一种可调速螺旋桨式高温超导磁悬浮列车模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，属于高温超导磁悬浮技术领域，包括设置在永磁轨道上的车头车厢、中部车厢和车尾车厢，在车头车厢内设有低温容器和超导体，在中部车厢内设有遥控信号接收器，在车尾车厢内设有低温容器、超导体、电机；其中，在遥控信号接收器内部设有集成电路板、电磁开关和锂电池；在车尾车厢尾部设有螺旋桨。本实用新型专利技术巧妙地把螺旋桨技术应用到超导磁悬浮车的研究中，利用螺旋桨高速旋转时产生的空气动力作为超导磁悬浮车的行驶的驱动力；同时，鉴于蓄电池在纯电动汽车的应用，采用蓄电池作为螺旋桨的动力系统，具有无污染，清洁便利的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种可调速螺旋桨式高温超导磁悬浮列车模型
本技术属于高温超导磁悬浮
，具体涉及一种可调速螺旋桨式高温超导磁悬浮列车模型。
技术介绍
磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。鉴于技术的复杂性和经济效益性，磁悬浮列车在相当长的时间内并没有得到实际的应用。目前世界上的磁悬浮列车技术主要分为两类：第一类是以德国为代表的常导磁悬浮，其技术特点是常导电磁铁比较容易控制，通常由蓄电池或发电设备给电磁铁和直线电机提供电力，实现列车的悬浮和驱动，所以这种结构又称电磁式悬浮，速度可达400-500Km/h。但由于这种常导系统的电磁吸引力相对较小，列车与轨道之间的缝隙大约10mm，故控制精度要求很高。世界第一辆磁悬浮列车2003年1月开始在上海通车运行，即是采用这种技术，标志着磁悬浮列车投入商业应用。第二类是以日本人为代表的超导磁悬浮，超导磁悬浮列车由车上的超导磁体产生极强的磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，将列车悬浮在空中，悬浮气隙较大，一般为100mm左右，列车运行速度更快，可以实现时速500Km以上运行；缺点是技术复杂，产生的磁场较大对人体有伤害。超导磁悬浮的应用是基于超导体的零电阻(ρ＝0)和完全抗磁性(χ＝-1，即迈斯纳效应)的两个基本特性。两者相对独立又相互联系，单纯的零电阻并不能保证迈斯纳效应的存在，但零电阻效应又是迈斯纳效应的必要条件。其中，迈斯纳效应是由德国物理学家W.Meissner和R.Ochsebfekd在1933年对锡单晶球超导体做磁场分布测量时发现的。超导体一旦进入超导状态，体内的磁通量将全部被排出体外，磁感应强度恒为零，且不论对超导体是先降温后加磁场，还是先加磁场后降温，只要进入超导状态，超导体就把体内的全部磁通量排出体外。目前国内高温超导磁悬浮应用的研究，有一部分与上述两种类型的磁悬浮技术路线不同，即采用永磁体作为列车运行的轨道基础，根据迈斯纳效应和磁通钉扎效应，高温超导体“锁定”并悬浮在永磁轨道上方运行。这种磁悬浮方法，延续了超导磁悬浮技术中大的悬浮气隙(100mm左右)，在技术操作上也更加方便。但是这种超导诱导的磁悬浮车的驱动一直没有得到很好的解决。螺旋桨飞机(propellerairplane)，是指用空气螺旋桨将发动机的功率转化为推进力的飞机。从第一架飞机诞生直到第二次世界大战结束，几乎所有的飞机都是螺旋桨飞机。桨叶在高速旋转时，同时产生两个力：一个是由高速旋转时异型曲面的桨叶两侧的气流不同而产生压力差，从而有一个向前拉桨叶的空气动力；另一个是由桨叶扭角向后推动空气产生的反作用力。这两个同时发生，两者的合力就是牵拉飞机向前飞行的总空气动力。
技术实现思路
技术目的：为了解决现有技术存在的问题，本技术提供一种可调速螺旋桨式高温超导磁悬浮列车模型，使用智能遥控，可以调速；可用于科学演示仪器，简单方便，易于操作。技术方案：为了实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，包括设置在永磁轨道上的车头车厢、中部车厢和车尾车厢，在所述的车头车厢内设有低温容器和超导体，在所述的中部车厢内设有遥控信号接收器，在所述的车尾车厢内设有低温容器、超导体、电机；其中，在所述的遥控信号接收器内部设有集成电路板、电磁开关和锂电池；在所述的车尾车厢尾部设有螺旋桨；所述的永磁轨道包括永磁体、纯铁轨道和两个永磁轨道支架，所述的永磁体按照S-N-S方式排列在椭圆形纯铁轨道上，纯铁轨道通过两个永磁轨道支架和斜拉绳索固定。在所述的车头车厢外设有车头车厢外壳；在所述的中部车厢外设有中部车厢外壳；在所述的车尾车厢外设有车尾车厢外壳；所述的车头车厢外壳、中部车厢外壳和车尾车厢外壳材质为聚苯乙烯塑料。所述的车头车厢外壳、中部车厢外壳和车尾车厢外壳通过挂钩连接而成。所述的超导体利用低温胶粘附在低温容器内；所述的低温容器通过低温胶粘在车头车厢外壳和车尾车厢外壳的底部。所述的遥控信号接收器、电机、螺旋桨和外设的远程遥控信号发射器构成驱动力系统。所述的中部车厢的遥控信号接收器通过导线与车尾车厢的电机相连。所述的中部车厢为多节车厢组成。所述的低温容器材质为可发性聚苯乙烯泡沫塑料，用来盛液氮和放置超导体；所述的电机为720型空心杯航模电机；所述的螺旋桨为无人机微型三叶塑料螺旋桨成品；所述的超导体是钇钡铜氧超导体；所述的永磁体为钕铁硼永久磁铁。有益效果：与现有技术相比，本技术主要由磁悬浮列车模型、永磁轨道、驱动力系统三部分构成，磁悬浮列车模型由三节车厢通过挂钩连接而成，本技术基于超导磁悬浮技术研究与螺旋桨飞机的发展，巧妙地把螺旋桨技术应用到超导磁悬浮车的研究中，利用螺旋桨高速旋转时产生的空气动力作为超导磁悬浮车的行驶的驱动力；同时，鉴于蓄电池在纯电动汽车的应用，采用蓄电池作为螺旋桨的动力系统，具有无污染，清洁便利的特点。附图说明图1为超导磁悬浮列车模型与永磁轨道的主视图；图2为超导磁悬浮列车模型车尾车厢的右视图；图3为永磁轨道及支架俯视图；图4为永磁轨道上永磁体磁极“S-N-S”铺设模式；图5为永磁轨道直线部分的磁场分布图；图6为永磁轨道弯道部分的磁场分布图。具体实施方式下面结合附图和具体实施实例对本技术进一步说明。如图1-4所示，附图标记如下：车头车厢外壳1、液氮管道塞2、液氮管道3、低温容器4、超导体5、挂钩6、中部车厢外壳7、遥控信号接收器8、集成电路板9、电磁开关10、锂电池11、导线链接端12、车尾车厢外壳13、导线通道14、电机15、螺旋桨16、永磁体17、纯铁轨道18、永磁轨道支架19。图5-6分别是图3直轨道和拐弯处轨道上排列的永磁体17的局部磁场线分布示意图，如图排布的永磁轨道，在上下、左右方向上形成了梯度磁场，从而产生了磁悬浮力，并限制了磁悬浮列车在上下、左右方向的运动；而在沿着轨道方向，同一水平高度，磁场是均匀的，不产生磁相互作用力。因此，磁悬浮列车可以并且只能沿着轨道方向自由运动。如图1所示，一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，包括超导体1、低温容器2、车厢外壳以及动力驱动系统。车厢外壳由三节车厢通过挂钩6连接而成，其中，车头车厢由超导体5、低温容器4、车头车厢外壳1构成；中部车厢由中部车厢外壳7、遥控信号接收器8构成，其中遥控信号接收器8由集成电路板9、电磁开关10和锂电池11构成，集成电路板9、电磁开关10和锂电池11设置在遥控信号接收器8内部。车尾车厢由超导体5、低温容器4、车尾车厢外壳13、电机15、螺旋桨16构成，其中，电机15与螺旋桨16在车尾车厢外壳13尾部。如图3所示，超导体5利用低温胶粘附在低温容器4内，低温容器4用低温胶粘在车头车厢外壳1和车尾车厢外壳13的底部。两个铝合金永磁轨道支架19支撑并斜拉着椭圆形纯铁轨道18，使纯铁轨道18在水平面悬空；如图4上，永磁体17按照S-N-S方式排列在椭圆形纯铁轨道18上。动力驱动系统由遥控信号接收器8、电机15、螺旋桨16，以及独立的远程遥控信号发射器组成。遥控信号发射器装置是独立的小型器件，未出现在以上附图中。遥控信号接收器8与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：包括设置在永磁轨道上的车头车厢、中部车厢和车尾车厢，在所述的车头车厢内设有低温容器(4)和超导体(5)，在所述的中部车厢内设有遥控信号接收器(8)，在所述的车尾车厢内设有低温容器(4)、超导体(5)和电机(15)；其中，在所述的遥控信号接收器(8)内部设有集成电路板(9)、电磁开关(10)和锂电池(11)；在所述的车尾车厢尾部设有螺旋桨(16)；所述的永磁轨道包括永磁体(17)、纯铁轨道(18)和两个永磁轨道支架(19)，所述的永磁体(17)按照S‑N‑S方式排列在椭圆形纯铁轨道(18)上，纯铁轨道(18)通过两个永磁轨道支架(19)和斜拉绳索固定。

【技术特征摘要】
1.一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：包括设置在永磁轨道上的车头车厢、中部车厢和车尾车厢，在所述的车头车厢内设有低温容器(4)和超导体(5)，在所述的中部车厢内设有遥控信号接收器(8)，在所述的车尾车厢内设有低温容器(4)、超导体(5)和电机(15)；其中，在所述的遥控信号接收器(8)内部设有集成电路板(9)、电磁开关(10)和锂电池(11)；在所述的车尾车厢尾部设有螺旋桨(16)；所述的永磁轨道包括永磁体(17)、纯铁轨道(18)和两个永磁轨道支架(19)，所述的永磁体(17)按照S-N-S方式排列在椭圆形纯铁轨道(18)上，纯铁轨道(18)通过两个永磁轨道支架(19)和斜拉绳索固定。2.根据权利要求1所述的一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：在所述的车头车厢外设有车头车厢外壳(1)；在所述的中部车厢外设有中部车厢外壳(7)；在所述的车尾车厢外设有车尾车厢外壳(13)；所述的车头车厢外壳(1)、中部车厢外壳(7)和车尾车厢外壳(13)材质为聚苯乙烯塑料。3.根据权利要求2所述的一种可调速螺旋桨式高稳定性高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：所述的车头车厢外壳(1)、中部车厢外壳(7)和车...

【专利技术属性】
技术研发人员：施智祥，林发，李战峰，
申请(专利权)人：东南大学，盐城科梦仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32