用于运输系统的驱动系统技术方案

本发明专利技术提出了一种运输系统(100)，其包括至少一个导轨(200)、至少一个悬浮发生器(410，430)、至少一个提升构件(420)、至少一个驱动发生器(512，514)以及至少一个驱动构件(520)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运输系统的驱动系统相关申请的交叉引用本申请要求2011年6月30日提交的美国临时申请No.61/571,561的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及用于运输系统的驱动和悬浮系统。
技术介绍
磁悬浮系统通常设计为通过使用两个物体之间的吸引或排斥而悬浮的系统。这些磁悬浮系统依赖于两个物体的间距，从而如果两个物体的间距变化，则磁体在每个物体上产生的力变化。此外，在经由轨道实现磁悬浮的系统中，例如在列车上，要求该轨道非常水平。因此，如果因为天气或列车及轨道的重量导致地面随着时间的推移而移动，则必须维修轨道。附图说明现在将参考附图仅仅通过实例描述本专利技术的实施方式，其中：图1是根据本专利技术的运输系统的示例性实施例的透视图；图2是根据本专利技术的运输系统的示例性实施例的透视图，其中悬浮系统和驱动系统被露出用于说明；图3是根据示例性实施例的转向架和导轨的透视图；图4是图3所示转向架及导轨的正视图；图5是结合到根据图3所示示例性实施例的转向架上的驱动发生器的倒置透视图；图6是根据示例性实施例的驱动发生器的一部分的透视图，其中示出了示例性的磁通线；图7是根据本专利技术的示例性实施例的示例性驱动发生器的一部分和示例性驱动构件的一部分的透视图；图8是根据示例性实施例的示例性驱动构件内的示例性驱动发生器的一部分的透视图；图9是图3所示的根据本专利技术的示例性实施例的示例性驱动发生器、驱动构件、悬浮发生器和悬浮构件的正面剖面图；图10是位于示例性悬浮发生器内的细长磁极和由细长磁极产生的与示例性悬浮构件相互作用的磁通的说明性实例；图11A和11B是悬浮发生器和一个或多个细长磁极的说明性实例；图12是根据示例性实施例的可选悬浮发生器和对应的悬浮构件的另一说明性实例；图13是图12的悬浮发生器和对应的悬浮构件的示例性实例，其中，第一悬浮发生器经由铰接接头结合到第二悬浮发生器；图14是示例性布置中的多个磁性元件的示例性布置；以及图15是可以被包含作为本文提出的一种或多种布置中的磁体的示例性π形磁性布置。具体实施方式为了清楚简单地进行说明，在适当情况下，附图标记在不同附图中重复出现来指代对应的或类似的元件。另外，为了全面理解本文所描述的实施方式列举了大量具体细节图。然而，本领域普通技术人员将会理解，没有这些具体细节图也可以实施本文所述的实施方式。在其它实例中，方法、步骤和部件没有被详细描述，以便不混淆所描述的有关联的相关特性。此外，描述不应被认为是限制本文所述的实施方式的范围。现在将给出适用于本专利技术全文的几个定义。本文中所使用的术语“悬浮”是指物体相对于另一物体在这些物体之间不存在机械接触的情况下的提升和悬置。另一个术语是“悬浮力”。悬浮力是提供悬浮的力。凭第一感觉，悬浮力作用在竖直方向（与重力方向相反的方向上），但本领域技术人员将容易地认识到，相同的力可以用来在横向上或在具有竖直和横向分量的一些方向上移动或定位两个物体。概括而言，本文所用的术语“悬浮”和“悬浮力”分别是指在与行使的主方向大致垂直的方向上无接触地定位两个物体和两个物体之间的力。“悬浮发生器”是构造为产生与提升构件相互作用的磁波以使可动物体相对于固定物体悬浮的装置。“驱动力”是指使一个物体相对于另一物体加速、保持运动或减速所需的力。本文使用的“驱动力”是指与行进的主方向大致成一直线的力，不受两个物体之间机械接触的影响。“驱动发生器”是构造为产生与驱动构件相互作用的磁波以相对于固定物体驱动可动物体的装置。本文所用的另一个术语是“导轨”。导轨是提供汽车、车辆或转向架可以沿着其移动的路径的装置或结构。汽车指构造成沿着导轨行进的装置。汽车可以是至少部分封闭的、完全封闭的或具有仅仅一个可以放置物体或人的表面。汽车可以结合到转向架上，转向架又结合到导轨上。转向架可以是汽车的一体部件或可以与汽车结合的单独部件。本文所用的转向架并非必须包括轮子，而是构造成与导轨接合。本文中使用的另一个术语是“结合”。结合可以指两个物体的链接或连接。结合可以是直接的或间接的。间接结合包括通过一个或多个中间物体连接两个物体。结合还可以指电的或机械的连接。结合还可以包括没有物理接触的磁性链接。本文中使用的另一个术语是“磁源。”磁源是自然地产生磁场或者可以被感应以产生磁场的任何材料。例如，磁源可包括永磁体、电磁体、超导体等。本专利技术提出了一种运输系统，其包括本文所介绍的一个或多个部件。运输系统可以包括为汽车提供沿其移动的路径的导轨。运输系统还可以包括构造成提供驱动力的一个或多个驱动发生器。运输系统还可以包括构造成提供悬浮力的一个或多个悬浮发生器。虽然说明书提出了这些部件的系统，但是这些部件的每一个可以与其它系统一起实施或集成到需要仅仅一个这些部件的系统中。例如，本文提出的悬浮发生器可以集成到其它系统中。例如，悬浮发生器可以被实现为磁悬浮列车的、移动人行道的或包括一个或多个移动部件的另一系统的一部分。类似地，驱动发生器可与其它系统一起使用。例如，驱动发生器可利用传统的磁悬浮系统来实现。同样，导轨可以被修改成与仅仅驱动发生器或仅仅悬浮发生器协同作用。因此，本文描述的部件可单独实施或在具有本文提出的一个或多个部件的系统中实施。此外，本文提出的运输设备包括至少一个悬浮发生器、至少一个驱动发生器、至少一个提升构件以及至少一个驱动构件。虽然在本文给出的实施例中提升构件不产生静态磁通，但是其它实施例可以包括构造成产生静态磁通的提升构件。磁通可以由永久磁体或电磁体来产生。如本文提出的，本专利技术涉及运输设备、转向架、悬浮发生器、驱动发生器、导轨、运输系统或它们的某种组合。如本文所述，悬浮发生器可以构造成相对于提升构件提升相结合的车辆。悬浮发生器可包括构造为与提升构件磁性结合的成形构件。成形构件可具有构造成产生用于与所述提升构件的至少一部分相交的提升磁通场的至少一个细长磁极。提升磁通可取决于所述至少一个磁极面在行进方向上的运动和所述至少一个磁极面相对于行进方向的角度。所述至少一个磁极面可包括多个磁源。所产生的提升磁通场可以与所述至少一个悬浮发生器相对于对应的至少一个提升构件的相对位置无关。所述至少一个细长磁极可以被定向为相对于所述至少一个悬浮发生器与所述至少一个提升构件的相对运动方向成一角度，使得在与相对运动方向垂直的方向上产生提升力分量。所述角度可以是基于磁力与法向速度常数KFN的比值、所述至少一个悬浮发生器和所述至少一个提升构件之间的相对速度，以及所需的提升力的预定角度。所述角度可以是基于磁力与法向速度常数KFN的比值、所述至少一个悬浮发生器和所述至少一个提升构件之间的相对速度，以及所需的提升力的可变角度。所述提升力可以取决于相对于所述细长磁极的宽度和高度而言的所述至少一个细长磁极的长度，从而当长度与给定宽度和高度相比更大时所述提升力增大。所述提升力可以取决于所述细长磁极相对于所述至少一个提升构件的速度，其中，更高的速度产生更大的升力。所述至少一个细长磁极可包括成行布置的多个磁性元件。所述至少一个细长磁极可包括两个细长磁极，并且所述两个细长磁极的每一个可包括成行布置的多个磁性元件。另外，本文提出了驱动发生器。该驱动发生器被构造用于驱动相结合的转向架和/或车辆/汽车。所述驱动发生器可包括：至少一个大致圆柱形构件；多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运输设备，包括：至少一个悬浮发生器，其构造成产生悬浮磁通；至少一个驱动发生器，其构造成产生驱动磁通；所述至少一个悬浮发生器构造成在对应的至少一个提升构件内移动；所述至少一个驱动发生器构造成在对应的至少一个驱动构件内移动；所述至少一个悬浮发生器构造成响应所述悬浮磁通被提升到相对于所述至少一个提升构件的搁置位置之上；所述至少一个驱动发生器构造成被所述驱动磁通相对于所述至少一个驱动构件驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 US 61/571,5611.一种运输设备，包括：至少一个悬浮发生器，其构造成产生悬浮磁通；至少一个驱动发生器，其构造成产生驱动磁通；所述至少一个悬浮发生器构造成在对应的至少一个提升构件内移动；所述至少一个驱动发生器构造成在对应的至少一个驱动构件内移动；所述至少一个悬浮发生器构造成响应所述悬浮磁通被提升到相对于所述至少一个提升构件的搁置位置之上；其中，所述至少一个悬浮发生器产生取决于所述至少一个悬浮发生器和对应的至少一个提升构件之间的相对速度的提升力；所述悬浮发生器和所述提升构件彼此竖直定向且水平分开，其中竖直定向在与提升力的方向相同的方向上，水平方向垂直于竖直方向；并且所述至少一个驱动发生器构造成被所述驱动磁通相对于所述至少一个驱动构件驱动。2.根据权利要求1所述的运输设备，其中，所述至少一个提升构件的数量为两个。3.根据权利要求2所述的运输设备，其中，所述两个提升构件是两个轨道，每个轨道具有三侧。4.根据权利要求3所述的运输设备，其中，每个轨道包括多个段。5.根据权利要求3-4中任一项所述的运输设备，其中，两个轨道的每一个的横截面大致为矩形。6.根据权利要求1所述的运输设备，其中，所产生的提升力与所述至少一个悬浮发生器相对于对应的至少一个提升构件的相对位置无关。7.根据权利要求1-4中任一项所述的运输设备，其中，所述至少一个悬浮发生器包括至少一个细长磁极。8.根据权利要求7所述的运输设备，其中，所述至少一个细长磁极被定向为相对于所述至少一个悬浮发生器与所述至少一个提升构件的相对运动方向成一角度，使得在与相对运动方向垂直并且与所述悬浮发生器和所述提升构件之间的分开方向垂直的方向上产生提升力分量。9.根据权利要求8所述的运输设备，其中，所述角度是基于磁力与法向速度常数KFN的比值、所述至少一个悬浮发生器和所述至少一个提升构件之间的相对速度、以及所需的提升力的预定角度。10.根据权利要求8所述的运输设备，其中，所述角度是基于磁力与法向速度常数KFN的比值、所述至少一个悬浮发生器和所述至少一个提升构件之间的相对速度、以及所需的提升力的可变角度。11.根据权利要求8所述的运输设备，其中，所述提升力取决于相对于所述细长磁极的给定宽度和给定高度而言的所述至少一个细长磁极的长度，其中，当长度与给定宽度和高度相比更大时所述提升力增大。12.根据权利要求8所述的运输设备，其中，所述提升力取决于所述细长磁极相对于所述至少一个提升构件的速度，其中，更高的速度产生更大的升力。13.根据权利要求7所述的运输设备，其中，所述至少一个细长磁极包括成行布置的多个磁性元件。14.根据权利要求7所述的运输设备，其中，所述至少一个细长磁极的数量为两个，并且所述两个细长磁极的每一个包括成行布置的多个磁性元件。15.根据权利要求1-4中任一项所述的运输设备，其中，所述至少一个悬浮发生器具有至少一个磁极面，并且所述提升构件的至少一部分与来自所述悬浮发生器的磁通场相交。16.根据权利要求1-4中任一项所述的运输设备，其中，所述至少一个悬浮发生器的数量为多个。17.根据权利要求16所述的运输设备，其中，所述多个悬浮发生器的每一个的至少一部分经由至少一个铰接接头结合到彼此上。18.根据权利要求17所述的运输设备，其中，在所述悬浮发生器相对于所述至少一个提升构件移动的情况下，所述悬浮发生器使电涡流形成于所述至少一个提升构件的至少一部分内；所述电涡流取决于表示所述悬浮发生器相对于所述至少一个提升构件的运动方向的方向矢量和所述悬浮发生器的至少一个磁极面的轴线之间的角度。19.根据权利要求18所述的运输设备，其中，所述电涡流还取决于所述至少一个铰接接头中的至少一个的铰接角度。20.根据权利要求1-4中任一项所述的运输设备，其中，所述至少一个驱动发生器包括具有被弯曲以便形成螺旋的磁极的部分。21.根据权利要求20所述的运输设备，其中，所述至少一个驱动发生器中的一个大致为圆柱形的形状。22.根据权利要求21所述的运输设备，其中，所述磁极形成在所述驱动发生器的外部，使得所述磁极形成所述至少一个驱动发生器中的一个的外部的一部分。23.根据权利要求20所述的运输设备，其中，所述至少一个驱动发生器的包括所述磁极的部分构造为相对于所述至少一个驱动构件的相应一个旋转。24.根据权利要求20所述的运输设备，其中，所述至少一个驱动发生器的所述部分的旋转在所述至少一个驱动构件的相应一个中感应涡流。25.一种转向架，其构造为与包括至少一个驱动构件和至少一个提升构件的相配导轨协同作用，所述转向架包括：支撑部分；至少一个驱动发生器，其结合到所述支撑部分，其中，所述至少一个驱动发生器构造成产生驱动磁通；至少一个悬浮发生器，其结合到所述支撑部分，其中，所述至少一个悬浮发生器构造成产生悬浮磁通；所述至少一个悬浮发生器构造成在对应的至少一个提升构件内移动；所述至少一个驱动发生器构造成在对应的至少一个驱动构件内移动；所述至少一个悬浮发生器构造成响应来自所述悬浮发生器的悬浮磁通的影响被提升到相对于所述至少一个提升构件的搁置位置之上；所述至少一个驱动发生器构造成被来自所述至少一个驱动发生器的驱动磁通相对于所述至少一个驱动构件驱动。26.根据权利要求25所述的转向架，还包括结合到所述支撑部分上的至少一个能量存储装置。27.根据权利要求26所述的转向架，其中所述至少一个能量存储装置结合到所述至少一个驱动发生器的马达上。28.根据权利要求26所述的转向架，其中所述至少一个能量存储装置为至少两个能量存储装置，并且所述至少两个能量存储装置中的一个结合到所述至少一个驱动发生器的马达上。29.根据权利要求26所述的转向架，其中所述至少一个驱动发生器的马达的每一个都结合到所述至少一个能量存储装置中的对应一个上。30.根据权利要求26所述的转向架，其中所述至少一个悬浮发生器的至少一个结合到所述至少一个能量存储装置中的对应一个上。31.根据权利要求25-30中任一项所述的转向架，还包括至少一个轮子，在悬浮力不足以提升轮子避免其接触所述导轨的一部分的情况下，所述至少一个轮子接触所述导轨的所述部分。32.根据权利要求31所述的转向架，其中，所述至少一个轮子为至少两个轮子。33.根据权利要求31所述的转向架，其中，所述至少一个轮子为至少四个轮子。34.根据权利要求31所述的转向架，其中，所述至少一个轮子为至少八个轮子。35.根据权利要求31所述的转向架，其中，所述导轨的所述部分是所述至少一个提升构件的一部分。36.根据权利要求31所述的转向架，其中，所述至少一个轮子结合到至少一个悬浮发生器上。37.根据权利要求25-30中任一项所述的转向架，还包括控制器，所述控制器构造成控制所述至少一个驱动发生器和所述至少一个悬浮发生器。38.根据权利要求25-30中任一项所述的转向架，其中，所述至少一个悬浮发生器产生取决于所述至少一个悬浮发生器和对应的至少一个提升构件之间的相对速度的提升力。39.根据权利要求38所述的转向架，其中，所产生的提升力与所述至少一个悬浮发生器相对于对应的至少一个提升构件的相对位置无关。40.根据权利要求25-30中任一项所述的转向架，其中，所述至少一个悬浮发生器包括至少一个细长磁极。41.根据权利要求40所述的转向架，其中，所述至少一个细长磁极被定向为相对于所述至少一个悬浮发生器与所述至少一个提升构件的相对运动方向成一角度，使得在与相对运动方向垂直的方向上产生提升力分量。42.根据权利要求41所述的转向架，其中，所述角度是基于磁力与法向速度常数KFN的比值、所述至少一个悬浮发生器和所述至少一个提升构件之间的相对速度，以及所需的提升力的预定角度。43.根据权利要求41所述的转向架，其中，所述角度是基于磁力与法向速度常数KFN的比值、所述至少一个悬浮发生器和所述至少一个提升构件之间的相对速度，以及所需的提升力的可变角度。44.根据权利要求41所述的转向架，其中所述提升力取决于相对于所述细长磁极的给定宽度和给定高度而言的所述至少一个细长磁极的长度，其中，当长度与给定宽度和高度相比更大时所述提升力增大。45.根据权利要求41所述的转向架，其中，所述提升力取决于所述细长磁极相对于所述至少一个提升构件的速度，其中，更高的速度产生更大的升力。46.根据权利要求40所述的转向架，其中，所述至少一个细长磁极包括成行布置的多个磁性元...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·万布勒三世，
申请(专利权)人：SKYTRAN公司，
类型：发明
国别省市：美国;US