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一种磁浮滑道系统的制作方法

时间:2022-02-02 阅读: 作者:专利查询

一种磁浮滑道系统的制作方法

1.本实用新型涉及磁浮技术领域,具体是一种磁浮滑道系统。


背景技术:

2.传统滑道系统一般由钢制的且内表面光滑的地面滑道和供人乘坐的小车组成。由于滑道与小车之间的摩擦力较小,因此小车可以从高处沿滑道滑下,乘客通过控制小车上的制动装置来增加小车与滑道之间的摩擦力,从而达到制动的效果。因此,传统滑道具有如下弊端:
3.1、传统滑道系统在小车起步阶段速度从0缓慢增加,初始速度较慢,需滑行一段时间后才能够达一定速度,加速过程较长;
4.2、传统滑道系统需要滑道保持较大的坡度才能保证小车有较快的滑行速度,若滑道坡度太小,则小车滑行加速慢甚至无法滑动,若滑道坡度太大,则小车速度太快容易脱轨,都会使滑道路线及长度受限;
5.3、传统滑道系统如果小车速度过快,很容易发生出轨或侧翻事故比较危险,所以滑道的设计速度都不会太高,且小车上会配备人工制动装置来限制速度;但在弯道时,若游客制动操作不当,则可能发生脱轨或侧翻事故;
6.4、由于滑道和车体之间一直摩擦,乘坐时一直伴随有噪声和振动,舒适感较差,且小车与滑道容易磨损,需要经常维护更换。


技术实现要素:

7.针对上述现有技术中的不足,本实用新型提供一种磁浮滑道系统,利用磁悬浮原理,使车体在运动过程中产生悬浮,真正做到车体与滑道完全脱离,因此车体振动和噪声相较于传统滑道将大大降低,可以提高游客体验感受,而且只需要架设一定坡度,利用重力的作用就可以使滑行速度越来越快。
8.为实现上述目的,本实用新型提供一种磁浮滑道系统,包括滑道与车体,所述滑道的两端具有高度差,且所述车体滑动连接在所述滑道上,还包括发射装置、制动装置与磁浮结构;
9.所述发射装置设在所述滑道的高位端,以用于为所述车体提供起步速度;
10.所述制动装置设在所述滑道的低位端,以用于制动所述车体;
11.所述磁浮结构包括第一永磁体与第一电磁反应板;
12.所述第一永磁体与所述第一电磁反应板中的一个设在所述车体上,所述第一永磁体与所述第一电磁反应板中的另一个设在所述滑道上;
13.所述车体在所述滑道上滑动的过程中,所述第一电磁反应板切割所述第一永磁体的磁场,进而产生能够使所述车体悬浮的力。
14.在其中一个实施例中,所述车体上设有第二电磁反应板;
15.所述发射装置包括设在所述滑道高位端的变频器、第一铁芯与第一绕组,所述第
一绕组套设在所述第一铁芯上,且所述第一绕组与所述变频器电性相连;
16.所述变频器、所述第一铁芯、所述第一绕组与所述第二电磁反应板共同组成直线电机结构,其中,所述第二电磁反应板为所述直线电机结构的动子。
17.在其中一个实施例中,所述车体上设有第二电磁反应板;
18.所述制动装置包括设在所述滑道低位端的励磁电源、第二铁芯与第二绕组,所述第二绕组套设在所述第二铁芯上,且所述第二绕组与所述励磁电源电性相连。
19.在其中一个实施例中,所述第一电磁反应板、所述第二电磁反应板为铝板或铜板。
20.在其中一个实施例中,所述制动装置包括设在所述滑道低位端的第二永磁体。
21.在其中一个实施例中,所述第一永磁体设在所述车体上,所述第一电磁反应板设在所述滑道上且与所述第一永磁体相对的位置。
22.在其中一个实施例中,所述车体包括第一底板以及设在所述第一底板两侧的第一侧板,所述第一侧板的一端与所述第一底板的对应侧相连,另一端向远离所述第一底板的方向倾斜延伸;
23.所述第一永磁体的数量为两个,且两个所述第一永磁体对称设在两个所述第一侧板的内壁面上;
24.所述滑道包括第二底板以及设在所述第二底板两侧的第二侧板,所述第二侧板的一端与所述第二底板的对应侧相连,另一端向远离所述第二底板的方向倾斜延伸;
25.所述第一电磁反应板的数量为两个,且两个所述第一电磁反应板对称设在两个所述第二侧板的内壁面上。
26.在其中一个实施例中,所述车体还包括支撑轮,所述支撑轮设在所述第一底板的底部,且所述支撑轮的轮面朝向所述第二底板。
27.在其中一个实施例中,所述车体还包括与第一侧板一一对应的第三侧板,所述第三侧板的一端与对应所述第一侧板的延伸端相连,另一端竖直向上延伸;
28.所述滑道还包括与第二侧板一一对应的第四侧板,所述第四侧板的一端与对应所述第二侧板的延伸端相连,另一端竖直向上延伸;
29.所述第三侧板的外壁面上设有导向轮,且所述导向轮的轮面朝向对应侧的所述第四侧板。
30.在其中一个实施例中,所述滑道还包括与所述第四侧板一一对应的包围板;
31.所述包围板的一端与对应所述第四侧板的延伸端相连,另一端水平延伸至对应侧的所述第三侧板上方。
32.本实用新型提供的,具有如下有益技术效果:
33.(1)车体在起步阶段由直线电机作为发射装置提供动力,可短时间内将车体加速到较高速度,使车体进入悬浮滑行状态;
34.(2)大大减小了滑道坡度对滑道设计的限制;
35.(3)通过磁浮结构倾斜安装、导向轮与包围板组成三重防护,进而大大降低了车体脱轨风险;
36.(4)车体滑行时与滑道完全脱离,做到了真正的贴地飞行,而且没有摩擦,噪音和振动大大减小,娱乐体验感大大提升;
37.(5)避免了摩擦造成的车体和滑道的损耗,减轻了维护工作量、延长了设备使用寿
命。
附图说明
38.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
39.图1为本实用新型实施例中磁浮滑道系统的整体结构示意图;
40.图2为本实用新型实施例中滑道与车体的剖视图;
41.图3为本实用新型实施例中车体的俯视图;
42.图4为本实用新型实施例中发射装置的局部结构示意图;
43.图5为本实用新型实施例中制动装置的局部结构示意图。
44.附图标号:
45.滑道10:
46.第二底板101、第二侧板102、第四侧板103、包围板104;
47.车体20:
48.第二电磁反应板201、第一底板202、第一侧板203、第三侧板204、支撑轮205、导向轮206;
49.发射装置30:
50.变频器301、第一铁芯302、第一绕组303;
51.制动装置40:
52.励磁电源401、第二铁芯402、第二绕组403;
53.第一永磁体501、第一电磁反应板502;
54.直线电机结构601、电磁铁结构602。
55.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
56.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
57.需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
58.另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
59.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理
解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是物理连接或无线通信连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
60.另外,本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
61.本实施例公开了一种磁浮滑道系统,主要应用于公园、景区等游乐场地。如图1-5所示,该磁浮滑道系统主要包括滑道10、车体20、发射装置30、制动装置40与磁浮结构,其中,滑道10的两端具有高度差,且车体20滑动连接在滑道10上,滑道10的两端均为水平结构,中部为曲线或倾斜直线结构。
62.具体地,发射装置30设在滑道10的高位端,以用于为车体20提供起步速度。制动装置40设在滑道10的低位端,以用于制动车体20。磁浮结构包括第一永磁体501与第一电磁反应板502;且第一永磁体501与第一电磁反应板502中的一个设在车体20上,第一永磁体501与第一电磁反应板502中的另一个设在滑道10上。当车体20在滑道10上滑动的过程中,第一电磁反应板502与第一永磁体501发生相对运动,第一电磁反应板502切割第一永磁体501的磁场而使得第一电磁反应板502产生第一感应电流,根据电磁感应定律,第一电磁反应板502上的第一感应电流产生的磁场和产生这一感应电流的磁场(即第一永磁体501的磁场)方向相反,两个磁场的相互作用即产生了能够使车体20悬浮的力。
63.通过上述结构设计,使得滑道系统能够利用磁悬浮原理,使车体20在运动过程中悬浮,真正做到车体20与滑道10完全脱离。车体20在悬浮运行时,由于车体20与滑道10间没有接触,因此车体20的振动和噪声相较于传统滑道系统将大大降低,可以提高游客体验感受,而且只需要将滑道10架设一定坡度,利用重力的作用就可以使车体20的滑行速度越来越快。
64.本实施例中,发射装置30包括设在滑道10高位端的变频器301、第一铁芯302与第一绕组303,第一绕组303套设在第一铁芯302上,且第一绕组303与变频器301电性相连,同时车体20上设有第二电磁反应板201。在车体20位于滑道10高位端时,变频器301、第一铁芯302、第一绕组303与第二电磁反应板201共同组成直线电机结构601,其中,第二电磁反应板201为直线电机结构601的动子,通过变频器301对直线电机结构601进行控制,给第二电磁反应板201以及承载第二电磁反应板201的车体20提供发射推力,可以使车体20短时间内获得较大的起步速度。需要注意的是,本实施例中的发射装置30并不局限于上述直线电机结构601,也可以采用弹簧结构的弹射驱动方式或人力驱动方式。
65.本实施例中,制动装置40具有两种实施方式,分别为:
66.第一种实施方式:制动装置40包括设在滑道10低位端的励磁电源401、第二铁芯402与第二绕组403,第二绕组403套设在第二铁芯402上,且第二绕组403与励磁电源401电性相连,其中,第二铁芯402与第二绕组403组成电磁铁结构602。当车体20进入电磁铁结构602产生的磁场范围时,车体20上的第二电磁反应板201产生第二感应电流,流过该第二感应电流的第二电磁反应板201在电磁铁结构602的磁场中将会受到与运动方向相反的力,从
而达到制动的目的。在具体实施过程中,控制励磁电源401电流的大小就可以改变电磁铁结构602的磁场强度,进而改变制动装置40制动力的大小,从而可以改变车体20制动距离的长短。
67.第二种实施方式:制动装置40包括铺设在滑道10低位端的第二永磁体,其工作原理与第一实施方式相同,因此不再赘述。
68.需要注意的是,相较于上述第一种实施方式,虽然直接采用第二永磁体作为制动装置40同样可以起到制动作用,但是该实施方式下制动装置40的制动力不可改变,因此本实施例中的制动装置40优选为上述第一种实施方式。
69.考虑到永磁体的制作成本远高于电磁反应板的制作成本,因此本实施例中选择将第一永磁体501设在车体20上,将第一电磁反应板502设在滑道10上且与第一永磁体501相对的位置。
70.作为优选地实施方式,车体20与滑道10的横截面均为u型结构。具体地,车体20包括第一底板202以及设在第一底板202两侧的第一侧板203,第一侧板203的一端与第一底板202的对应侧相连,另一端向远离第一底板202的方向倾斜延伸,第一永磁体501的数量为两个,且两个第一永磁体501对称设在两个第一侧板203的内壁面上。同时,滑道10包括第二底板101以及设在第二底板101两侧的第二侧板102,第二侧板102的一端与第二底板101的对应侧相连,另一端向远离第二底板101的方向倾斜延伸,第一电磁反应板502的数量为两个,且两个第一电磁反应板502对称设在两个第二侧板102的内壁面上。即将磁浮结构中的第一永磁体501与第一电磁反应板502均倾斜安装,使得第一电磁反应板502上第一感应电流产生的磁场和产生这一感应电流的磁场之间相互作用力的方向为向上并向滑道10中心的方向偏移,该相互作用力的竖直分力使得车体20相较于滑道10悬浮,而该相互作用力的水平分力指向滑道10的中心,即该水平分力能够作为车体20的主动导向力,使得车体20始终处于滑道10中央,不会脱轨。
71.本实施例中,车体20还包括支撑轮205,支撑轮205设在第一底板202的底部,且支撑轮205的轮面朝向第二底板101。当第一永磁体501与第一电磁反应板502没有相对运动时,第一电磁反应板502上不会产生第一感应电流,也就不会产生起悬浮力作用的磁场,所以车体20在静止和低速运行时需要依靠支撑轮205来支持车体20。当车体20速度达到离地速度后车体20就会浮起,并且随着速度的提高悬浮高度也会升高。
72.作为优选地实施方式,车体20还包括与第一侧板203一一对应的第三侧板204,第三侧板204的一端与对应第一侧板203的延伸端相连,另一端竖直向上延伸。滑道10还包括与第二侧板102一一对应的第四侧板103,第四侧板103的一端与对应第二侧板102的延伸端相连,另一端竖直向上延伸。第三侧板204的外壁面上设有导向轮206,且导向轮206的轮面朝向对应侧的第四侧板103。通过安装导向轮206可以支撑车体20导向滑行,该导向轮206能够有效地在车体20失控后,减小车体20侧部对滑道10的撞击并且可以维持滑行。
73.作为优选地实施方式,滑道10还包括与第四侧板103一一对应的包围板104。包围板104的一端与对应第四侧板103的延伸端相连,另一端水平延伸至对应侧的第三侧板204上方。通过设置包围板104使得滑道10形成一个半包围结构,进而对车体20起到一个限位作用。即本实施例中通过磁浮结构倾斜安装、导向轮206与包围板104组成三重防护,进而完全避免车体20发生脱轨事故,从而可以让车体20能够在更高的速度下安全运行。
74.本实施例中,第一电磁反应板502、第二电磁反应板201为铝板或铜板。当然,第一电磁反应板502、第二电磁反应板201并不局限于铝板或铜板,也可以是其他易于在磁场中产生感应电流的反应板结构。
75.本实施例中,考虑到永磁体的制作工艺,第一永磁体501与第二永磁体均是通过若干小型永磁体呈阵列结构拼接、叠加组成。
76.以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。