本發明涉及磁懸浮技術領域，尤其涉及一種提高車輛磁懸浮性能及導向性能的磁懸浮機構及磁懸浮列車。

背景技術：

磁懸浮列車已成為客運、貨運領域發展的一個重要方向，通常，磁懸浮列車可分為永磁懸浮列車、常導磁懸浮列車和高溫超導磁懸浮列車。

永磁懸浮與高溫超導磁懸技術浮均屬于被動磁懸浮，共同點在于結構簡單、幾乎無需主動控制。對于永磁懸浮來說，使用矯頑力較強的釹鐵硼永磁材料時，得益于這種永磁材料的優越性能，可以獲得較常導磁懸浮、高溫超導磁懸浮較優的載重能力。但是根據Earnshaw定理，單純由永磁體構成的系統無法維持穩定。即缺點在于當永磁懸浮實現車輛重力與磁體間斥力垂向方向的平衡時，車體橫向并不存在回復力維持軌道磁體與車載磁體始終處于平衡位置，而是偏離平衡位置的橫向力。這種橫向力在軌道磁體與車載磁體中心對齊的情況下最小，一旦車載磁體發生橫向偏移，所受到的橫向力將急劇增大，為保持車體始終處于平衡位置，通常使用導向輪控制磁體的橫向偏移量，因此單獨使用永磁懸浮技術難以真正實現無機械摩擦的理想懸浮狀態。

在新型磁懸浮技術的設計中，為回避Earnshaw定理并繼承被動懸浮結構簡單控制量少的特點，引入同屬于被動懸浮的高溫超導磁懸浮技術。高溫超導磁懸浮技術具有自無源穩定懸浮的優點。特別是，高溫超導材料處于混合態時，其產生的釘扎力可以根據超導塊材受力狀態的需要提供恢復到平衡位置的回復力，缺點就是懸浮力和回復力有限，載重能力有限，難以滿足軌道交通大運量的需求。

根據上述描述，一種既具有足夠磁懸浮力，又具有足夠橫向回復力的磁懸浮機構和磁懸浮列車成為本領域技術人員急需解決的關鍵問題。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種具有足夠磁懸浮力和足夠導向力或回復力以使移動車輛在較大載荷下穩定行駛的磁懸浮機構。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種磁懸浮機構，應用于移動車輛，包括：永磁軌道、車載永磁體、移動車輛的底盤以及高溫超導塊，其中：

所述車載永磁體和所述高溫超導塊均設置在所述底盤上，并且所述車載永磁體和所述高溫超導塊均與所述永磁軌道豎直相對。

優選地，所述永磁軌道包括兩條，兩條所述永磁軌道平行設置；所述車載永磁體包括兩個，兩個所述車載永磁體均設置在所述底盤的底部并分別與兩條所述永磁軌道相對；所述高溫超導塊包括兩個，兩個所述高溫超導塊均設置在所述底盤的底部并分別與兩條所述永磁軌道相對。

優選地，每兩個分別設置在與兩條所述永磁軌道相對位置的車載永磁體形成一個永磁體對，每兩個分別設置在與兩條所述永磁軌道相對位置的所述高溫超導塊形成一個超導塊對；所述底盤上設置有兩對超導塊對和一對永磁體對，所述永磁體對設置在兩對所述超導塊對之間。

優選地，兩對所述超導塊對中的四個高溫超導塊分別設置在所述底盤的四個角處。

優選地，每條所述永磁軌道的寬度不小于與該永磁軌道相對的高溫超導塊的寬度的80％。

優選地，所述高溫超導塊設置在超導低溫杜瓦內。

優選地，所述超導低溫杜瓦通過一安裝座固定在所述底盤的安裝面上。

優選地，所述高溫超導塊的外部包覆有銅殼，多個包覆有銅殼的所述高溫超導塊排列在所述超導低溫杜瓦中。

優選地，所述超導低溫杜瓦開設有通氣孔。

本發明還公開了一種磁懸浮列車，包括上述的磁懸浮機構。

與現有技術相比，本發明的磁懸浮機構及磁懸浮列車的有益效果是：應用了本發明的磁懸浮機構的移動車輛，相對于現有技術中的永磁懸浮列車具有較大的導向力和橫向穩定性；相對于現有技術中的高溫超導磁懸浮列車，具有較大的懸浮力以具有較大的承載能力，從而彌補兩種磁懸浮列車的缺陷。

附圖說明

圖1為本發明的磁懸浮機構的主視圖；

圖2為本發明的磁懸浮機構的仰視圖。

具體實施方式

為使本領域技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作詳細說明。

如圖1所示，本發明的一個實施例提供了一種磁懸浮機構，該磁懸浮機構可應用于多種移動車輛，如城市地鐵、貨運列車以及客運列車等。該磁懸浮機構包括永磁軌道1、車載永磁體4、移動車輛的底盤2以及高溫超導塊3，其中：車載永磁體4和高溫超導塊3均設置在底盤2上，并且車載永磁體4和高溫超導塊3均與永磁軌道1豎直相對。如此，車載永磁體4永磁軌道1為車輛提供足夠的懸浮力，以使車輛承載較大載荷的貨物或乘客；高溫超導塊3與永磁軌道1之間具有無源自穩定的懸浮力，從而為車輛提供穩定的導向力，并能夠限制車輛的橫向移動或竄動。

應用了本發明的磁懸浮機構的移動車輛，相對于現有技術中的永磁懸浮列車具有較大的導向力和橫向穩定性；相對于現有技術中的高溫超導磁懸浮列車，具有較大的懸浮力以具有較大的承載能力，從而彌補兩種磁懸浮列車的缺陷。

本發明的磁懸浮機構具有較大載荷能力，還能實現無源自穩定，從而使車輛承載能力大，行駛穩定安全。

如圖1所示，在本發明的一個優選實施例中，永磁軌道1包括兩條，兩條永磁軌道1平行設置；車載永磁體4包括兩個，兩個車載永磁體4均設置在底盤2的底部并分別與兩條永磁軌道1相對；超導高溫塊包括兩個，兩個高溫超導塊3均設置在底盤2的底部并分別與兩條永磁軌道1相對。

在本發明的一個優選實施例中，每兩個分別設置在與兩條永磁軌道1相對位置的車載永磁體4形成一個永磁體對，每兩個分別設置在與兩條永磁軌道1相對位置的高溫超導塊3形成一個超導塊對；底盤2上設置有一對永磁體對和兩對超導塊對，永磁體對設置在兩對超導塊對之間。兩對超導塊對中的四個高溫超導塊3分別設置在底盤2的四個角處。將超導塊對設置在永磁體對之間以及將四個高溫超導塊3設置在四個角的好處在于：使得車輛行駛更加穩定。

為充分利用永磁軌道1的磁場，每條永磁軌道1的寬度大于與該永磁軌道1相對的高溫超導塊3的寬度。如此實施能夠增大磁斥力和橫向回復力以及導向力，提高車輛的承載能力、導向性能以及橫向穩定性。

如圖2所示，在本發明的一個優選實施例中，高溫超導塊3設置在超導低溫杜瓦5內，超導低溫杜瓦5通過安裝座6固定在底盤2的下安裝面上。

使用液氮為制冷劑時，為保證超導低溫杜瓦5的安全性需要在超導低溫杜瓦5上設置至少兩個通氣孔，保證氣化的氮氣可以及時的疏散出空間有限的超導低溫杜瓦5，有效避免因內外壓差差異較大而引發的爆炸問題。

另外，超導低溫杜瓦5內的高溫超導塊3均用銅盒包裹，一方面保護易潮解的高溫超導塊3，另一方面利用銅導熱率較高的特性，使超導低溫杜瓦5的高溫超導塊3即使在只有半盒液氮的情況也可以利用銅傳遞冷量，維持所有高溫超導塊3均工作在混合態。

應該說明的是：永磁懸浮部分與高溫超導磁懸浮部分共用同一條永磁軌道，可大幅度節約系統線路成本。車載永磁體組合則按照向懸浮間隙聚磁、與永磁軌道斥力關系的組合方式安裝，利用二者間的斥力支撐車體重量，提高系統的運載能力，兩種懸浮裝置與車架的連接方式不做限制，可以實現可靠安裝即可。轉向架的材料盡量使用空心鋁等密度小、剛度強的輕量化材料。

本發明還公開了一種磁懸浮列車，該磁懸浮列車安裝了上述的磁懸浮機構，該磁懸浮列車因安裝了上述的磁懸浮機構而具有承載能力強、導向力大、行駛安全的優點。

以上實施例僅為本發明的示例性實施例，不用于限制本發明，本發明的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發明的實質和保護范圍內，對本發明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明的保護范圍內。