一种磁浮列车及其迫导向机构的制作方法

本发明涉及一种磁浮列车及其迫导向机构，属于轨道交通车辆领域、尤其适用于磁浮列车。

背景技术：

磁浮列车安装迫导向机构的主要目的是：当端部滑台机构进入曲线后，通过迫导向机构的作用迫使中间滑台装置沿曲线径向排列，以保证车辆顺利通过弯道。现有应用的机械迫导向机构如图1所示，主要结构包含2套转臂，2套纵向拉杆（钢管或钢丝绳）以及4套横向拉杆。纵向拉杆与转臂通过铰接点相连，转臂可绕固定在车体上的安装座旋转，从而形成以前后安装座中心为固定点的可活动平行四边形框架，4套横向拉杆连接悬浮架单元的滑台装置。列车通过曲线时，滑台装置相对车体滑动，带动拉杆和平行四边形结构运动实现各悬浮架单元在曲线通过沿曲线径向排列，提高车辆的曲线通过。

现有迫导向机构纵向拉杆布置在磁浮车体底架下方，在纵向拉杆正下方安装了车体底架设备。因纵向拉杆属于超细长杆件（长径比为171：1），正常安装时，中部位置在自身重力作用下有较大的下垂挠度。在车辆运行过程中，由于振动激扰，纵向拉杆中部垂向存在较大挠度的振动，容易导致纵向拉杆和下方设备发生干涉碰撞，需求空间太大影响设备布置，该问题在纵向拉杆中心处位置尤为突出。

常规方式是在钢管中间加一支撑点可限制钢管中部垂向挠度是显而易见的，但基于以上两点，新增机构无法采用常用的钢丝绳吊挂和简单平面支撑方式。

如果采用钢管垂向吊挂钢丝绳限位，采用钢丝绳吊挂钢管，实现钢管垂向限位。该方法理论上可以解决钢管中部下垂问题，但当经过试验证明钢管水平发生位移时钢丝绳会对钢管产生垂向拉力，影响迫原导向机构本身功能，钢丝绳越短则该影响越大，垂向空间受限情况下该方案无法采用。

此外，如果采用平面托架支撑结构，在钢管下部设置平面托架支撑，限制钢管垂向位移。该结构理论上也可以解决钢管垂向限位问题，但钢管与托架产生摩擦，会带来异响和磨耗，其摩擦阻力对迫原导向机构本身功能也有一定影响。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种磁浮列车及其迫导向机构，该迫导向机构可以彻底解决超细长纵向拉杆中心位置处因垂向挠度过大，造成设备无法布置以及与设备碰撞的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种迫导向机构，包括两套转臂和两套纵向设置的拉杆；所述拉杆与转臂铰接相连，转臂可绕固定在车体上的安装座旋转而形成一个可活动的平行四边形框架结构；其结构特点是，所述两套拉杆的中部之间通过托臂结构相连，使得所述平行四边形框架结构分解成至少两个平行四边形框架结构，该托臂结构的中部装有转轴，该转轴的顶端用于与车体相连；优选所述拉杆为钢管或钢丝绳。

为了不影响迫导向机构的既有功能，新增的托臂结构不得对迫导向机构钢管的水平运动（包括纵向和横向）产生约束甚至摩擦。

新的迫导向机构需安装在车体和设备间的狭长空间内，拉杆长度4800mm，垂向高度空间仅60mm，新增的托臂结构在高度方向受严格限制。

为了解决现有迫导向机构超细长拉杆的垂向限位问题，本发明创造性地提出了一种新的技术构思，利用迫导向机构中轴线为固定轴、钢管与转臂围绕中轴线呈平行四边形变化的特点，在中轴线中部设置固定铰接点，增加的托臂结构与转臂平行且与钢管铰接，使原来单个平行四边形的运动转化成双平行四边形串联的同步配合联动，该创新结构的效果在于：实现托臂无摩擦的水平自由跟随钢管运动的同时限制了钢管的垂向变形。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

根据本发明的实施例，所述托臂结构为一个，该托臂结构将所述的一个可活动的平行四边形框架结构变成两个可相互联动的平行四边形框架结构。

优选地，所述托臂结构包括摇臂，该摇臂的两端分别铰接在相应的拉杆上，使摇臂无摩擦的水平自由跟随拉杆运动的同时限制拉杆的垂向变形；优选所述摇臂整体呈扁平状。

优选地，所述拉杆的中部与拉杆支撑座组件固定配合连接，该拉杆支撑座组件与摇臂的端部铰接相连。

优选地，所述拉杆支撑座组件包括用于支撑拉杆的支撑座，该支撑座与拉杆直接设有间隙套装在拉杆上的管套；优选管套为尼龙套。

优选地，所述摇臂的端部开有竖向设置的通孔，所述拉杆支撑座组件的下部通过关节安装在该通孔内。

为了方便后续维护，所述支撑座采用分体式设计。

为了对摇臂形成托举，所述转轴下端装有摇臂支撑架。

优选地，所述摇臂中部件部位竖向开有安装孔，该安装孔内安装有关节轴承；所述关节轴承的外圈固定安装于摇臂的中间安装孔内，该关节轴承内圈与转轴过盈配合连接；所述转轴依次穿过关节轴承的内圈和摇臂支撑架的安装孔，并通过摇臂支撑架及紧固件将摇臂固定连接于车体底架上。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种磁浮列车，其包括车体和所述的迫导向机构；该迫导向机构的两套拉杆的中部之间通过托臂结构相连，使得所述平行四边形框架结构分解成至少两个平行四边形框架结构，该托臂结构的中部装有转轴，该转轴的顶端与车体底架相连。

以下对本发明做进一步的描述。

本发明在现有迫导向机构的2套转臂的中间（纵向位置可进行一定调整）增加1套托臂结构，将原来一个平行四边形结构变成可联动的2个平行四边形结构，从而减小了单段钢管的细长比。

所述托臂结构主要由摇臂、2个关节轴承、转轴、摇臂支撑架、2个钢管支撑座组件以及配套紧固件组成。

所述摇臂为长条形扁平状对称结构，中间设有安装孔，安装孔设有上下2个关节轴承。所述摇臂支撑架悬挂在车体底架上，其中间设有安装孔。所述转轴依次穿过所述摇臂安装孔内关节轴承的内孔、支撑架安装孔，通过配套的紧固件使之固定连接，从而使得摇臂通过关节轴承的作用可以绕转轴在水平方向自由转动。

所述钢管支撑座组件由分体式管夹座、尼龙套、关节轴承、以及配套紧固件组成。其中尼龙套为空心圆柱体结构，固定套在钢管的中间位置，与钢管小间隙配合。所述分体式管夹座位由两个半圆形结构组成，通过紧固件夹套在钢管外圈的尼龙套上，其下半部分通过关节轴承与所述摇臂相连接，使摇臂与钢管支撑座在水平方向可相对转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）通过在纵向拉杆中间增加1套托臂结构，转臂单元与纵向拉杆铰接，其中心绕车体固定轴转动，使原来单个平行四边形的运动转化成双平行四边形串联的同步配合联动，该创新结构的效果在于：限制了纵向拉杆中部位置的不利运动，如横向弯曲和垂向变形，但对于迫导向机构原有功能没有任何影响。

2）托臂结构的设置相当于在每根钢管中部增加了一个可水平活动的支撑点，将钢管有效分成两段，这直接减小了单段钢管的细长比，纵向拉杆整体垂向挠度减少四分之三，节省了迫导向机构运动所需空间，减小干涉风险。

3）新增的托臂结构呈扁平状，所需垂向安装空间小，非常适用于垂向空间极度受限情况下采用，既可以有效解决垂向挠度过大的问题，又能大大节省垂向安装空间。

4）在拉杆支撑座和钢管间设置尼龙（聚氨酯）套，拉杆支撑座与尼龙套过盈配合，尼龙套与钢管小间隙配合。这使得钢管中部运动主要是通过关节轴承的旋转，辅之以钢管在尼龙套中的前后小移动，这将能提高两侧钢管自动找平行能力和横向适应性，从而释放钢管中部的纵向和水平方向自由度。

总之，本发明彻底解决了超细长纵向拉杆中心位置处因垂向挠度过大，造成设备无法布置以及与设备碰撞的问题。

附图说明

图1是是现有的机械迫导向机构示意图；

图2是本发明现有迫导向机构与本发明一个实施例的原理对比示意图；

图3是本发明所述托臂的结构示意图（带局剖）；

图4 是图3的俯视图；

图5 本发明的拉杆支撑座组件示意图；

在图中：

1-关节轴承； 2-摇臂；3-摇臂支撑架；4-转轴； 5-拉杆支撑座组件；6-拉杆；51-拉杆支撑座；52-关节；53-尼龙套、54-紧固件。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种机械迫导向机构，如图2、3所示，在现有迫导向机构的2套转臂的中间增加1套托臂结构，纵向位置可进行一定调整；将原来一个平行四边形结构变成可相互联动的2个平行四边形结构，纵向位置可进行一定调整。在本实施例中，拉杆6为钢管。

托臂结构的主要作用是：相当于在迫导向两侧的细长拉杆中间各增加1支撑点，且该支撑点能使拉杆在水平方向一定范围内自由转动、而在垂直方向完全固定约束，从能够在不影响原迫导向机构正常运动的同时，可有效增加单段拉杆的细长比，从而能限制拉杆中部的垂向挠度。

如图4、5所示，托臂结构主要由摇臂2、2个关节轴承1、摇臂支撑架3、转轴4、2个拉杆支撑座组件5以及配套紧固件组成。摇臂2中间设有中间安装孔，安装孔用于安装关节轴承1。关节轴承1外圈固定安装于摇臂2的中间安装孔内，关节轴承1内圈与转轴4过盈配合连接；转轴4依次穿过关节轴承的内圈、摇臂支撑架3安装孔，并通过摇臂支撑架3及配套紧固件使摇臂2固定连接于车体底架，从而使得摇臂2通过关节轴承1的作用在水平方向自由转动。

如图5所示，在拉杆支撑座51和拉杆6之间设置尼龙套53，拉杆支撑座51与尼龙套53通过配套紧固件54固定夹紧，尼龙套53与拉杆6间隙配合。这使得拉杆6中部的运动主要是通过关节52的旋转，并辅之以拉杆6在尼龙套53中的前后小移动来实现，这将能提高迫导向架构两侧拉杆自动找平行能力和横向适应性，从而在限制拉杆6垂向自由度的同时，释放拉杆中部的纵向和水平方向自由度。

拉杆支撑座51采用分体式设计，便于后期拆卸维护。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。