三维电动悬浮多物理场参数测试系统技术方案

本发明专利技术涉及悬浮轨道交通技术领域，公开了一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统。该系统包括轨道运动装置、空间上与轨道运动装置对应的超导磁体驱动装置和监测装置，轨道运动装置包括基座、飞轮驱动电机、飞轮和轨道导体，飞轮驱动电机和飞轮设置在基座上，轨道导体设置在飞轮的外沿，超导磁体驱动装置包括主体框架以及设置在主体框架上的力检测单元和超导磁体，监测装置包括数据检测单元和数据采集监测单元，在启动飞轮驱动电机驱动飞轮旋转的情况下，轨道导体与超导磁体之间产生相对运动，数据采集监测单元对力检测单元和数据检测单元的检测数据进行采集和处理。由此，可以实现不同运行工况下电动悬浮系统多物理量实时同步监测。

【技术实现步骤摘要】
三维电动悬浮多物理场参数测试系统
本专利技术涉及悬浮轨道交通
，尤其涉及一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统。
技术介绍
电动悬浮系统中强磁体(一般为超导磁体)与地面导体(金属导电板或线圈)之间存在相对运动，地面导体中产生感应电流，进而感应电流产生的磁场与强磁体磁场相互作用，产生维持电动悬浮系统稳定悬浮的悬浮力、导向力。电动悬浮系统以其独特的被动自稳定悬浮特性在高速、超高速磁悬浮领域得以广泛运用，如美国Holloman试验基地正研发电动悬浮制式、速度达Ma10的火箭橇车发射系统，日本山梨线采用电动悬浮制式研制成功了高速磁悬浮列车，并创造了603km/h的世界纪录。电动悬浮系统是集电、磁、热、力于一体的多物理场强耦合作用系统，系统的复杂性对理论仿真预测将提出极大挑战。因此，试验研究电动悬浮特性对研发更高速度的磁悬浮系统至关重要，但现有技术中尚没有关于研究电动悬浮特性的试验系统。
技术实现思路
本专利技术提供了一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统，能够解决现有技术中的问题。本专利技术提供了一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统，其中，该系统包括设置于地沟中的轨道运动装置、设置于地沟中或地面上且空间上与所述轨道运动装置对应的超导磁体驱动装置和设置于地面上的监测装置，所述轨道运动装置包括基座、飞轮驱动电机、飞轮和轨道导体，所述飞轮驱动电机和所述飞轮设置在所述基座上，所述轨道导体设置在所述飞轮的外沿，所述超导磁体驱动装置包括主体框架以及设置在所述主体框架上的力检测单元和超导磁体，所述监测装置包括数据检测单元和数据采集监测单元，在启动所述飞轮驱动电机驱动所述飞轮旋转的情况下，所述轨道导体与所述超导磁体之间产生相对运动，所述数据采集监测单元对所述力检测单元和所述数据检测单元的检测数据进行采集和处理。优选地，实时超导磁体驱动装置的对称中心线与所述轨道运动装置的飞轮的纵向中心线对齐。优选地，所述超导磁体驱动装置还包括第一超导磁体驱动电机、第二超导磁体驱动电机、第一旋转-直线变换机构和第二旋转-直线变换机构，所述第一超导磁体驱动电机驱动所述第一旋转-直线变换机构使所述超导磁体竖直平移运动，所述第二超导磁体驱动电机驱动所述第二旋转-直线变换机构使所述超导磁体水平平移运动，以分别调整所述超导磁体与所述轨道导体之间的悬浮间隙和导向间隙。优选地，所述飞轮为一体结构，所述飞轮的材料为碳纤维或环氧玻璃钢。优选地，所述飞轮为分体结构，包括相互连接的飞轮内环和飞轮外环，所述飞轮内环的材料为铝合金或钛合金，所述飞轮外环的材料为碳纤维或环氧玻璃钢。优选地，所述飞轮内环和所述飞轮外环通过结构限位及螺栓固定连接。优选地，所述力检测单元为三轴力传感器。优选地，所述数据检测单元包括温度传感器、磁场传感器、转速传感器和/或振动测量传感器。优选地，该系统还包括放大器，与所述力检测单元和所述数据监测单元连接，用于对所述力检测单元和所述数据监测单元的检测数据进行放大。优选地，所述轨道导体为金属导电板或金属线圈。通过上述技术方案，轨道运动装置中飞轮驱动电机驱动飞轮旋转运动，使得所述轨道导体与超导磁体驱动装置中的超导磁体之间产生相对运动，进而监测装置可以对轨道导体和超导磁体运动过程中的运动相关参数进行实时同步监测。并且，利用飞轮可以从低速到高速无级变速改变轨道导体与超导磁体之间的相对运动速度，可以实现不同运行工况下电动悬浮系统多物理量实时同步监测。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术实施例的一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统的总体布局及结构示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统的详细结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1为根据本专利技术实施例的一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统的总体布局及结构示意图。图2示出了根据本专利技术实施例的一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统的详细结构示意图。其中，本专利技术所述的三维电动悬浮多物理场参数测试系统可以应用于以电动悬浮制式为基础的高速、超高速磁悬浮多物理场参数半实物仿真试验平台建设。如图1和2所示，本专利技术实施例提供了一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统，其中，该系统包括设置于地沟18中的轨道运动装置(高速轨道运动装置)19、设置于地沟18中或地面17上且空间上与所述轨道运动装置19对应的超导磁体驱动装置20和设置于地面17上的监测装置21，所述轨道运动装置19包括基座1、飞轮驱动电机2、飞轮3和轨道导体4，所述飞轮驱动电机2和所述飞轮3设置在所述基座1上，所述轨道导体4设置(例如，固定设置)在所述飞轮3的外沿，所述超导磁体驱动装置20包括主体框架5以及设置在所述主体框架5上的力检测单元9和超导磁体10，所述监测装置21包括数据检测单元和数据采集监测单元15，在启动所述飞轮驱动电机2驱动所述飞轮3旋转的情况下，所述轨道导体4与所述超导磁体10之间产生相对运动，所述数据采集监测单元15对所述力检测单元9和所述数据检测单元的检测数据进行采集和处理。也就是，系统总体布局可以采用“地面+地沟(地面开槽)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统，其特征在于，该系统包括设置于地沟(18)中的轨道运动装置(19)、设置于地沟(18)中或地面(17)上且空间上与所述轨道运动装置(19)对应的超导磁体驱动装置(20)和设置于地面(17)上的监测装置(21)，所述轨道运动装置(19)包括基座(1)、飞轮驱动电机(2)、飞轮(3)和轨道导体(4)，所述飞轮驱动电机(2)和所述飞轮(3)设置在所述基座(1)上，所述轨道导体(4)设置在所述飞轮(3)的外沿，所述超导磁体驱动装置(20)包括主体框架(5)以及设置在所述主体框架(5)上的力检测单元(9)和超导磁体(10)，所述监测装置(21)包括数据检测单元和数据采集监测单元(15)，在启动所述飞轮驱动电机(2)驱动所述飞轮(3)旋转的情况下，所述轨道导体(4)与所述超导磁体(10)之间产生相对运动，所述数据采集监测单元(15)对所述力检测单元(9)和所述数据检测单元的检测数据进行采集和处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维电动悬浮多物理场参数测试系统，其特征在于，该系统包括设置于地沟(18)中的轨道运动装置(19)、设置于地沟(18)中或地面(17)上且空间上与所述轨道运动装置(19)对应的超导磁体驱动装置(20)和设置于地面(17)上的监测装置(21)，所述轨道运动装置(19)包括基座(1)、飞轮驱动电机(2)、飞轮(3)和轨道导体(4)，所述飞轮驱动电机(2)和所述飞轮(3)设置在所述基座(1)上，所述轨道导体(4)设置在所述飞轮(3)的外沿，所述超导磁体驱动装置(20)包括主体框架(5)以及设置在所述主体框架(5)上的力检测单元(9)和超导磁体(10)，所述监测装置(21)包括数据检测单元和数据采集监测单元(15)，在启动所述飞轮驱动电机(2)驱动所述飞轮(3)旋转的情况下，所述轨道导体(4)与所述超导磁体(10)之间产生相对运动，所述数据采集监测单元(15)对所述力检测单元(9)和所述数据检测单元的检测数据进行采集和处理。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，实时超导磁体驱动装置(20)的对称中心线与所述轨道运动装置(19)的飞轮(3)的纵向中心线对齐。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述超导磁体驱动装置(20)还包括第一超导磁体驱动电机(6)、第二超导磁体驱动电机(16)、第一旋转-直线变换机构(7)和第二旋转-直线变换机构(8)，所述第一超导磁体驱动电机(6)驱动所述第一旋转-直线变换机构(7)使所述超导...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，毛凯，张艳清，韩树春，翟茂春，谭浩，陈慧星，邹玲，胡道宇，周伟，吕民东，龚珺，张泉，邢祥峰，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11