发明主动式磁悬浮车管道内的侧视图；

图4为本发明中磁轨的结构示意图；

图5为本发明中磁轮的主视图；

图6为本发明另一方案主动式磁悬浮车的侧视图；

其中：1-磁轨，2-车底磁体，3-磁轮，4-车体，5-电源综合管理控制系统，6-支座，7-电动机，8-电动千斤顶磁轮调节器，9-磁轮磁体，10-轨道，11-车辆平衡磁体，12-轨道平衡磁体，13-蓄电池，14-套管，15-尾翼，16-电动调节车底磁体，17-电动导向轮，18-电动重力平衡器，19-管道，20-辅助启动推进器，21-车辆平衡磁体调节器。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1-5所示，本实施例提供一种主动式磁悬浮运输车，包括车体4和磁轨1，车体4上设置有主驱动器；

主驱动器包括电动机7、磁轮3、蓄电池13和电源综合管理控制系统5，蓄电池13、电源综合管理控制系统5分别与电动机7连接，电动机7连接两侧磁轮3，两侧磁轮3分别位于磁轨1上方，磁轮3外周上设置有多个与磁轨极性相异的磁轮磁体9；

车体4底部设置有车底磁体2，车底磁体2位于磁轨1上方且车底磁体2与磁轨1极性相同；

车体4位于磁轨1上，车底磁体2与磁轨1同极相斥，使车体呈悬浮状态；电动机7驱动两侧磁轮3转动，磁轮磁体9与磁轨1异极相吸，使转动的磁轮磁体9与磁轨1之间产生推动力，驱动车体前行。

具体而言，车体4可包含有多节车箱，车体4两端为驾驶控制室。本实施例中，电动机7位于车体中间位置，电动机7选用伺服电机，电动机7的输出轴通过联轴器连接传动轴，传动轴的端部通过键连接磁轮3。

车体4的两侧对称设有两个磁轮3，磁轮3与车底磁体2处于一条直线上。当车体4放置在磁轨1上时，磁轮3与车底磁体2都位于磁轨1的正上方，车底磁体2与磁轨1极性相同，起到悬浮力的作用，磁轮磁体9与磁轨1极性相异，磁轮3转动时，起到推动力的作用。

磁轨1铺设在轨道10上。针对传统的轨道运行，只需在轨道上铺设磁轨，就可以将磁悬浮运输车安放在传统轨道上，方便传统轨道的改造，使其适应磁悬浮运输车的运行需求。

车体4底部还安装有电动调节车底磁体16，电动调节车底磁体16位于磁轮3两侧，且电动调节车底磁体16位于磁轨1上方，通过安装独立的电动调节车底磁体16，由电机带动丝杠，丝杠上装有丝块，丝块上独立安装有车底磁体。通过调节磁体16与磁轨1之间的垂直间距调整悬浮车辆浮力，使车辆与磁轨保持合理的磁浮间距。因为每次车辆载荷都不会一样，会导致车体与磁轨间距不一样，通过电动调节车底磁体的作用，可以使车体与磁轨的间距保持在合理区间。

车体4底部两侧对称设置有车辆平衡磁体11，轨道内侧设置有与车辆平衡磁体11同极的轨道平衡磁体12。车辆平衡磁体11由车辆平衡磁体调节器21控制其上下位置的调节，对于不同载荷的车体，能够保证车辆平衡磁体11和轨道平衡磁体12的对中，保证车体平衡效果，本实施例中车辆平衡磁体调节器21选用电动推杆。

轨道10内设置有至少两个辅助启动推进器20，辅助启动推进器20分别安装在站点位置的轨道内，每个站点的轨道内安装一个辅助启动推进器20。辅助启动推进器20包括依次连接的电机、丝杠和丝块，丝块与丝杠配合连接且丝块可以发生小角度倾斜。在车体4启动初始，由于车体的载荷不同，磁轮3与磁轨1之间产生的磁推动力有时不足，此时通过电机驱动丝杠转动，丝块推动车体端部，给车体4一个推动力，起到辅助车体4起步的作用，从而保证车体4顺利启动。

控制室为常规设计，通过控制室控制电动机的工作状态，控制室内有PLC，可按照事先设计的路线编写录入程序，实现智能化、自动化运营控制。

实施例2：

一种主动式磁悬浮运输车，结构如实施例1所述，其不同之处在于：电动机7输出轴、联轴器和传动轴整体置于套管14内，套管14放置在支座6上，支座6底部设置有电动千斤顶磁轮调节器8。通过电动千斤顶磁轮调节器，可以调节磁轮的高低位置。磁轮上下位置高低调节，可增加对磁轨的吸力或减小对磁轨的吸力，其作用是可增加或减小磁轮对磁轨的磁驱动力。

车体4和磁轨1设置在管道19内。采用管道内运输，管道环境较优，阻力小，安全度高，相比自然运行环境，管道内可以实现高效稳定的运行。

实施例3：

一种主动式磁悬浮运输车，结构如实施例1所述，其不同之处在于：车体4的尾部安装有垂直尾翼15。尾翼可使车辆在低真空状态稳定直线前行。

车体4的两侧安装有电动导向轮17，电动导向轮17与轨道10内侧接触。电动导向轮可防止车辆严重侧倾，影响车辆运行，提升运行安全性。电动导向轮17为可伸缩式，通过液压缸实现电动导向轮17的向外伸出或向内收缩，起到辅助刹车的作用。

车体4底部安装有两组电动重力平衡器，车体底部前后各一组。可使车辆左右平衡，可使车辆稳定运行。重力平衡器包括电机、丝杠、配重块，电机输出轴连接丝杠，丝杠上套有配重块，通过控制室控制电机运行，调整配重块在车底的左右位置，以调节车体重量的整体平衡，避免侧倾。

实施例4：

如实施例1或2所述的一种主动式磁悬浮运输车的工作方法，具体工作过程如下：

在始发站台，车体4放置在磁轨1上处于悬浮静止状态，当乘客进入车体车箱后，控制室关闭车箱门后，启动电动机7旋转，两侧磁轮3转动，磁轮磁体9与磁轨1之间极性相吸产生推动力，推动车体4向前运行；

当车体4将要达到下一站点时，控制室控制电动机7反转，磁轮磁体9与磁轨1之间产生反向的推动力，给车体4制动力，使车体4缓慢停靠在站点，乘客上下车，然后控制室再次控制启动电动机7旋转，车体4继续向前运行；

当车体4将要到达终点站时，控制室控制电动机7断电，车体4失去推动力，与此同时，磁轮3惯性旋转给蓄电池13充电，电动导向轮17向外伸出紧靠轨道，起到辅助刹车的效果，最终使车体缓慢停靠在终点站，乘客下车，控制室停止工作。

采用实施例2的技术方案时，由于管道内的环境较优，没有外界自然环境的干扰，车体运行过程中的阻力较小，几乎为零，磁轮磁体与磁轨之间产生的磁驱动推力，可以实现更为精准的控制车体运行的状态，更容易实现无人驾驶。

实施例5：

如图6所示，一种主动式磁悬浮运输车，包括车体4和磁轨1，车体上设置有主驱动器；

主驱动器包括电动机7、磁轮3、蓄电池和电源综合管理控制系统，蓄电池、电源综合管理控制系统分别与电动机7连接，电动机7连接磁轮3，磁轮3外周上设置有多个与磁轨极性相异的磁轮磁体9；

车体4底部两侧设置有车底磁体2，车底磁体2与磁轨1极性相同；

轨道10上铺设有三条磁轨1，车底磁体2位于两边磁轨1上方，磁轮磁体9位于中间磁轨1上方，车底磁体2与磁轨1同极相斥，使车体4呈悬浮状态；电动机7驱动磁轮3转动，磁轮磁体9与磁轨1异极相吸，使转动的磁轮磁体9与磁轨1之间产生推动力，驱动车体前行。