专利名称：一种无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬浮架，具体涉及一种无纵梁、并在横梁上设置牵引机构的高速 磁浮车悬浮架。
背景技术：
现有技术中，高速磁悬浮车的每节车厢设置有四个悬浮架，悬浮架的主要作用是 装载电磁铁、电机等，并将悬浮力、导向力、牵引力和制动力通过二系悬挂系统传递给车体， 同时保证磁悬浮车具有顺利通过曲线和坡道的能力。如图1所示，图1是现有技术有纵梁 的悬浮架的示意图。悬浮架3由托臂组31、横梁组32、纵梁组33和牵引机构34组成。在 磁悬浮车通过弯道、坡道时，托臂31下端跟随曲线轨道运动，悬浮架3就会产较小的弯曲、 扭转等变形；在磁悬浮车浮起和降落时，如果悬浮架的四组托臂31垂向运动不一致，悬浮 架3也会产生较小的弯曲、扭转等变形；当磁悬浮车停放的轨道不在同一水平面时，悬浮架 3同样也会产生较小的弯曲、扭转等变形。这些变形主要由纵梁33的扭转变形来适应。现 有技术在纵梁上设置Z字形牵引机构，通过该机构与车体连接，传递悬浮架与车辆的牵引 力和制动力，同时牵引机构还须适应车厢与悬浮架横向和垂向的运动。现有技术的悬浮架主要存在以下不足
1.由于纵梁、横梁和托臂固接在一起，在曲线及坡道上，托臂跟随轨道曲线运动，悬浮 架就须产生弯曲、扭转等变形来适应该曲线运动，这些变形主要发生在悬浮架结构较弱的 地方，即在纵梁组的两端部位，很容易造成应力集中，产生裂纹、疲劳断裂等，对行车安全造 成很大的隐患，同时会显著降低纵梁的使用寿命。2.纵梁、横梁和托臂固接在一起，使得四组托臂的运动耦合在一起，增加了磁悬 浮车的悬浮控制的难度。3.由于纵梁及牵引机构设置在悬浮架的中间部位，占用了很大的空间，使得悬浮 架结构较为复杂，从而使得整个磁悬浮车结构不够紧凑，不能充分有效地利用悬浮架的空 间来安装较多的磁悬浮车的设备，同时也对磁悬浮车的布线造成了一定影响。4.采用纵梁及牵引机构的悬浮架结构复杂，不利于维护和检修，而且增加了维 护、检修的成本。
发明内容
本发明提供一种无纵梁且在横梁上设置有牵引机构的悬浮架，该悬浮架的结构简 单紧凑，占用空间小，提供更大的空间来放置磁悬浮车的设备，便于维护和检修；实现悬浮 架的左、右托臂在运动时的解耦，有利于悬浮控制，并且改善悬浮架的受力状况。为了实现上述目的，本发明提供一种无纵梁且在横梁上设置有牵引机构的悬浮 架，其设置在车体底部，特点是，包含两组横梁、磁铁模块和牵引机构；
上述的两组横梁对称设置，其分别与车体固定连接； 所述的磁铁模块对称设置在每组横梁两端；所述的每组横梁上均设置有牵引机构，其分别与车体及横梁连接。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，磁铁模块包含对称设置 在每组横梁两端部的托臂和分别设置在每组托臂上的若干对电磁铁；悬浮架通过电磁铁悬浮。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，悬浮架还包含对称设置 在横梁两端的外表面上的摇枕；该摇枕分别通过摆杆与车体连接，且其端部还分别设置有 提供车体和悬浮架之间弹性刚度的弹性结构。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，所述的牵引机构是Z字 形牵引结构，其包含传力组件和牵引组件；
所述的传力组件分别与横梁和牵引组件连接； 所述的牵引组件固定设置在车体上。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，传力组件包含第一牵引 拉杆座及一端与其连接的第一牵引拉杆、第二牵引拉杆座及一端与其连接的第二牵引拉 杆；
所述的第一牵引拉杆座和第二牵引拉杆座分别设置在每组横梁的上下表面； 所述的第一牵引拉杆和第二牵引拉杆传递每组横梁上的纵向力，或者是牵引力，或者 是制动力。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，牵引组件包含牵引座，牵 引块和中心销轴；
所述的牵引座固定设置在车体上，其中心线与横梁垂直且与横梁的中心线位于同一个 平面上；
所述的第一牵引块与中心销轴固定连接，第二牵引块与中心销轴固定连接，第一牵引 块的另一端与第一牵引拉杆的另一端连接，第二牵引块的另一端和第二牵引拉杆的另一端 连接；
所述的中心销轴是转动销，其两端分别与第一、第二牵引座通过轴承连接，使得第一、 第二牵引块可分别绕第一、第二牵引座转动。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，第一牵引拉杆和第二牵 引拉杆相对两个牵引座的中心点(即中心销轴的中心点)呈旋转对称设置；所述的两个牵引 块横向设置，第一、第二牵引拉杆与第一、第二牵引块构成Z字形结构。上述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其中，第一牵引拉杆座和第一 牵引拉杆、第一牵引拉杆和第一牵引块、第二牵引块和第二牵引拉杆、第二牵引拉杆和第二 牵引拉杆座之间的连接方式均为活动销接，Z字形牵引机构绕牵引座转动实现位移补偿。本发明与现有技术相比，其优点在于
1.由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固接在两横梁上的纵梁，简化了 悬浮架的结构，减轻了悬浮架的质量，降低了制造、维护和检修的成本，同时避免了现有技 术悬浮架曲线通过时在纵梁与横梁的连接处的应力集中，使悬浮架受力更为合理。2.由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固定在两横梁上的纵梁及固 定在纵梁上的牵引机构，增大了悬浮架中的可用空间，使设备安装、布线、检修及维护更为 方便。
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3.由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固定在两横梁上的纵梁，使 四组托臂与横梁固接，这样就实现了托臂运动上的解耦，有助于高速磁悬浮车的悬浮控制 系统潜力的进一步发挥。4.由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固定在纵梁上的牵引机构， 用两个对称Z字形牵引机构代替原纵梁上的牵引机构，使整个横梁结构紧凑，一个悬浮架 有两套牵引机构，牵引拉杆受力仅为原来的一半，可以达到受力分散的目的，有利于提高牵 引机构的可靠性和使用寿命。
图1是现有技术有纵梁的悬浮架的示意图2是本发明提供的无纵梁且在横梁上设置有牵引机构的悬浮架的主视图； 图3是图2的俯视图； 图4是图2的A-A向剖视图。
具体实施例方式以下根据图2 图4，详细说明本发明的优选实施例。如图2 图4所示，是本发明提供的一种无纵梁且在横梁上设置有牵引机构的悬 浮架的主视图、俯视图及主视图A-A向的剖视图。如图2所示，本实施例所述的一种无纵梁且在横梁上设置有牵引机构的悬浮架， 其设置在车体1底部(参见图3)，包含两组横梁21、磁铁模块22、牵引机构和摇枕24。两组 横梁21对称设置，其分别与车体1连接，磁铁模块22对称设置在每组横梁21两端，每组横 梁21与车体1之间均设置有牵引机构，其分别与车体1和横梁21连接。摇枕24分别对称 设置在每组横梁21上。该摇枕24与车体1之间通过摆杆(图中未示出)连接，在摆杆两端 采用球关节轴承作为连接部件(图中未示出)。另外，摇枕24的端部还设置有弹性结构(图 中未示出)，以保证车体1和悬浮架之间具有一定的弹性刚度。如图3所示，磁铁模块22包含对称设置在每组横梁21两端部的托臂221和分别 设置在每组托臂221上的若干对电磁铁222 ；悬浮架2利用电磁铁222实现悬浮。如图4所示，所述的牵引机构是Z字形牵引机构23，其包含传力组件和牵引组件。 传力组件与横梁21和牵引组件连接，牵引组件固定设置在车体1上。请同时参见图2 图4，所述的传力组件包含上牵引拉杆座2316及一端与其连接 的上牵引拉杆2315，下牵引拉杆座2311及一端与其连接的下牵引拉杆2312。该上牵引拉 杆座2316和下牵引拉杆座2311分别设置在横梁21的上下表面(参见图3)。上牵引拉杆 2315和下牵引拉杆2312传递每组横梁21上的纵向力，或者是牵引力，或者是制动力。所述的牵引组件包含上牵引座2321、下牵引座2317、上牵引块2314、下牵引块 2313和中心销轴2319。如图3所示，上牵引座2321固定设置在车体1的地板的下平面上，下 牵引座2317固定设置在车体1夹层地板结构上，其中心线与横梁21的垂向中心线重合，中 心销轴2319是转动销，中心销轴2319上端与上牵引座2321通过轴承连接，中心销轴2319 下端与下牵引座2317通过轴承连接，上牵引块2314与中心销轴2319固定连接，下牵引块 2313与中心销轴2319固定连接，上牵引块2314的另一端与上牵引拉杆2315连接，下牵引块2313的另一端与下牵引拉杆2312连接，使上牵引块2314、下牵引块2313可绕上牵引座 2321、下牵引座2317为转心转动。上牵引拉杆2315和下牵引拉杆2312相对中心销2319的中心线呈旋转对称设置； 所述的上牵引块2314、下牵引块2313横向设置，上牵引拉杆2315、下牵引拉杆2312、上牵引 块2314、下牵引块2313构成Z字形结构。上牵引拉杆座2316和上牵引拉杆2315、上牵引 拉杆2315和上牵引块2314、下牵引块2313和下牵引拉杆2312、下牵引拉杆2312和下牵引 拉杆座2311之间的连接方式均为活动销接，Z字形牵引机构23绕上牵引座2321、下牵引座 2317转动实现位移补偿。本实施例所提供的悬浮架中，取消了原先设置连接在两组横梁之间的纵梁，这样 使得两横梁不再连接在一起，可以互不干扰的运动，就实现了左、右托臂的运动解耦。在两 组横梁上分别设置Z字形牵引机构，传递悬浮架与车体的牵引力及制动力，同时满足车体 与悬浮架间的相对运动。本发明提供的悬浮架的结构特点是取消了纵梁，在两组横梁上分 别设置一组Z字形牵引机构，该牵引机构中两根牵引拉杆的两端一端分别与两个牵引拉杆 座销接，另一端与牵引块销接，其中牵引拉杆座与横梁固接在一起，牵引块与牵引座采用中 心销连接，牵引座再与车体底部用螺栓连接。两组Z字形牵引机构在横梁上相对悬浮架呈 对称设置，列车运行时牵引拉杆传递牵引力或制动力，且在磁浮列车沿前后两个方向运行 时具有相同的受力状况。直线电机产生的牵引力、制动力由直线电机传递到托臂，继而传递给横梁，再由Z 字形牵引机构传递给车体，横向力通过悬浮架有效地传递给车体，从而使磁悬浮车高速平 稳地运行。两组Z字形牵引机构分别对称设置在悬浮架的两个横梁上，双牵引拉杆与牵引 块构成Z字形，这样当悬浮架垂向相对车体发生位置变化时，Z字形结构中的牵引块可以绕 牵引座转动，从而有效地补偿牵引拉杆两端的位置变化，使车体相对悬浮架保持在一定位 置，保证列车运行的平稳。Z字形牵引机构的牵引块浮动连接在车体上。横向力由安装在托 臂上的电磁铁传递到托臂，而横向力较小时，除了依靠车体的横向刚度传递外，主要是通过 车体与摇枕的接触来传递，再由摇枕与车体摇杆座的弹性接触传递到车厢。本发明中，由于两个横梁间没有设置纵梁，悬浮架的托臂在运动上是解耦的，当其 中一个托臂下端相对另外三个点发生位移时，不影响其余的托臂，这种机构有利于悬浮控 制及车体顺利通过弯道及坡道。总之，磁悬浮车运行时，Z字形牵引机构传递牵引力及制动力，同时补偿车体相对 悬浮架的位置变化。取消纵梁后使四组托臂的运动解耦，任一托臂跟随轨道运动，不影响其 它托臂的运动，从而可保证磁悬浮车平稳、顺利通过弯道及坡道。本发明基于上述技术特征，具有如下优点及有益效果由于本发明提供的悬浮架 取消了现有技术悬浮架固接在两横梁上的纵梁，简化了悬浮架的结构，减轻了悬浮架的质 量，这样降低了制造、维护和检修的成本，同时避免了现有技术悬浮架做曲线运动时在纵梁 与横梁的连接处的应力集中，使悬浮架受力更为合理。由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固定在两横梁上的纵梁及固定 在纵梁上的牵引机构，增大了悬浮架中的可用空间，有了更大的空间，方便安装更多的电器 设备，布线也更为方便合理，同时增加空间，检修、维护也更为方便，降低了检修、维护成本。由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固定在两横梁上的纵梁，使四组托臂与横梁固接，这样就实现了托臂运动上的解耦，有助于高速磁悬浮车的悬浮控制，使得 高速磁悬浮车可以选择更为合理的控制设备，也可以有效地降低制造成本。由于本发明提供的悬浮架取消了现有技术悬浮架固定在纵梁上的牵引机构，用两 个对称Z字形牵引机构代替原纵梁上的牵引机构，使整个横梁结构紧凑，一个悬浮架有两 套牵引机构，牵引拉杆受力仅为原来的一半，可以达到受力分散的目的，使得高速磁悬浮车 受力更合理，且增加了牵引机构使用寿命。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
一种无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其设置在车体(1)底部，特征在于，包含两组横梁(21)、磁铁模块(22)和牵引机构；所述的两组横梁(21)对称设置，其分别与车体(1)连接；所述的磁铁模块(22)对称设置在每组横梁(21)两端；所述的每组横梁(21)上均设置有牵引机构，该牵引机构分别与车体(1)和横梁(21)连接。
2.如权利要求1所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的磁铁模块(22)包含对称设置在每组横梁(21)两端部的托臂(221)和分别设置在每组托 臂(221)上的若干对电磁铁(222 )；悬浮架(2 )通过电磁铁(222 )悬浮。
3.如权利要求2所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的悬浮架还包含对称设置在横梁(21)上的摇枕(24)；所述的摇枕(24)分别通过摆杆与车体(1)连接；所述的摇枕(24)的端部还分别设置有提供车体(1)和悬浮架之间弹性刚度的弹性结构。
4.如权利要求3所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的牵引机构是Z字形牵引机构(23)，其包含传力组件和牵引组件；所述的传力组件分别与横梁(21)和牵引组件连接； 所述的牵引组件固定设置在车体(1)上。
5.如权利要求4所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的传力组件包含第一牵引拉杆座(2316)及一端与其连接的第一牵引拉杆(2315)，第二牵 弓I拉杆座(2311)及一端与其连接的第二牵引拉杆(2312 )；所述的第一牵引拉杆座(2316)和第二牵引拉杆座(2311)分别设置在每组横梁(21)的 上下表面；所述的第一牵引拉杆(2315)和第二牵引拉杆(2312)传递每组横梁(21)上的纵向力， 即牵引力，或者是制动力。
6.如权利要求5所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的牵引组件包含第一牵引座(2321)、第二牵引座(2317)、第一牵引块(2314)和第二牵引块 (2313)；所述的第一牵引座(2321)固定设置在车体(1)下地板面上，第二牵引座(2317)固定设 置在车体(1)夹层地板面上；所述的第一牵引块(2314)与中心销轴(2319)固定连接，其另一端与第一牵引拉杆 (2315)的另一端连接；所述的第二牵引块(2313)与中心销轴(2319)固定连接，器另一端与第二牵引拉杆 (2312)的另一端连接。
7.如权利要求6所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的牵引组件还包含中心销轴(2319)，其是一转动销，该中心销轴(2319)的一端与第一牵引 座(2321)通过轴承连接，该中心销轴(2319)的另一端与第二牵引座(2317)通过轴承连 接，使得第一牵引块(2314)、第二牵引块(2313)可分别绕第一牵引座(2321)、第二牵引座 (2317)转动。
8.如权利要求7所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的第一牵引拉杆(2315)和第二牵引拉杆(2312)相对中心销轴(2319)的中心点呈旋转对称 设置；所述的第一牵引块(2314)及第二牵引块(2313)横向设置，第一牵引拉杆(2313)、第 二牵引拉杆(2314)、第一牵引块(2314)与第二牵引块(2313)构成Z字形结构。
9.如权利要求8所述的无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，其特征在于，所述 的第一牵引拉杆座(2316)和第一牵引拉杆(2315)、第一牵引拉杆(2315)和第一牵引块 (2314)、第二牵引块(2313)和第二牵引拉杆(2312)、第二牵引拉杆(2312)和第二牵引拉杆 座(2311)之间的连接方式均为活动销接，使得Z字形牵引机构(23)绕上牵引座(2321)与 下牵引座(2317)转动实现位移补偿。
全文摘要
一种无纵梁且横梁上设置有牵引机构的悬浮架，设置在车体底部，包含两组横梁、磁铁模块和牵引机构。两组横梁对称设置，其通过摇枕与车体连接，磁铁模块对称设置在每组横梁两端，每组横梁上还设置有与车体和横梁连接的牵引机构。本发明优点是取消了悬浮架的纵梁，简化结构，减轻重量，降低制造、维护和检修的成本，避免了悬浮架在曲线通过时在纵梁与横梁的连接处的应力集中；增大了悬浮架中的可用空间；解除了原有纵梁对相关横梁过圆曲线时径向转动的约束及通过缓和曲线时的相对扭转约束，改善了托臂运动解耦，从而使电磁铁与托臂间的一系弹簧受力更加均衡。降低了走行机构耦合力对悬浮控制系统的干扰，有利于悬浮导向控制系统发挥潜力。
文档编号B60L13/04GK101954913SQ20101050553
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者罗世辉, 胡杰, 马卫华, 高定刚 申请人:上海磁浮交通发展有限公司;上海磁浮交通工程技术研究中心