用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置及悬浮装置的制作方法

本发明涉及磁浮列车导向轮，尤其涉及一种用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置及悬浮装置。

背景技术：

1、当前传统轨道交通车辆在速度达到600km/h时，其空气阻力占总阻力的比重将达到90％，并由此带来剧烈的振动、噪声，严重制约传统轨道交通车辆的进一步提速。低真空管道磁浮交通作为让磁浮列车在低真空管道中运行的一种交通工具，可以有效规避空气阻力对速度提升的影响；此外，采用磁悬浮这种非接触运行方式代替传统的轮轨关系可以有效规避轮轨摩擦、黏着、振动对提速的限制，兼具平稳舒适、噪音小、爬坡能力强、安全性高、能耗较低等优点，是一种理想的未来交通工具。本发明涉及的低真空管道磁浮交通采用电动悬浮制式。采用电动悬浮制式的列车在静止或低速运行时，车载超导线圈与地面8字线圈作用产生的导向力较小，不足以维持列车稳定运行，因此在低速运行或停车时，列车需要依靠导向轮支撑在轨道侧壁上运行；达到临界速度后，车载超导线圈与地面8字线圈作用产生足够的导向力，此时导向轮可脱离侧壁，列车依靠超导线圈产生的导向力稳定运行。

2、专利“一种适用于低真空管道超高速磁浮的悬浮架”(cn209921070u)公开了一种磁悬浮列车低速运行时用以沿导向轨进行机械导向的导向轮装置，其特征在于，导向轮装置整体采用伸缩式结构，导向轮通过销轴安装在作动筒活塞杆上，液压作动筒固定安装在悬浮架构架端梁顶部，通过驱动液压作动筒活塞杆的伸缩实现导向轮的收放。

3、专利“一种永磁电动磁浮列车走行机构”(cn201911211358.8)公开了一种永磁电动悬浮列车低速运行时用以导向的低速导向轮装置，其特征在于，导向轮装置整体采用固定式结构，导向轮通过导向轮装置架与悬浮架构架固定连接，并与垂直平面呈一定角度放置，保证列车起浮后借助导向轮与垂直平面的角度完成与导向轨的快速脱离。

4、上述专利1涉及的磁浮车辆导向轮装置采用伸缩式结构，这种安装方式会导致导向轮径向方向与作动筒伸缩轴存在较大偏心，伸缩过程中会产生较大的扭转力矩，导致作动筒活塞杆在伸缩时与作动筒外筒间产生较大的摩擦，影响作动筒使用寿命；这种安装方式还会增加作用在悬浮架构架外端面的扭转力矩，需在该部位进行结构加强设计，不利于磁浮列车的轻量化；这种安装方式还会带来因结构扭转、弯曲引起的振动，不利于磁浮列车的舒适性。

5、上述专利2设计的磁浮车辆导向轮装置采用固定式结构，这种安装方式不具备收放功能，结构简单，但对轨道断面形式提出了特殊的要求，将增加轨道建设时的土建和基建成本，不利于低真空管道超导电动磁浮系统的经济性。因此，现有技术中所提供的导向轮装置存在作动筒使用寿命降低、附加力矩较大、稳定性不足、经济性不强等问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置及悬浮装置，能够解决现有技术中导向轮装置存在作动筒使用寿命降低、附加力矩较大、稳定性不足及经济性不强的技术问题。

2、本发明提供了一种用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，导向轮装置包括：轮叉，轮叉具有导向轮容纳腔，轮叉可转动地设置在悬浮架上；导向轮，导向轮设置在导向轮容纳腔内且与轮叉可转动连接；作动筒组件，作动筒组件包括作动筒和伸缩杆，作动筒组件可转动地设置在悬浮架上，伸缩杆可在作动筒内伸缩移动，伸缩杆与轮叉可转动连接，导向轮装置通过伸缩杆的伸缩移动以驱动轮叉相对于悬浮架转动。

3、进一步地，导向轮装置还包括第一锁定单元和第二锁定单元，第一锁定单元和第二锁定单元设置在作动筒上，第一锁定单元用于对伸缩杆的伸出位置进行锁定，第二锁定单元用于对伸缩杆的缩回位置进行锁定。

4、进一步地，导向轮装置还包括第一滑动轴承，导向轮通过第一滑动轴承与轮叉可转动连接，第一滑动轴承为双套圆锥滚子轴承。

5、进一步地，作动筒为铝合金制的作动筒，活塞杆为钛合金制的作动筒。

6、进一步地，导向轮包括导向轮轮毂和空心充气轮胎，空心充气轮胎设置在导向轮轮毂的外圆周侧。

7、进一步地，导向轮轮毂为锻造铝合金制轮毂。

8、进一步地，轮叉为铝合金制轮叉。

9、进一步地，轮叉包括第一摇杆、第二摇杆和中间连杆，中间连杆设置在第一摇杆和第二摇杆之间且分别与第一摇杆和第二摇杆固定连接，第一摇杆的一端和第二摇杆的一端分别与导向轮可转动连接，第一摇杆的另一端和第二摇杆的另一端均可转动地设置在设置在悬浮架上，中间连杆与伸缩杆可转动连接。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种用于超导电动磁浮列车的悬浮装置，悬浮装置包括导向轮装置和悬浮架，导向轮装置为如上所述的导向轮装置，导向轮装置可转动地设置在悬浮架上。

11、其特征在于，用于超导电动磁浮列车的悬浮装置包括四个导向轮装置，四个导向轮装置间隔设置在悬浮架上。

12、应用本发明的技术方案，提供了一种用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，该导向轮装置通过将作动筒组件设置为可绕悬浮架旋转的摇臂式，有效消除了伸缩过程中导向轮径向方向与作动筒活塞杆之间存在的扭转力矩，从而消除了活塞杆与作动筒外筒之间的摩擦力，减轻了因结构扭转、弯曲引起的振动，提高了作动筒的使用寿命及磁浮列车运行的舒适性；同时，本发明所提供的导向轮装置对轨道断面形式无特殊要求，有利于低真空管道超导电动磁浮系统的经济性。因此，本发明所提供的摇臂式导向轮装置与现有技术相比，稳定性高，附加力矩小，使用寿命长，有效解决了现有技术中磁浮列车导向装置存在的作动筒使用寿命降低、附加力矩较大、稳定性不足、经济性不强等问题。

技术特征：

1.一种用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述导向轮装置包括：

2.根据权利要求1所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述导向轮装置还包括第一锁定单元和第二锁定单元，所述第一锁定单元和所述第二锁定单元设置在所述作动筒(31)上，所述第一锁定单元用于对所述伸缩杆(32)的伸出位置进行锁定，所述第二锁定单元用于对所述伸缩杆(32)的缩回位置进行锁定。

3.根据权利要求2所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述导向轮装置还包括第一滑动轴承，所述导向轮(20)通过所述第一滑动轴承与所述轮叉(10)可转动连接，所述第一滑动轴承为双套圆锥滚子轴承。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述作动筒(31)为铝合金制的作动筒(31)，所述活塞杆为钛合金制的作动筒(31)。

5.根据权利要求4所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述导向轮(20)包括导向轮轮毂(21)和空心充气轮胎(22)，所述空心充气轮胎(22)设置在所述导向轮轮毂(21)的外圆周侧。

6.根据权利要求5所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述导向轮轮毂(21)为锻造铝合金制轮毂。

7.根据权利要求6所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述轮叉(10)为铝合金制轮叉(10)。

8.根据权利要求7所述的用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置，其特征在于，所述轮叉(10)包括第一摇杆(11)、第二摇杆(12)和中间连杆(13)，所述中间连杆(13)设置在所述第一摇杆(11)和所述第二摇杆(12)之间且分别与所述第一摇杆(11)和所述第二摇杆(12)固定连接，所述第一摇杆(11)的一端和所述第二摇杆(12)的一端分别与所述导向轮(20)可转动连接，所述第一摇杆(11)的另一端和所述第二摇杆(12)的另一端均可转动地设置在设置在悬浮架上，所述中间连杆(13)与所述伸缩杆(32)可转动连接。

9.一种用于超导电动磁浮列车的悬浮装置，其特征在于，所述悬浮装置包括导向轮装置(100)和悬浮架(200)，所述导向轮装置(100)为权利要求1至8中任一项所述的导向轮装置(100)，所述导向轮装置(100)可转动地设置在所述悬浮架(200)上。

10.根据权利要求9所述的用于超导电动磁浮列车的悬浮装置，其特征在于，所述用于超导电动磁浮列车的悬浮装置包括四个导向轮装置(100)，四个所述导向轮装置(100)间隔设置在所述悬浮架(200)上。

技术总结
本发明提供了一种用于超导电动磁浮列车的摇臂式导向轮装置及悬浮装置，该导向轮装置包括：轮叉，轮叉具有导向轮容纳腔，轮叉可转动地设置在悬浮架上；导向轮，导向轮设置在导向轮容纳腔内且与轮叉可转动连接；作动筒组件，作动筒组件包括作动筒和伸缩杆，作动筒组件可转动地设置在悬浮架上，伸缩杆可在作动筒内伸缩移动，伸缩杆与轮叉可转动连接，导向轮装置通过伸缩杆的伸缩移动以驱动轮叉相对于悬浮架转动。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中导向轮装置存在作动筒使用寿命降低、附加力矩较大、稳定性不足及经济性不强的技术问题。

技术研发人员：毛凯,赵明,刘德刚,王少聪,武震啸,刘成龙,孙涛,齐学超
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13