一种半悬浮的电动磁悬浮汽车制造技术

本发明专利技术公开了一种半悬浮的电动磁悬浮汽车，该电动磁悬浮汽车包括：车体、磁轮和磁轮驱动电机；所述磁轮安装在所述车体的下部，且所述磁轮的底部与磁浮车道抵接；所述磁浮车道包括路基和铺设于路基上的导体板；所述磁轮驱动电机设置在所述磁轮的中部，用于驱动所述磁轮发生转动，使得所述磁轮带动车体在所述导体板上运动。通过使用本发明专利技术所提供的半悬浮的电动磁悬浮汽车，可以实现整个电动磁悬浮汽车的半悬浮，使得整车与路面的接触面减少，有效地减少车轮的磨耗，增加汽车的使用寿命。

A Semi-suspension Electric Maglev Vehicle

The invention discloses a semi-suspended electric magnetic levitation vehicle, which comprises a car body, a magnetic wheel and a magnetic wheel drive motor; the magnetic wheel is installed at the lower part of the car body, and the bottom of the magnetic wheel is connected with the magnetic levitation lane; the magnetic levitation Lane comprises a roadbed and a conductor plate laid on the roadbed; the magnetic wheel drive motor is located in the middle of the magnetic wheel. The magnetic wheel is used to drive the magnetic wheel to rotate so that the magnetic wheel drives the car body to move on the conductor plate. By using the semi-suspended electric magnetic levitation vehicle provided by the invention, the semi-suspension of the whole electric magnetic levitation vehicle can be realized, the contact surface between the vehicle and the road surface can be reduced, the wheel wear can be effectively reduced, and the service life of the vehicle can be increased.

【技术实现步骤摘要】
一种半悬浮的电动磁悬浮汽车
本专利技术涉及磁悬浮技术，特别涉及一种半悬浮的电动磁悬浮汽车。
技术介绍
现有技术中的“磁悬浮汽车”，大多是在传统电动汽车的基础上，依靠前、后轮磁悬浮支撑系统实现悬浮功能。整个磁悬浮支撑系统包括前、后车轮支撑半轴、调速离合器、前、后磁轮、电机(包括：壳体、定子、转子、磁钢、电磁绕组等)等主要结构。现有技术中的上述磁悬浮汽车实现磁悬浮的具体工作原理为：将前、后车轮支撑半轴固定于车架上，将电机嵌套在相应的磁轮中，使用现有技术中成熟的动力磁悬浮电机技术，利用磁力作用将车轮中电机定子悬浮于空中，使电机转子与定子之间没有机械接触。定子与车身连接并保持悬浮状态，支撑车身的整体重量。轴向上通过外绕组和磁钢作用，提供轴向的磁悬浮力，使得车轮轴向固定，但无接触。利用电磁转矩作用驱动车轮旋转，带动车轮沿路面行驶。汽车的转向亦是利用传统汽车技术中的车轮差速原理来实现。在上述磁悬浮汽车的技术方案中，是将磁浮电机嵌套于车轮中，依靠动力磁悬浮电机技术来实现悬浮功能，并依靠电磁转矩驱车前行。相对而言，该技术方案中的整车结构比较复杂，装配工艺难度大，因而也导致整车成本较高。再者，该技术方案对磁悬浮电机的技术要求较高，支撑整个车体悬浮所需电能也比较大。整个磁悬浮系统对于外界的干扰较敏感。另外，现有技术中还提出了一种用于磁悬浮轨道式铁公路的可变轨道的轨道式磁悬浮汽车。在该技术方案中，在汽车的顶部安装可变轨道的磁铁轮组吸住磁悬浮轨道式铁公路，磁悬浮汽车顶部磁铁轮组和铁轨道用磁铁吸式磁悬浮，磁悬浮汽车下方是直线电机连接磁铁轨道用磁浮式磁悬浮。在上述轨道式磁悬浮汽车的技术方案中，需要设计一系列复杂的控制系统以及检测系统，系统中包括机电协调控制器、悬浮驱动控制器以及各类传感器，控制系统的设计较复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种半悬浮的电动磁悬浮汽车，从而可以实现整个电动磁悬浮汽车的半悬浮，使得整车与路面的接触面减少，有效地减少车轮的磨耗，增加汽车的使用寿命。本专利技术的技术方案具体是这样实现的：一种半悬浮的电动磁悬浮汽车，该电动磁悬浮汽车包括：车体、磁轮和磁轮驱动电机；所述磁轮安装在所述车体的下部，且所述磁轮的底部与磁浮车道抵接；所述磁浮车道包括路基和铺设于路基上的导体板；所述磁轮驱动电机设置在所述磁轮的中部，用于驱动所述磁轮发生转动，使得所述磁轮带动车体在所述导体板上运动。较佳的，所述磁轮包括：橡胶外轮、永磁体阵列和连接层；所述永磁体阵列设置在橡胶外轮和连接层之间；所述连接层设置在所述永磁体阵列和磁轮驱动电机之间，且环绕所述磁轮驱动电机。较佳的，所述永磁体阵列为环形海尔贝克阵列。较佳的，所述导体板为铝板或铜板。如上可见，本专利技术所提供的半悬浮的电动磁悬浮汽车，由于使用了磁轮和铺设于路基上的磁浮车道上的导体板，因此可以基于电动磁悬浮原理，并结合永磁体环形阵列的特性，实现整个电动磁悬浮汽车的半悬浮，使得整车与路面的接触面减少，从而可以有效地减少车轮的磨耗，增加汽车的使用寿命。另外，更进一步的，本专利技术中还可以利用上述的半悬浮状态，将磁场作为弹性介质，使得上述的电动磁悬浮汽车具备更优良的减振性能，提升汽车的运行平稳性以及乘坐舒适度。此外，在本专利技术的技术方案中，还可以将电动磁悬浮系统产生的电磁阻力变为驱动整个汽车前行的一部分驱动力，将“磁阻力”变为前行的“驱动力”，再结合传统驱动前行模式(由车轮与路面的摩擦而产生的摩擦力驱动汽车前行)，可以实现“双重驱动”。附图说明图1为本专利技术实施例中的半悬浮的电动磁悬浮汽车的结构示意图。图2为本专利技术实施例中的磁轮受力分析示意图。图3为本专利技术实施例中的磁轮的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术进一步详细说明。本实施例提供了一种半悬浮的电动磁悬浮汽车。图1为本专利技术实施例中的半悬浮的电动磁悬浮汽车的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例中的半悬浮的电动磁悬浮汽车包括：车体11、磁轮12和磁轮驱动电机15；所述磁轮12安装在所述车体11的下部，且所述磁轮12的底部与磁浮车道抵接；所述磁浮车道包括路基14和铺设于路基14上的导体板13；所述磁轮驱动电机15设置在所述磁轮12的中部，用于驱动所述磁轮12发生转动，使得所述磁轮12带动车体11在所述导体板13上运动。在本专利技术的技术方案中，上述的磁轮在磁轮驱动电机的驱动之下发生转动时，将产生一个随时间变化的磁场；该磁场将切割磁浮车道上的导体板(例如，铝板或铜板)。根据电磁感应定律，该磁场将在导体板内部产生感应电动势，该导体板本身各部分构成回路，从而在导体板中生成与永磁体(即磁轮)一起运动的内循环电流(即镜像涡流)。而该镜像涡流又将产生一个磁场，该镜像涡流产生的磁场与磁轮的磁场相互作用产生一个竖直向上的悬浮力，该悬浮力可将电动磁悬浮汽车整体向上托起一定的高度(但未完全克服整个电动磁悬浮汽车的重力)，使整个电动磁悬浮汽车呈现“半悬浮”的状态，即车轮(磁轮)并未完全脱离磁浮车道上的导体板。而在该电动磁悬浮汽车的行驶过程中，上述的镜像涡流场将施加一水平方向的磁阻力于磁轮上。图2为本专利技术实施例中的磁轮受力分析示意图，根据图2中所示的受力分析可知，上述的磁阻力可为电动磁悬浮汽车的运动(例如，向前行驶或者向后倒退等)提供一部分驱动力；同时，由于磁轮并未完全脱离磁浮车道上的导体板，因此磁轮在导体板上转动时所产生的摩擦力也将提供另一部分的驱动力，从而驱动整个电动磁悬浮汽车沿着相应的方向发生运动。另外，较佳的，如图3所示，在本专利技术的一个具体实施例中，所述磁轮12包括：橡胶外轮21、永磁体阵列22和连接层23；所述永磁体阵列22设置在橡胶外轮21和连接层23之间；所述连接层23设置在所述永磁体阵列22和磁轮驱动电机15之间，且环绕所述磁轮驱动电机15。在本专利技术的技术方案中，上述的连接层可以起到连接作用和缓冲作用；同时，该连接层还可以起到一定的磁屏蔽作用。另外，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述永磁体阵列可以是环形海尔贝克阵列(HalbachArray)。海尔贝克阵列是一种建立在正弦分布磁场的新型永磁体阵列，该阵列可以将磁体组产生的磁场集中于磁体的一侧，而在另一侧磁场将得到最大程度的抵消，从而使得磁体的外磁场能够得到更好的利用(单边特性)。在本专利技术的技术方案中，由于海尔贝克阵列的磁场分布的特殊性，上述的环形海尔贝克阵列的大部分磁场集中于该环形海尔贝克阵列的外部，内部的磁场非常小，所以该环形海尔贝克阵列与磁轮驱动电机之间的相互影响较小。另外，在本专利技术的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置上述环形海尔贝克阵列中的永磁体的个数以及各个永磁体的充磁方向。例如，如图3所示，图3中的环形海尔贝克阵列中设置有16块永磁体，图3中的各个箭头分别代表环形海尔贝克阵列中的每一块永磁体的充磁方向。另外，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例中，所述导体板可以是铝板，也可以是铜板，也可以是其它的适用的金属板，在此不再一一赘述。另外，在本专利技术的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置相应的参数，以调整或调节悬浮力的大小，使得整个电动磁悬浮汽车呈现比较合适的“半悬浮”的状态。例如，较佳的，在本专利技术的一个具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半悬浮的电动磁悬浮汽车，其特征在于，该电动磁悬浮汽车包括：车体、磁轮和磁轮驱动电机；所述磁轮安装在所述车体的下部，且所述磁轮的底部与磁浮车道抵接；所述磁浮车道包括路基和铺设于路基上的导体板；所述磁轮驱动电机设置在所述磁轮的中部，用于驱动所述磁轮发生转动，使得所述磁轮带动车体在所述导体板上运动。

【技术特征摘要】
1.一种半悬浮的电动磁悬浮汽车，其特征在于，该电动磁悬浮汽车包括：车体、磁轮和磁轮驱动电机；所述磁轮安装在所述车体的下部，且所述磁轮的底部与磁浮车道抵接；所述磁浮车道包括路基和铺设于路基上的导体板；所述磁轮驱动电机设置在所述磁轮的中部，用于驱动所述磁轮发生转动，使得所述磁轮带动车体在所述导体板上运动。2.根据权利要求1所述的电动磁悬浮汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓自刚，余金波，张帅，杜一星，张江华，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51