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CN110014847A - 一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统 - Google Patents

一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统 Download PDF

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CN110014847A
CN110014847A CN201910199312.2A CN201910199312A CN110014847A CN 110014847 A CN110014847 A CN 110014847A CN 201910199312 A CN201910199312 A CN 201910199312A CN 110014847 A CN110014847 A CN 110014847A
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China
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levitation
magnetic suspension
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unpiloted
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CN201910199312.2A
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崔庆文
彭楚尧
梁柱荣
王清露
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Deep Magnetism Technology (shenzhen) Co Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/10—Combination of electric propulsion and magnetic suspension or levitation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，包括磁悬浮系统和磁力设备；所述磁悬浮系统包含磁悬浮轨道和至少一块磁悬浮穿梭板，所述每块磁悬浮穿梭板上方安设有锁定结构，用于当待载物进入磁悬浮穿梭板上将其固定，退出后解锁，释放待载物；所述磁悬浮轨道包括站点轨道与行驶轨道；所述磁力设备用于为所述磁悬浮穿梭板提供牵引力，驱动所述承载着待载物的磁悬浮穿梭板沿所述磁悬浮轨道进行运动。本发明实现了乘客驾驶的汽车在两个城市或区域之间的无人驾驶方式的高速通行及一种新型高速物流方式。

Description

一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统。
背景技术
磁悬浮交通系统具有转弯半径小、运行噪声低、爬坡能力强、运营维护成本低、安全可靠等综合优势,已经成为现代城市轨道交通的重要发展形式。磁悬浮交通系统通过电磁力实现列车与轨道之间的相互作用,实现车辆无接触悬浮、导向与牵引。
现有的磁悬浮轨道交通的典型方式是由磁悬浮列车与轨道组成。通过列车的方式运载乘客，该交通方式单一，应用有限，不能有效地解决城际之间或者区域之间灵活地高效地交通这一问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，包括磁悬浮系统和磁力设备；所述磁悬浮系统包含磁悬浮轨道和至少一块磁悬浮穿梭板，所述每块磁悬浮穿梭板上方安设有锁定结构，用于当待载物进入磁悬浮穿梭板上将其固定，退出后解锁，释放待载物，每块磁悬浮穿梭板之间留有安全距离，保证加、减速过程中和高速行驶中的安全性，通过磁悬浮系统与磁悬浮轨道的相互作用使得磁悬浮穿梭板盛载着待载物悬浮于磁悬浮轨道上；所述磁悬浮轨道包括站点轨道与行驶轨道，用于在未工作时，使所述磁悬浮穿梭板停靠于站点轨道，工作时，当磁悬浮穿梭板装载之后驶入行驶轨道；所述磁力设备用于为所述磁悬浮穿梭板提供牵引力，驱动所述承载着待载物的磁悬浮穿梭板沿所述磁悬浮轨道进行运动。
优选地，所述磁力设备是直线电机推进系统。
优选地，所述磁悬浮系统为电磁吸引悬浮EMS结构。
优选地，所述磁悬浮轨道横截面为T型。
优选地，所述磁悬浮穿梭板具有竖直中心轴线的主体，所述主体左右两侧分别向底部延伸出的、沿所述竖直中心轴线对称设置的至少两个延伸部，即第一延伸部以及第二延伸部，且所述第一延伸部的底端形成有第一弯折部，所述第二延伸部的底端形成有第二弯折部，所述第一弯折部与第二弯折部的自由端相对，且两自由端沿所述竖直中心轴线对称设置。
优选地，所述磁悬浮穿梭板主体分别与第一延伸部和第二延伸部之间还可以有向底部延伸的第三延伸部和第四延伸部，所述第三延伸部和第四延伸部沿所述竖直中心轴线对称设置，所述第三延伸部底端形成第三弯折部，第三弯折部与第一延伸部相连，第四弯折部与第二延伸部相连，且第三弯折部与第四弯折部沿所述竖直中心轴线对称设置。
优选地，所述直线电机推进系统为长定子同步直线电机。
优选地，所述磁悬浮系统包括悬浮和推进磁体，位于所述磁悬浮穿梭板的两自由端的上方，所述磁悬浮系统还包括导向与制动装置，位于所述磁悬浮穿梭板的第一延伸部和第二延伸部的内侧，与T型轨道的两端部相对。
优选地，所述直线电机推进系统包括长定子同步直线电机绕组线圈，所述长定子同步直线电机绕组线圈在T型轨道两侧下方连续铺设，与所述悬浮和推进磁体相对。
优选地，所述直线电机推进系统为短定子异步直线电机，包括短定子异步直线电机初级线圈和短定子异步直线电机导体部分，所述短定子异步直线电机初级线圈安装于磁悬浮穿梭板上，所述短定子异步直线电机导体部分安装于磁悬浮轨道上，所述短定子异步直线电机初级线圈与所述短定子异步直线电机导体部分相对设置。
优选地，所述磁悬浮系统包括磁悬浮穿梭板的自由端上装有的悬浮电磁铁，所述磁悬浮导轨上与悬浮电磁铁相对的位置安装有轨道悬浮磁体。
优选地，所述磁悬浮穿梭板主体下表面安装有短定子异步直线电机初级线圈，所述磁悬浮轨道上表面安装有短定子异步直线电机导体部分。
优选地，所述磁悬浮穿梭板的第三延伸部和第四延伸部上安装有短定子异步直线电机初级线圈，所述磁悬浮轨道中央安装有短定子异步直线电机导体部分。
优选地，所述磁悬浮系统为高温超导磁悬浮结构。
优选地，所述磁悬浮穿梭板主体与磁悬浮轨道相对的下表面上安装了超导磁体和着陆轮，所述磁悬浮轨道上安装有悬浮磁体和导向装置。
优选地，所述磁悬浮系统为或常温电动力悬浮EDS结构。
优选地，所述磁悬浮穿梭板主体与磁悬浮轨道相对的下表面上安装了磁体和着陆轮，所述倒磁悬浮轨道上安装有感应导体和导向装置。
优选地，所述待载物包括汽车、货柜、公共交通车体的任意一种。
本发明的有益效果是：
1. 使用磁悬浮和直线电机作驱动的磁悬浮穿梭板以悬浮的方式高速运行，实现了乘客驾驶的汽车在两个城市或区域之间的无人驾驶方式的高速通行，磁悬浮穿梭板能以最高1000公里/小时的速度在既定轨道上行驶。本发明实现了极大地提高了自驾出行乘客的通行效率，缩短了通行时间。该高速交通方式在实现高速通行的同时，也能允许个人交通工具的随行，使得磁悬浮轨道交通的应用范围得以扩宽。
2. 磁悬浮穿梭板也能够运载货物，实现了一种新型的高速物流方式。
3. 磁悬浮穿梭板也可以搭载公共车厢，实现现有磁悬浮列车的功能，同一条磁悬浮轨道，同时满足了个人自驾出行、载货以及公共交通的需求，是一种高效多用途的交通方式。
附图说明
图1是本发明无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统的工作状态下的示意图（部分）。
图2是是本发明模块化高速磁悬浮轨道交通系统的工作状态下的磁悬浮轨道俯视图。
图3是本发明实施例一的磁悬浮系统与直线电机驱动系统的示意图。
图4是本发明实施例二的磁悬浮系统与直线电机驱动系统的示意图。
图5是本发明实施例二的磁悬浮系统与直线电机驱动系统另一种结构的示意图。
图6是本发明实施三的排斥型磁悬浮系统的示意图。
图中1-磁悬浮穿梭板；2-磁悬浮轨道；3-待载物；4-锁定结构；5-长定子同步直线电机绕组线圈；6-悬浮和推进磁体；7-导向与制动装置；8-短定子异步直线电机初级线圈；9-短定子异步直线电机导体部分；10-轨道悬浮磁体；11-悬浮电磁铁；12-站点轨道；13-行驶轨道；14-超导磁体／磁体；15-着陆轮；16-悬浮磁体／感应导体；17-导向装置。
具体实施方式
实施例一：
图1、图2和图3共同展示了一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，包括磁悬浮系统和用于提供牵引力的磁力设备。
所述磁悬浮系统包含磁悬浮轨道2和至少一块磁悬浮穿梭板1，所述每块磁悬浮穿梭板1上方安设有锁定结构4，用于当待载物3进入磁悬浮穿梭板1上将其固定，退出后解锁，释放待载物3，每块磁悬浮穿梭板1之间留有安全距离，保证加、减速过程中和高速行驶中的安全性。
在本实施例中所述磁悬浮轨道2横截面为T型，也可以是其他形状，例如圆柱形；所述磁悬浮轨道2包括站点轨道12与行驶轨道13（如图2所示），用于在未工作时，使所述磁悬浮穿梭板1停靠于站点轨道12，工作时，当磁悬浮穿梭板1装载之后驶入行驶轨道13。行驶方式为无人驾驶、中央控制。运营方根据用户需求控制每一辆穿梭板的运行。
所述磁悬浮系统为电磁吸引悬浮EMS结构。所述磁悬浮穿梭板1具有竖直中心轴线的主体，所述主体左右两侧分别向底部延伸出的、沿所述竖直中心轴线对称设置的第一延伸部以及第二延伸部，且所述第一延伸部的底端形成有第一弯折部，所述第二延伸部的底端形成有第二弯折部，所述第一弯折部与第二弯折部的自由端相对，且两自由端沿所述竖直中心轴线对称设置。所述磁悬浮系统包括悬浮和推进磁体6，位于所述两自由端的上方，还包括导向与制动装置7，位于第一延伸部和第二延伸部的内侧，与T型轨道的两端部相对，所述导向与制动装置7也可以在与磁悬浮轨道2相对的磁悬浮穿梭板1的内侧其他位置。
所述磁力设备用于为所述磁悬浮穿梭板提供牵引力，驱动所述承载着待载物的磁悬浮穿梭板沿所述磁悬浮轨道进行运动。在本实施例中该磁力设备是用于驱动所述待载物3沿所述磁悬浮轨道2进行运动的直线电机推进系统。所述直线电机推进系统为长定子同步直线电机。所述直线电机推进系统包括长定子同步直线电机绕组线圈5，所述长定子同步直线电机绕组线圈5在T型轨道两侧下方连续铺设，与所述悬浮和推进磁体6相对。
应当注意的是，图1仅为示意图，虽然画出的是汽车，待载物3也可以是货柜（有轮或者无轮），此时整个系统为物流系统，还可以公共载人车体等其他待载物体。
实施例二：
图1、图2和图4或图5展示了一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，包括磁悬浮系统和用于提供牵引力的磁力设备。
所述磁悬浮系统包含磁悬浮轨道2和至少一块磁悬浮穿梭板1，所述每块磁悬浮穿梭板1上方安设有锁定结构4，用于当待载物3进入磁悬浮穿梭板1上将其固定，退出后解锁，释放待载物3，每块磁悬浮穿梭板1之间留有安全距离，保证加、减速过程中和高速行驶中的安全性。
在本实施例中所述磁悬浮轨道1横截面为T型，也可以是其他形状，例如圆柱形。所述磁悬浮轨道2包括站点轨道12与行驶轨道13（如图2所示），用于在未工作时，使所述磁悬浮穿梭板1停靠于站点轨道12，工作时，当磁悬浮穿梭板1装载之后驶入行驶轨道13。行驶方式为无人驾驶、中央控制。运营方根据用户需求控制每一辆穿梭板的运行。
所述磁悬浮系统为电磁吸引悬浮EMS结构。所述磁悬浮穿梭板1具有竖直中心轴线的主体，所述主体左右两侧分别向底部延伸出的、沿所述竖直中心轴线对称设置的第一延伸部以及第二延伸部，且所述第一延伸部的底端形成有第一弯折部，所述第二延伸部的底端形成有第二弯折部，所述第一弯折部与第二弯折部的自由端相对，且两自由端沿所述竖直中心轴线对称设置。所述磁悬浮穿梭板主体分别与第一延伸部和第二延伸部之间还可以有向底部延伸的第三延伸部和第四延伸部，所述第三延伸部和第四延伸部沿所述竖直中心轴线对称设置，所述第三延伸部底端形成第三弯折部，第三弯折部与第一延伸部相连，第四弯折部与第二延伸部相连，且第三弯折部与第四弯折部沿所述竖直中心轴线对称设置。
所述磁力设备用于为所述磁悬浮穿梭板提供牵引力，驱动所述承载着待载物的磁悬浮穿梭板沿所述磁悬浮轨道进行运动。所述直线电机推进系统为短定子异步直线电机，包括安设在磁悬浮穿梭板1内侧的短定子异步直线电机初级线圈8和在磁悬浮轨道1上的短定子异步直线电机导体部分9，所述短定子异步直线电机初级线圈8与所述短定子异步直线电机导体部分9相对。图3和图4分别给出两种结构，所述短定子异步直线电机可以安装在磁悬浮轨道2与磁悬浮穿梭板1的不同位置，例如磁悬浮轨道1两侧（图3）或轨道中央（图4）。
图1仅为示意图，虽然画出的是汽车，待载物3也可以是货柜（有轮或者无轮），此时整个系统为物流系统，还可以公共载人车体等其他待载物体。
实施例三：
图1、图2和图6共同展示了一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，包括磁悬浮系统和用于提供牵引力的磁力设备。
所述磁悬浮系统包含磁悬浮轨道2和至少一块磁悬浮穿梭板1，所述每块磁悬浮穿梭板1上方安设有锁定结构4，用于当待载物3进入磁悬浮穿梭板1上将其固定，退出后解锁，释放待载物3，每块磁悬浮穿梭板1之间留有安全距离，保证加、减速过程中和高速行驶中的安全性。
在本实施例中所述磁悬浮轨道2横截面为倒T型，也可以是其他形状；述磁悬浮轨道2包括站点轨道12与行驶轨道13（如图2所示），用于在未工作时，使所述磁悬浮穿梭板1停靠于站点轨道12，工作时，当磁悬浮穿梭板1装载之后驶入行驶轨道13。行驶方式为无人驾驶、中央控制。运营方根据用户需求控制每一辆穿梭板的运行。
所述磁悬浮系统为排斥型磁悬浮，如高温超导磁悬浮或者常温电动悬浮EDS。图6给出了一种可能的排斥型磁悬浮结构。
当为高温超导磁悬浮时，所述磁悬浮穿梭板1主体与磁悬浮轨道2相对的下表面上安装了超导磁体14和着陆轮15，所述倒T型磁悬浮轨道上安装有悬浮磁体16和导向装置17。当为常温电动悬浮EDS时，所述磁悬浮穿梭板1主体与磁悬浮轨道2相对的下表面上安装了磁体14和着陆轮15，所述倒T型磁悬浮轨道上安装有感应导体16和导向装置17。
所述磁力设备用于为所述磁悬浮穿梭板提供牵引力，驱动所述承载着待载物的磁悬浮穿梭板沿所述磁悬浮轨道进行运动，在本实施例中该磁力设备是用于驱动所述待载物3沿所述磁悬浮轨道2进行运动的直线电机推进系统，既可以如实施例一使用长定子同步直线电机，也可以如实施例二使用短定子异步直线电机（直线电机推进系统未在图中显示）。
应当注意的是，图1仅为示意图，虽然画出的是汽车，待载物3也可以是货柜（有轮或者无轮），此时整个系统为物流系统，还可以公共载人车体等其他待载物体。
以上详细描述了本发明的优选的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (18)

1.一种无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，包括磁悬浮系统和磁力设备；
所述磁悬浮系统包含磁悬浮轨道和至少一块磁悬浮穿梭板，所述每块磁悬浮穿梭板上方安设有锁定结构，用于当待载物进入磁悬浮穿梭板上将其固定，退出后解锁，释放待载物；所述磁悬浮轨道包括站点轨道与行驶轨道，用于在未工作时，使所述磁悬浮穿梭板停靠于站点轨道，工作时，当磁悬浮穿梭板装载之后驶入行驶轨道；
所述磁力设备用于为所述磁悬浮穿梭板提供牵引力，驱动所述承载着待载物的磁悬浮穿梭板沿所述磁悬浮轨道进行运动。
2.如权利要求1所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁力设备是直线电机推进系统。
3.如权利要求2所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮系统为电磁吸引悬浮EMS结构。
4.如权利要求3所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮轨道横截面为T型。
5.如权利要求4所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮穿梭板具有竖直中心轴线的主体，所述主体左右两侧分别向底部延伸出的、沿所述竖直中心轴线对称设置的至少两个延伸部，即第一延伸部以及第二延伸部，且所述第一延伸部的底端形成有第一弯折部，所述第二延伸部的底端形成有第二弯折部，所述第一弯折部与第二弯折部的自由端相对，且两自由端沿所述竖直中心轴线对称设置。
6.如权利要求5所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮穿梭板主体分别与第一延伸部和第二延伸部之间还可以有向底部延伸的第三延伸部和第四延伸部，所述第三延伸部和第四延伸部沿所述竖直中心轴线对称设置，所述第三延伸部底端形成第三弯折部，第三弯折部与第一延伸部相连，第四弯折部与第二延伸部相连，且第三弯折部与第四弯折部沿所述竖直中心轴线对称设置。
7.如权利要求6所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述直线电机推进系统为长定子同步直线电机。
8.如权利要求7所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮系统包括悬浮和推进磁体，位于所述磁悬浮穿梭板的两自由端的上方，所述磁悬浮系统还包括导向与制动装置，位于所述磁悬浮穿梭板的第一延伸部和第二延伸部的内侧，与T型轨道的两端部相对。
9.如权利要求8所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述直线电机推进系统包括长定子同步直线电机绕组线圈，所述长定子同步直线电机绕组线圈在T型轨道两侧下方连续铺设，与所述悬浮和推进磁体相对。
10.如权利要求6所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述直线电机推进系统为短定子异步直线电机，包括短定子异步直线电机初级线圈和短定子异步直线电机导体部分，所述短定子异步直线电机初级线圈安装于磁悬浮穿梭板上，所述短定子异步直线电机导体部分安装于磁悬浮轨道上，所述短定子异步直线电机初级线圈与所述短定子异步直线电机导体部分相对设置。
11.如权利要求10所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮系统包括磁悬浮穿梭板的自由端上装有的悬浮电磁铁，所述磁悬浮导轨上与悬浮电磁铁相对的位置安装有轨道悬浮磁体。
12.如权利要求11所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮穿梭板主体下表面安装有短定子异步直线电机初级线圈，所述磁悬浮轨道上表面安装有短定子异步直线电机导体部分。
13.如权利要求11所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮穿梭板的第三延伸部和第四延伸部上安装有短定子异步直线电机初级线圈，所述磁悬浮轨道中央安装有短定子异步直线电机导体部分。
14.如权利要求2所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮系统为高温超导磁悬浮结构。
15.如权利要求14所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮穿梭板主体与磁悬浮轨道相对的下表面上安装了超导磁体和着陆轮，所述磁悬浮轨道上安装有悬浮磁体和导向装置。
16.如权利要求2所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮系统为或常温电动力悬浮EDS结构。
17.如权利要求16所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述磁悬浮穿梭板主体与磁悬浮轨道相对的下表面上安装了磁体和着陆轮，所述倒磁悬浮轨道上安装有感应导体和导向装置。
18.如权利要求1至17所述的任一种所述的无人驾驶的模块化高速磁悬浮轨道交通系统，其特征在于，所述待载物包括汽车、货柜、公共交通车体的任意一种。
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