專(zhuān)利名稱(chēng)：磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)，具體地說(shuō)是一種磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)。
技術(shù)背景21世紀(jì)將是環(huán)保的世紀(jì)。當(dāng)今時(shí)代最緊迫的需要之一，即一種替代性的 清潔、智能、環(huán)保的城市交通系統(tǒng)。電動(dòng)汽車(chē)是一種可行的解決方法，能提 高城市空氣質(zhì)量，降低對(duì)礦物能源的依賴(lài)。關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)的報(bào)道有許多，但 關(guān)于磁懸浮汽車(chē)的報(bào)道較少，近期只有一例。如日本?？藠W科技開(kāi)發(fā)公司設(shè) 計(jì)并制作了一個(gè)長(zhǎng)52厘米，寬23厘米，高14厘米、重4000克的微型磁懸 浮汽車(chē)模型，并在26米長(zhǎng)的直線距離上成功地進(jìn)行了一次行駛試驗(yàn)，時(shí)速達(dá) 25千米。該汽車(chē)所有車(chē)輪的中間都安裝了旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)；在車(chē)輪的外側(cè)，安裝 了兩個(gè)磁鐵。試驗(yàn)在20毫米厚鋁板鋪成的路面上進(jìn)行。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)使車(chē)輪旋轉(zhuǎn) 時(shí)，路面鋁板上的磁場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生感生電流，路面磁場(chǎng)與車(chē)輪上的磁鐵 相互作用產(chǎn)生浮力和推動(dòng)力。當(dāng)時(shí)速超過(guò)10千米時(shí)，汽車(chē)模型懸浮距路面6 至7毫米，而且?guī)缀鯖](méi)有搖晃地向前行駛。這和磁懸浮列車(chē)的原理有近似的 地方。研究人員將以此為開(kāi)端，著手研究實(shí)用的磁懸浮汽車(chē)。除此之外，暫 無(wú)磁懸浮汽車(chē)產(chǎn)品的相關(guān)報(bào)道。目前還沒(méi)有檢索到關(guān)于懸浮履帶式直線電機(jī) 電力驅(qū)動(dòng)車(chē)的相關(guān)專(zhuān)利。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，包括車(chē)架和位于車(chē)架內(nèi)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē) 控制系統(tǒng)，車(chē)架兩側(cè)各設(shè)一條履帶，履帶與車(chē)架之間設(shè)有磁懸浮系統(tǒng)，所述 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為固定于車(chē)架的初級(jí)和鑲嵌在履帶上的次級(jí)構(gòu)成的左、右兩臺(tái)直線 電機(jī)，左、右兩臺(tái)直線電機(jī)的電磁線圈繞組通過(guò)變頻器與控制器電氣連接， 所述前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē)控制系統(tǒng)包括對(duì)應(yīng)的控制拉桿和踏板以及與各 拉桿和踏板相連的傳感器，傳感器接入所述控制器。所述履帶內(nèi)表面兩邊鋪有高強(qiáng)永磁體，與履帶永磁體相對(duì)面的車(chē)架位置裝 有極性相同的永磁體和可調(diào)節(jié)電流的電磁鐵，數(shù)組永磁體和可調(diào)節(jié)電流的電磁 鐵組成可調(diào)節(jié)懸浮力的懸浮系統(tǒng)，履帶繞在車(chē)架底部前后的兩個(gè)支承輪上，車(chē) 架上還設(shè)有履帶張緊機(jī)構(gòu)；所述控制器為可編程序控制器或數(shù)字信號(hào)處理器 或單片機(jī)或工控機(jī)。所述履帶張緊機(jī)構(gòu)的張緊形式有三種 一、下面兩個(gè)支承輪，中間有一個(gè)張緊輪，張緊輪軸線高于兩支承輪的軸線；二、下面有兩個(gè)支承輪，偏前進(jìn)方 向上有一偏置張緊輪；三、由前后兩個(gè)支承輪組成，兩個(gè)支承輪中任何一個(gè)輪 軸位于前后調(diào)節(jié)滑道中。所述履帶外表面有三種形式， 一、由多層橡膠或塑料復(fù)合而成實(shí)心結(jié)構(gòu)； 二、由多層橡膠或塑料復(fù)合而成，截面中部為空心結(jié)構(gòu)；三、上中下三層為 橡膠或塑料復(fù)合而成，中間層是有空隙的斜復(fù)合條或呈波紋狀的復(fù)合條與上下 層連接構(gòu)成。所述履帶內(nèi)表面有永磁體、直線電機(jī)次級(jí)、支承導(dǎo)軌組件，這些組件機(jī)構(gòu) 有兩種布置形式， 一、直線電機(jī)次級(jí)位于履帶縱向中部，靠近直線電機(jī)次級(jí)兩 邊各布置一排永磁體，永磁體外側(cè)各布置一排支承導(dǎo)軌；二、直線電機(jī)次級(jí)位 于履帶縱向中部，靠近直線電機(jī)次級(jí)兩邊各布置一排支承導(dǎo)軌，支承導(dǎo)軌外側(cè) 各布置一排永磁體。所述直線電機(jī)次級(jí)可以是以下五種形式之一 一、鐵、銅板復(fù)合次級(jí)，二、 鐵、鋁板復(fù)合次級(jí)，三、銅板或銅帶或銅網(wǎng)和具有軟鐵性質(zhì)且具有較高柔性的 高導(dǎo)磁性質(zhì)塑料、橡膠材料復(fù)合次級(jí)，四、鋁板或鋁帶或鋁網(wǎng)和具有軟鐵性質(zhì) 且具有較高柔性的高導(dǎo)磁性質(zhì)塑料、橡膠材料復(fù)合次級(jí)，五、鐵板或鐵帶或鐵 網(wǎng)和具有軟鐵性質(zhì)且具有較高柔性的高導(dǎo)磁性質(zhì)塑料、橡膠材料復(fù)合次級(jí)。所述支承導(dǎo)軌組件包括支承導(dǎo)軌、軸承和與車(chē)架連接的車(chē)架連接件，結(jié)構(gòu) 方式有三種 一、支承導(dǎo)軌截面為倒"T"型，車(chē)架連接件上的軸承位于倒"T" 型支承導(dǎo)軌兩邊水平面上；二、支承導(dǎo)軌截面為對(duì)稱(chēng)梯型，兩腰為車(chē)架連接件 上軸承的支承面；三、支承導(dǎo)軌截面為梯型， 一腰斜面為車(chē)架連接件上軸承的 支承面。所述制動(dòng)系統(tǒng)包括電渦流制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)裝置，所述機(jī)械制動(dòng)裝置由位于 履帶上的支承導(dǎo)軌和與支承導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)的摩擦片組成。本發(fā)明電力驅(qū)動(dòng)車(chē)使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，具有很小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、速 度快、重心低、通過(guò)能力強(qiáng)、安全性好等特點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)充分利用了直線電機(jī)在直接直線驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小， 使電動(dòng)車(chē)加減速性能好，且具有高速性能。懸浮系統(tǒng)使機(jī)械摩擦小，可實(shí)現(xiàn) 變速行駛。釆用電池組供電，沒(méi)有大氣污染。 (2)由于采用履帶結(jié)構(gòu)，對(duì)道路的要求極低，通過(guò)能力強(qiáng)，有利于減少 道路基礎(chǔ)設(shè)施的投資。由于整車(chē)重心極低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。所以不易傾覆，安全 性能好，有利于司乘人員的安全。(3)磁懸浮系統(tǒng)采用電磁、永磁混合懸浮系統(tǒng)，永磁體提供基本的懸浮力，電磁鐵提供可控的懸浮力。由于磁力懸浮的作用，使車(chē)架和產(chǎn)生振動(dòng)的部分 脫離接觸，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)電磁力，使懸浮系統(tǒng)適應(yīng)不同路況的要求，對(duì) 改善車(chē)輛行駛平順性和使用性能有重要意義。


圖1為整車(chē)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3， 4， 5為三種履帶位置形式圖；圖6， 7， 8為車(chē)架支承架示意圖；圖9， IO為永磁體、軌道支承，次級(jí)在履帶上的兩種分布形式； 圖ll， 12， 13為三種履帶截面示意圖； 圖14為整車(chē)控制系統(tǒng)原理圖； 圖15為控制系統(tǒng)主程序流程圖； 圖16為永磁、電磁混合磁懸浮系統(tǒng)組成框圖。圖中，l.張緊輪 2、 IO.支承輪 3，永磁體4.電磁鐵 5.履帶 6.前制動(dòng)器(片) 7.直線電機(jī)8.間隙控制輪 9.后制動(dòng)器(片)ll.控制系統(tǒng)裝置 12.電池組 13.電子離合器踏板 14.制動(dòng)踏板 15.變速踏板 16.綜合顯示屏 17.左直線電機(jī)控制操縱拉桿18.右直線電機(jī)控制操縱拉桿19.前進(jìn)倒車(chē)復(fù)位三聯(lián)拉桿 20.座椅 21.車(chē)架 22.直線電機(jī)支承架23.車(chē)架支承架24.支承導(dǎo)軌25.直線電 機(jī)次級(jí) 26.直線電機(jī)初級(jí) 27.復(fù)合條 28.履帶中空心 29.軸承具體實(shí)施方式
如圖1、 2所示，本電力驅(qū)動(dòng)車(chē)整車(chē)結(jié)構(gòu)主要包括車(chē)架21、以及控制系 統(tǒng)部分11、磁懸浮履帶部分、駕駛操縱部分、制動(dòng)部分、電池組12部分。 磁懸浮履帶部分構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，車(chē)架21兩側(cè)各設(shè)一條履帶5，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為固 定于車(chē)架21的直線電機(jī)電磁線圈作為初級(jí)和鑲嵌在履帶5上的復(fù)合板(直線 電機(jī)次級(jí))作為次級(jí)構(gòu)成的左、右兩臺(tái)直線電機(jī)7，履帶5內(nèi)表面鋪有永磁 體3，與履帶永磁體3相對(duì)面的車(chē)架21位置裝有極性相同的永磁體3，數(shù)組 永磁體3和可調(diào)節(jié)電流的電磁鐵4組成可調(diào)節(jié)懸浮力的懸浮系統(tǒng)，履帶5繞在 車(chē)架21底部前后的兩個(gè)支承輪2、 10上，車(chē)架21上還設(shè)有張緊輪1頂在 帶5內(nèi)側(cè)。永磁體3是高強(qiáng)永磁鐵，直線電機(jī)7電磁線圈繞組與車(chē)架21上的電池組12電路連接。駕駛操縱部分集中布置在座椅20的前方，綜合顯示屏 16顯示有關(guān)數(shù)據(jù)，座椅20前左右兩側(cè)分別設(shè)置左履帶操縱拉桿17和右履帶 操縱拉桿18。如圖1至5所示，左、右兩臺(tái)直線電機(jī)7的電磁線圈繞組與變 頻器、可編程序控制器電氣連接，前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē)控制系統(tǒng)包括對(duì) 應(yīng)的控制拉桿及踏板以及與各拉桿踏板相連的傳感器，傳感器接入可編程序 控制器，可編程序控制器通過(guò)變頻器與左、右直線電機(jī)7控制連接。利用直 線電機(jī)支承架22的幾個(gè)間隙控制輪8保證直線電機(jī)初級(jí)26與次級(jí)25保持一 定的間隙值，直線電機(jī)支承架22與車(chē)架21浮動(dòng)連接，并可對(duì)直線電機(jī)支承架 22相對(duì)的履帶5的接觸地面起到一定的仿形作用。使直線電機(jī)初級(jí)26與次級(jí) 25的間隙不因路況的變化而產(chǎn)生大的波動(dòng)。利用直線電機(jī)7作為履帶式電動(dòng) 車(chē)輛的動(dòng)力源，電磁推力推動(dòng)車(chē)架使履帶向前平鋪，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)輛向前 行駛。履帶內(nèi)表面的永磁體3、直線電機(jī)次級(jí)25、支承導(dǎo)軌24組件的布置形 式可以如圖9所示，直線電機(jī)次級(jí)25位于履帶5縱向中部，靠近直線電機(jī)次 級(jí)25兩邊各布置一排永磁體3，永磁體3外側(cè)各布置一排支承導(dǎo)軌24。履帶 內(nèi)表面的永磁體3、直線電機(jī)次級(jí)25、支承導(dǎo)軌24組件的布置形式也可以按 圖10所示布置，直線電機(jī)次級(jí)25位于履帶5縱向中部，靠近直線電機(jī)次級(jí) 25兩邊各布置一排支承導(dǎo)軌24，支承導(dǎo)軌24外側(cè)各布置一排永磁體3。如圖 2所示，駕駛室內(nèi)安放前進(jìn)倒車(chē)復(fù)位三聯(lián)拉桿19、左右轉(zhuǎn)向拉桿17， 18、電 子離合器踏板13、變速踏板15、制動(dòng)踏板14、停止按鈕等，這些操作拉桿 和按鈕與基于可編程邏輯控制器和變頻器的控制系統(tǒng)11相連。如圖3所示，履帶張緊機(jī)構(gòu)的張緊形式還可以是下面兩個(gè)支承輪2、 10 中的一個(gè)輪軸位于前后調(diào)節(jié)滑道中。如圖4所示，履帶張緊機(jī)構(gòu)的張緊形式可 以是下面兩個(gè)支承輪2、 10，中間有一個(gè)張緊輪l，張緊輪l軸線高于兩支承 輪2、 IO的軸線。如圖5所示，履帶張緊機(jī)構(gòu)的張緊形式也可以是下面有兩個(gè) 支承輪2、 10，偏前進(jìn)方向上有一偏置張緊輪l。如圖6所示的車(chē)架支承架示意圖中，支承導(dǎo)軌24截面為倒"T"型，車(chē) 架連接件支承架23上的軸承29位于倒"T"型支承導(dǎo)軌24兩邊水平面上。如 圖7所示，支承導(dǎo)軌組件與車(chē)架連接還可以采用以下形式，支承導(dǎo)軌24截面 為對(duì)稱(chēng)梯型，兩腰為車(chē)架連接件支承架23上軸承29的支承面。如圖8所示， 支承導(dǎo)軌組件與車(chē)架連接還可以采用以下形式，支承導(dǎo)軌24截面為梯型，一 腰斜面為車(chē)架連接件支承架23上軸承29的支承面。汽車(chē)的制動(dòng)部分。汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)是用以強(qiáng)制行駛中的汽車(chē)減速或停車(chē)、
使下坡行駛的汽車(chē)的車(chē)速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車(chē)在原地(包括在斜坡 上)駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。隨著高速公路的迅速發(fā)展和車(chē)速的提高以及車(chē)流密度 的日益增大，為了保證行車(chē)安全，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的工作可靠性顯得日益重要。 也只有制動(dòng)性能良好，制動(dòng)系統(tǒng)可靠的汽車(chē)，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。根 據(jù)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)至少有兩套的思想，在設(shè)計(jì)的汽車(chē)當(dāng)中也設(shè)計(jì)了兩套制動(dòng)系 統(tǒng)。其一是電氣式的，即當(dāng)需要?jiǎng)x車(chē)時(shí)，停止給初級(jí)線圈供電，但由于慣性， 初、次級(jí)間還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的初、次級(jí)切割磁力線， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生一個(gè)反相作用力，對(duì)汽車(chē)有一定的制動(dòng)作用。另 也可接通直流電，進(jìn)行直流電制動(dòng)。其二是機(jī)械式的，為了安全起見(jiàn)，采用 了一般汽車(chē)上的那種機(jī)械式，即鉗摩擦塊式的制動(dòng)裝置，為了使制動(dòng)更安全， 避免在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生側(cè)滑和前滾翻，所以在裝置上采取了一定的措施，開(kāi)始制動(dòng)時(shí)，當(dāng)制動(dòng)踏板14踏到一定的程度時(shí)，后制動(dòng)器9先制動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)踏板 14繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，前制動(dòng)器6才開(kāi)始起作用。前、后制動(dòng)器6、 9采用輕 合金制造，是做成整體的，制動(dòng)液壓缸產(chǎn)生的壓力通過(guò)制動(dòng)器6， 9作用于制 動(dòng)塊，進(jìn)而作用于制動(dòng)支承導(dǎo)軌24實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)。履帶外表面可以采用圖11所示的由多層橡膠或塑料復(fù)合而成實(shí)心結(jié)構(gòu) 形式，也可以采用圖12所示的由多層橡膠或塑料復(fù)合而成，截面中部為空心 結(jié)構(gòu)28形式，還可以采用圖13所示上中下三層為橡膠或塑料復(fù)合而成，中 間層是有空隙的斜復(fù)合條或呈波紋狀的復(fù)合條27與上下層連接構(gòu)成形式?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理如圖14、 15所示。利用變頻調(diào)速的原理，通過(guò)改變兩 側(cè)作為行走機(jī)構(gòu)的直線電機(jī)的速度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和變速，通過(guò)改變電磁線圈繞組 的通電相序?qū)崿F(xiàn)倒車(chē)，通過(guò)直流電制動(dòng)結(jié)合機(jī)械制動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)可靠的制動(dòng)。 建立基于可編程序控制器的控制系統(tǒng)對(duì)整車(chē)的轉(zhuǎn)向、變速、倒車(chē)和制動(dòng)等功 能進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。根據(jù)轉(zhuǎn)向拉桿的位置，傳感器變送輸出模擬信號(hào)到可編程 序控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，變換成數(shù)字量，數(shù)字量經(jīng)可編程序控制器按照一 定的算法處理，變成新的數(shù)字量，輸出到可編程序控制器的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊， 變換成新的模擬信號(hào)，輸送到變頻器的頻率設(shè)定端，當(dāng)左轉(zhuǎn)時(shí)，控制左右直 線電機(jī)7的變頻器的頻率設(shè)定端的輸入模擬信號(hào)(電壓或電流)的大小，使 右邊變頻器頻率設(shè)定端的輸入電壓或電流大于左邊的，由變頻器控制電機(jī)速 度，即右邊直線電機(jī)的速度高于左邊的，從而實(shí)現(xiàn)整車(chē)左轉(zhuǎn)。同理可實(shí)現(xiàn)右 轉(zhuǎn)向。車(chē)輛加減速時(shí)，根據(jù)變速腳踏板15踏下的不同位置，傳感器輸出模擬 信號(hào)到可編程序控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，變換成數(shù)字量，數(shù)字量經(jīng)可編程序 控制器按照一定的算法處理加工，變成新的數(shù)字量，輸出到可編程序控制器
的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，變換成新的模擬信號(hào)，輸送到變頻器的頻率設(shè)定端，從而 控制直線電機(jī)7變頻調(diào)速。制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板14踩下，機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)作用，同時(shí)利用變頻器的制動(dòng)單元結(jié)合制動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)，當(dāng)頻率下降到10Hz左右，接通直流電，進(jìn)行直流電制動(dòng)。倒車(chē)時(shí)按預(yù)設(shè)速度， 一檔倒車(chē)。另外，設(shè)置前進(jìn)倒車(chē)復(fù)位三聯(lián)檔位19、制動(dòng)踏板14、停止按鈕等開(kāi)關(guān)量，由可編程 序控制器對(duì)相應(yīng)的功能進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。保證在前進(jìn)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向、變 速、制動(dòng)，在倒車(chē)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)。磁懸浮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理如圖16所示。磁懸浮系統(tǒng)采用電磁、永磁混合系統(tǒng)。 它包括電磁鐵、永磁體、可編程序控制器(PLC)、固態(tài)調(diào)壓器、直流電源等 部分。永磁體是用高強(qiáng)永磁鐵3，電磁鐵4使用直流電磁鐵，如果對(duì)線圈通 電使電磁鐵產(chǎn)生的極性與永磁體的極性相同，那么電磁鐵4與履帶5上的永 磁體3將會(huì)相互排斥懸浮。永磁體3提供基本的懸浮力，電磁鐵4起調(diào)節(jié)作 用，只要使電磁、永磁合力與懸浮體的重力相平衡，懸浮體就可以懸浮在不 同的位置而處于平衡狀態(tài)。車(chē)架上對(duì)稱(chēng)安裝著四組永磁體3和電磁鐵4，履 帶上鋪著永磁體3。當(dāng)電磁鐵4不通電時(shí)，實(shí)驗(yàn)車(chē)通過(guò)安裝在車(chē)上的永磁體3 與履帶上的永磁體3相互排斥，懸浮于某一位置。當(dāng)電磁鐵4通電時(shí)，系統(tǒng) 通過(guò)控制直流電磁鐵4的端電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮位置的控制，電磁鐵4的端電 壓的變化引起電流的變化，從而使電磁力變化。為了有效控制，采用了 P麗 方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出到電磁鐵4上的電壓?？删幊绦蚩刂破?PLC)經(jīng)過(guò)運(yùn)算后輸 出的是數(shù)字量，而輸出到電磁鐵4上的電壓值是模擬量，必須通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換 電路，將數(shù)值轉(zhuǎn)換成模擬量，輸出到電磁鐵上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮位置的控制。 當(dāng)選擇不同的懸浮檔位時(shí)，控制器會(huì)得到不同的輸入數(shù)字信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理 和數(shù)模轉(zhuǎn)換后將其輸入到固態(tài)調(diào)壓器中，固態(tài)調(diào)壓器根據(jù)輸入的模擬信號(hào)進(jìn) 行調(diào)節(jié)，控制電磁鐵4的端電壓，使電磁線圈得到不同的電流，產(chǎn)生大小不 同垂直方向上的電磁力，加上車(chē)架21上的永磁體3的磁力，與鋪在履帶5 上的永磁體3的磁場(chǎng)相互作用，電磁、永磁的合力將車(chē)架懸浮于不同的位置， 從而實(shí)現(xiàn)可控制的懸浮。本懸浮系統(tǒng)具有自我穩(wěn)定懸浮功能當(dāng)車(chē)架受到外 界干擾向下偏移時(shí)，懸浮氣隙減小，磁場(chǎng)力變大(磁場(chǎng)力與懸浮氣隙的平方成 反比)，而車(chē)架重力大小方向不變，使車(chē)架回到原平衡位置。同理，當(dāng)車(chē)架向 上偏移時(shí)，磁場(chǎng)力變小，重力不變，車(chē)架仍然要回到原平衡位置。這是一種 典型的重力與磁力維持自動(dòng)平衡的實(shí)例。
權(quán)利要求
1. 一種磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，包括車(chē)架和位于車(chē)架內(nèi)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē)控制系統(tǒng)，其特征在于車(chē)架兩側(cè)各設(shè)一條履帶，履帶與車(chē)架之間設(shè)有磁懸浮系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為固定于車(chē)架的初級(jí)和鑲嵌在履帶上的次級(jí)構(gòu)成的左、右兩臺(tái)直線電機(jī)，左、右兩臺(tái)直線電機(jī)的電磁線圈繞組通過(guò)變頻器與控制器電氣連接，所述前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē)控制系統(tǒng)包括對(duì)應(yīng)的控制拉桿和踏板以及與各拉桿和踏板相連的傳感器，傳感器接入所述控制器。
2、 如權(quán)利要求1所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征在于 所述履帶內(nèi)表面兩邊鋪有高強(qiáng)永磁體，與履帶永磁體相對(duì)面的車(chē)架位置裝有極 性相同的永磁體和可調(diào)節(jié)電流的電磁鐵，數(shù)組永磁體和可調(diào)節(jié)電流的電磁鐵組 成可調(diào)節(jié)懸浮力的懸浮系統(tǒng)，履帶繞在車(chē)架底部前后的兩個(gè)支承輪上，車(chē)架上還設(shè)有履帶張緊機(jī)構(gòu)；所述控制器為可編程序控制器或數(shù)字信號(hào)處理器或單片機(jī)或工控機(jī)。
3、 如權(quán)利要求2所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征在于: 所述履帶張緊機(jī)構(gòu)的張緊形式有三種 一、下面兩個(gè)支承輪，中間有一個(gè)張緊 輪，張緊輪軸線高于兩支承輪的軸線；二、下面有兩個(gè)支承輪，偏前進(jìn)方向上 有一偏置張緊輪；三、由前后兩個(gè)支承輪組成，兩個(gè)支承輪中任何一個(gè)輪軸位 于前后調(diào)節(jié)滑道中。
4、 如權(quán)利要求2所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征在于-所述履帶外表面有三種形式， 一、由多層橡膠或塑料復(fù)合而成實(shí)心結(jié)構(gòu)；二、 由多層橡膠或塑料復(fù)合而成，截面中部為空心結(jié)構(gòu)；三、上中下三層為橡膠或 塑料復(fù)合而成，中間層是有空隙的斜復(fù)合條或呈波紋狀的復(fù)合條與上下層連接 構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求2所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征在于: 所述履帶內(nèi)表面有永磁體、直線電機(jī)次級(jí)、支承導(dǎo)軌組件，這些組件機(jī)構(gòu)有兩 種布置形式， 一、直線電機(jī)次級(jí)位于履帶縱向中部，靠近直線電機(jī)次級(jí)兩邊各 布置一排永磁體，永磁體外側(cè)各布置一排支承導(dǎo)軌；二、直線電機(jī)次級(jí)位于履 帶縱向中部，靠近直線電機(jī)次級(jí)兩邊各布置一排支承導(dǎo)軌，支承導(dǎo)軌外側(cè)各布 置一排永磁體。
6、 如權(quán)利要求5所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征在于:所述直線電機(jī)次級(jí)可以是以下五種形式之一 一、鐵、銅板復(fù)合次級(jí)，二、鐵、 鋁板復(fù)合次級(jí)，三、銅板或銅帶或銅網(wǎng)和具有軟鐵性質(zhì)且具有較高柔性的高導(dǎo) 磁性質(zhì)塑料、橡膠材料復(fù)合次級(jí)，四、鋁板或鋁帶或鋁網(wǎng)和具有軟鐵性質(zhì)且具 有較高柔性的高導(dǎo)磁性質(zhì)塑料、橡膠材料復(fù)合次級(jí)，五、鐵板或鐵帶或鐵網(wǎng)和 具有軟鐵性質(zhì)且具有較高柔性的高導(dǎo)磁性質(zhì)塑料、橡膠材料復(fù)合次級(jí)。
7、 如權(quán)利要求5任一所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征 在于所述支承導(dǎo)軌組件包括支承導(dǎo)軌、軸承和與車(chē)架連接的車(chē)架連接件，結(jié) 構(gòu)方式有三種 一、支承導(dǎo)軌截面為倒"T"型，車(chē)架連接件上的軸承位于倒"T"型支承導(dǎo)軌兩邊水平面上；二、支承導(dǎo)軌截面為對(duì)稱(chēng)梯型，兩腰為車(chē)架 連接件上軸承的支承面；三、支承導(dǎo)軌截面為梯型， 一腰斜面為車(chē)架連接件上軸承的支承面。
8、 如權(quán)利要求1至7任一所述的磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，其特征在于所述制動(dòng)系統(tǒng)包括電渦流制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)裝置，所述機(jī)械制動(dòng)裝置 由位于履帶上的支承導(dǎo)軌和與支承導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)的摩擦片組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁懸浮履帶式直線電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)車(chē)，包括車(chē)架和位于車(chē)架內(nèi)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē)控制系統(tǒng)，車(chē)架兩側(cè)各設(shè)一條履帶，履帶與車(chē)架之間設(shè)有磁懸浮系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為固定于車(chē)架的初級(jí)和鑲嵌在履帶上的次級(jí)構(gòu)成的左、右兩臺(tái)直線電機(jī)，左、右兩臺(tái)直線電機(jī)的電磁線圈繞組通過(guò)變頻器與控制器電氣連接，所述前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、倒車(chē)控制系統(tǒng)包括對(duì)應(yīng)的控制拉桿和踏板以及與各拉桿和踏板相連的傳感器，傳感器接入所述控制器。本發(fā)明電力驅(qū)動(dòng)車(chē)使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，具有環(huán)保、速度快、重心低、通過(guò)能力強(qiáng)、安全性好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60L13/00GK101209676SQ200610160038
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者攀 丁, 侯軍興, 劉存祥, 勇 林 申請(qǐng)人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)