阅读说明：本技术 一种直线永磁涡流减速装置 (Linear permanent magnet eddy current speed reduction device ) 是由 刘军 王玮华 沈文波 郑奎涛 蒋大鹏 于 2019-07-22 设计创作，主要内容包括：一种直线永磁涡流减速装置,永磁体组件(2)呈梳齿状垂直安装在滑车(6)上,每两永磁体组件(2)之间留有间隙一(12),每个感应板组件(3)由多个感应板(9)呈梳齿状垂直安装在垂直滑轨(7)之间的构筑物(14)上,每两个感应板(9)之间留有间隙二(13)。当滑车(6)运动到预定行程或者速度,安装在滑车(6)上的永磁体组件(2)进入感应板组件(3)安装区域,间隙一(12)穿过感应板(9)的间隙二(13),感应板(9)切割滑车(6)上的永磁体(8)磁场,产生涡流制动力,滑车(6)在涡流制动力的作用下快速减速。本发明可以很好地解决40m/s以上速度、重型物体减速制动技术问题,且结构简单、适用范围广、可靠性高。(A linear permanent magnet eddy current speed reduction device is characterized in that permanent magnet assemblies (2) are arranged on a pulley (6) in a comb-tooth shape, a first gap (12) is reserved between every two permanent magnet assemblies (2), each induction plate assembly (3) is arranged on a structure (14) between vertical sliding rails (7) in a comb-tooth shape through a plurality of induction plates (9), and a second gap (13) is reserved between every two induction plates (9). When the pulley (6) moves to a preset stroke or speed, the permanent magnet assembly (2) installed on the pulley (6) enters the installation area of the induction plate assembly (3), the gap I (12) penetrates through the gap II (13) of the induction plate (9), the induction plate (9) cuts the magnetic field of the permanent magnet (8) on the pulley (6) to generate eddy braking force, and the pulley (6) is rapidly decelerated under the action of the eddy braking force. The invention can well solve the technical problems of speed reduction and braking of heavy objects with the speed of more than 40m/s, and has simple structure, wide application range and high reliability.)

一种直线永磁涡流减速装置

技术领域

本发明涉及一种能在垂直滑轨上使用的永磁涡流减速技术，特别涉及一种直线永磁涡流减速装置。

背景技术

永磁涡流减速技术是利用一系列N、S极交替排列的永磁体产生方向交替分布的磁场，当携带感应板的运动物体相对于永磁体磁场运动时，感应板切割磁力线产生感应电动势及涡流，通过涡流磁场与永磁体磁场的相互作用，产生随速度变化而变化的反向制动力，从而将物体的动能转化成感应板上的热能，实现物体的减速。

目前永磁涡流制动技术在垂直游乐设施使用的跳楼机、运用在铁路上使火车减速的装置，均属于直线永磁涡流制动技术，这两个运用环境由于不受安装空间限制，永磁体与感应板简单组合，制动效率相对较低。不能解决大质量、高速度、短距离快速制动的技术问题。

发明内容

技术目的：本发明提供了一种直线永磁涡流减速装置，可以很好地解决40m/s以上速度、重型物体减速制动技术问题，且结构简单、适用范围广、可靠性高。

技术方案：一种直线永磁涡流减速装置，包括垂直试验塔、永磁体组件、感应板组件、滑车，垂直滑轨、永磁体、感应板，永磁体组件呈梳齿状垂直安装在滑车上，每两永磁体组件之间留有间隙一，每个感应板组件由多个感应板呈梳齿状垂直安装在垂直滑轨之间的构筑物上，每两个感应板之间留有间隙二。所述永磁体组件由多个永磁体按一定的磁场方向组成，感应板刚好可穿过间隙，感应板布设长度与制动力相匹配。

当滑车运动到预定行程或者速度，安装在滑车上的永磁体组件进入感应板组件安装区域，间隙一穿过感应板的间隙二，感应板切割滑车上的永磁体磁场，产生涡流制动力，滑车在涡流制动力的作用下快速减速。

进一步地，所述永磁体组件由四组梳齿型永磁体涡流减速模块组成，每个模块由左右各90块永磁体组成，感应板为四组，间隙二为三个，与四组梳齿型永磁体涡流减速模块相对应。

进一步地，在垂直滑轨减速行程的末端还设置有包括液压缓冲缸和塔底刚性支座的塔底液压缓冲装置。

进一步地，为实现工作区域的磁场强度增强、非工作区域的磁场减弱特殊性能要求，对每一块永磁体磁场方向进行合理的排布，永磁体的磁场方向为：以每列感应板位置为对称面，在其左右两侧、每六个永磁体形成回型封闭磁场。

进一步地，所述永磁体最好为N45M型高能永磁体。

进一步地，所述感应板的布设长度与制动力相匹配，最好选取两种以上电导率材料，当速度最大，采用电导率小、制动力大的感应板材料，当速度降低到一定数值之后，采用电导率较大的感应板材料。

技术效果：本发明提供的一种直线永磁涡流减速装置可满足质量4800kg、速度40m/s以上水平和垂直运动物体，在60m距离内减速制动能力，具有性能可靠、使用便捷、免维护等诸多优点，具有较高推广应用价值。

其技术效果有：

1.梳齿型直线永磁涡流减速装置采用国产耐温、高能级永磁体，通过优化磁感应场排布，将多层永磁体和感应板梳齿状排列，有效控制磁场方向并采取模块化设计思路，使制动效率成倍增加。

2.采用了安装在运动物体上的车载永磁体组件作为短动子、安装在垂直或水平轨道中间构筑物上的长距离感应板作长定子，大大节省建设费用，降低了产品成本。

3.车载永磁体组件由4组梳齿型永磁体涡流减速模块组成，每个模块由左右各90块永磁体组成，对每一块永磁体磁场方向进行合理的排布，可以实现工作区域的磁场强度增强、非工作区域侧面、背面等的磁场减弱特殊性能要求，从而实现即可以减少永磁体的用量，又可以实现减少永磁体对周围试验设备的影响。

4.选用N45M型高能永磁体，可以满足室外使用和耐冲击性要求。

综上所述，本发明产品结构简单，无需人工干预、性能稳定可靠，将永磁体安装在运动物体上，成本相对较低。模块化、梳齿型结构充分考虑了工程可实施性并提高了减速效率，设计新颖，实用性较好，技术推广使用前景广阔，将在减速制动技术领域发挥重要作用。

附图说明

图1是本发明车载永磁体、感应板与垂直轨道结构示意图；

图2是本发明车载永磁体组件与感应板组件结构示意图；

图3是本发明塔底液压缓冲装置结构示意图；

图4是本发明实施例结构示意图。

其中，1-垂直试验塔、2-永磁体组件、3-感应板组件、4-塔底液压缓冲装置、5-地基、6-滑车、7-垂直滑轨、8-永磁体、9-感应板、10-液压缓冲缸、11-塔底刚性支座、12-间隙一、13-间隙二、14-构筑物.

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1给出了本发明车载永磁体、感应板与垂直轨道相对位置关系，由此可以看出，永磁体组件2呈梳齿状垂直安装在滑车6上，每两永磁体组件2之间留有间隙一12，每个感应板组件3由多个感应板9呈梳齿状垂直安装在垂直滑轨7之间的构筑物14上，每两个感应板9之间留有间隙二13，所述永磁体组件2由多个永磁体8按一定的磁场方向组成，感应板9刚好可穿过间隙一12，感应板9布设长度与制动力相匹配。

图2是本发明车载永磁体组件与感应板组件结构示意图；所述永磁体组件2由四组梳齿型永磁体涡流减速模块组成，每个模块由左右各90块永磁体组成，感应板9为四组，间隙二13为三个，与四组梳齿型永磁体涡流减速模块相对应。为实现工作区域的磁场强度增强、非工作区域的磁场减弱特殊性能要求，对每一块永磁体磁场方向进行合理的排布，永磁体8的磁场方向为：以每列感应板9位置为对称面，在其左右两侧、每六个永磁体8形成回型封闭磁场。

所述永磁体8最好为N45M型高能永磁体。

当滑车6运动到预定行程或者速度，安装在滑车6上的永磁体组件2进入感应板组件3安装区域，间隙一12穿过感应板9的间隙二13，感应板9切割滑车6上的永磁体8磁场，产生涡流制动力，滑车6在涡流制动力的作用下快速减速。

感应板材料筛选和减速弹道控制方面还解决了以下技术问题：

1.满足整个减速过程中减速过载的恒定。试验件刚进入减速系统时速度最大，采用电导率小、制动力大的感应板材料，当速度降低到一定数值之后，采用电导率较大的感应板材料。

2.垂直试验工况下，为满足小速度进入减速段制动效率低问题，在永磁体及感应板一定的前提下，在一定的速度范围内制动力与速度成递增关系。当速度超出一定的范围后，制动力与速度成递减关系，即出现速度拐点。当试验件以较小的速度进入减速系统时，因速度较小，制动力较小，此时重力大于制动力，试验滑车的速度不降反增。当试验滑车进入末端感应板时，此时的速度又高于末端感应板的拐点值，此时制动力很小无法完成刹车减速，必须通过末端减速装置实现试验件最终制动。在图3中在垂直滑轨7减速行程的末端还设置有包括液压缓冲缸10和塔底刚性支座11的塔底液压缓冲装置4。

3.梳齿型直线永磁涡流减速装置可根据试验件质量及速度调整模块数量；根据需要制动力大小选择合适的感应板材料，对于40m/s刹车速度，选取两种以上电导率材料作为感应板，其布设长度与制动力相匹配。

本发明的实施例：

永磁体组件2安装在滑车6上，滑车6从120m高垂直试验塔1顶端沿垂直滑轨7自由下落，达到下沉试验速度40m/s后试验件弹射离机，滑车6随后进入感应板组件3安装区域，垂直试验塔1上布设的四列感应板9切割滑车6上的八组永磁体8磁场，产生涡流制动力，滑车6在涡流制动力的作用下快速减速，速度降至1m/s以内后，保持匀速下滑状态，滑车6下滑至垂直试验塔1底部，撞击塔底液压缓冲装置4，液压缓冲缸10压缩吸能，并将制动力由塔底刚性支座11传递至地基5，实现滑车减速制动功能。

以上方案仅为发明的较佳实施例，当然不能以此来限定本发明之权利范围，依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。