一种直线电机悬挂系统的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种直线电机悬挂系统。

背景技术：

2.现有轨道交通直线感应电机驱动的车辆有常规的直线电机车辆和中低速磁浮车辆，其共同特点是采用直线电机初级固定在车辆转向架或悬架上的悬挂方式，直线电机直接带动车辆运行，电机与车辆连接为整体，相互间形成振动传导，运行中车辆的摇摆晃动导致电机初级与次级间间隙(气隙)发生较大变化，振动的传导和气隙的较大变化，影响车辆运行的平稳性和电机牵引效率。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种直线电机悬挂系统，以改善上述问题。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：包括车架、初级和次级，所述初级通过柔性组件与所述车架连接，所述柔性组件约束所述初级与所述车架在沿轨道长度方向的相对位移；所述次级与地面固定连接，所述次级与所述初级相互耦合，产生的电磁斥力推动所述车架沿着轨道移动。
4.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述柔性组件包括车架传力构件和电机传力构件，所述车架传力构件与车架连接，所述电机传力构件与所述初级固定连接，所述电机传力构件与所述车架传力构件耦合传导沿轨道长度方向的作力。
5.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述车架传力构件和所述电机传力构件上均设有至少一个齿销和至少一个齿槽，每个所述齿槽均与啮合一个齿销，在所述车架行进方向上所述齿销与所述齿槽配合构成传力面。
6.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所有的所述齿销和所述齿槽的弧面上均设有阻尼层。
7.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，还包括轨道支承结构、次级支承架、电机架、至少一对集电组件、至少一对侧向限位组件和至少一对与所述集电组件耦合供电的供电组件，所述车架通过所述电机架与所述初级固定连接；所述次级依次通过所述次级支承架和所述轨道支承结构与地面连接，所述次级的两侧分别通过一个z型构件与支承架固定连接，所述z型构件包括水平部和两个与是水平部垂直的竖直部，所述次级固定连接于所述z型构件的水平部，所述z型构件的一个竖直部突出于所述次级支承架并记为侧限位部；一对所述供电组件对称设于在所述次级支承架的两侧，并与所述次级支承架固定连接；所述电机架的两侧设有至少一对上卡轮和至少两对水平向外延伸的伸臂梁，至少一对所述伸臂梁在远离所述电机架的端部均铰接一个集电组件，至少一对所述伸臂梁在远离所述电机架的端部均铰接一个侧向限位组件；所述侧向限位组件远离所述伸臂梁的端部设有下卡轮，所述下卡轮和所述上卡轮分别位于所述z型构件的水平部的上下两侧，所述下卡轮与所述z型构件的水平部之间设有间隙，每个所述z型构件的水平部远离地面的端面上设
有与所述上卡轮相配合的上卡轮走行轨道，所述集电组件与所述供电组件相互接触，所述次级位于一对所述上卡轮之间。
8.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述侧向限位组件包括限位臂，所述限位臂一端部与所述伸臂梁铰接，所述限位臂的另一端部与所述下卡轮转动连接，所述限位臂靠近所述侧限位部的侧壁上设有滑板座，所述滑板座通过销轴与所述侧限位部连接，所述滑板座上设有侧滑板，所述侧限位部上设有与侧滑板相匹配的限位滑道。
9.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述侧滑板包括面层和与所述面层固定连接的底层，所述底层与滑板座连接，所述面层与所述限位滑道接触，所述面层的摩擦系数小于或等于25，底层由阻尼材料制备而成。
10.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述集电组件包括集电器撑杆，所述集电器撑杆的一端部与所述伸臂梁铰接，所述集电器撑杆的另一端部设有集电器，所述集电器与所述集电器撑杆之间通过弹簧组件连接，所述集电器通过所述弹簧组件与所述供电组件接触。
11.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述弹簧组件包括弹簧、内套筒和外套筒，所述弹簧的两端分别与所述集电器和所述集电器撑杆固定连接，所述外套筒的一端部与所述集电器固定连接，所述内套筒的一端部与所述集电器撑杆固定连接，所述内套筒另一端部位于所述外套筒的空腔内。
12.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，包括悬挂铰链，所述悬挂铰链的两端部分别与所述车架和所述初级固定连接，所述悬挂铰链的长度大于第一距离，且所述悬挂铰链的长度与所述第一距离的差大于6mm，所述第一距离为第一连接点和第二连接点之间的距离，所述第一连接点为所述悬挂铰链与所述车架的连接点，所述第一连接点为所述悬挂铰链与所述初级的连接点。
13.本实用新型的有益效果为：
14.1、通过侧向限位组件和上卡轮将直线电机初级与次级相对位置关系予以限制，在侧向限位组件、上卡轮和电机法向吸力共同作用下，列车正常运行时初级与次级间的间隙(电机气隙)的变化量近似为0，使电机气隙可以采用≤6mm的额定值，远小于常规轨道交通直线电机气隙(10～12mm)，牵引效率提高60％～90％；
15.2、初级通过上卡轮支承在电机次级支承架上，保证任何情况下初级与次级不会相互撞击，提高运行安全性；
16.3、初级与次级可能产生的不稳定法向力不会影响到车辆，也不会因法向力增加列车车轮的轮压，列车运行阻力小于常规直线电机列车；
17.4、直线电机与车辆柔性连接、单向接触驱动，车辆的晃动不会引起电机气隙的变化，牵引力控制相对简单；
18.5、因为集电器和供电轨分别固定在初级侧和次级侧，两者位置关系相对固定，列车高速运行时，集电器与供电轨接触面变化量较小，可保证高速运行时供电的稳定性；
19.6、按照本实用新型的悬挂与驱动方式，将影响列车高速运行的主要部件限定在直线电机初级和次级，高精度的制造、安装工程内容主要限定在工厂化制造、机械化安装的易于控制和保障的初级和次级。
20.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中
变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为实施例中所述的直线电机悬挂系统结构示意图；
23.图2为实施例中所述限位臂和所述伸臂梁的连接处结构示意图；
24.图3为实施例中图1的a-a处剖面结构示意图；
25.图4为实施例中图1的b-b处剖面结构示意图；
26.图5为实施例中所述的弹簧组件结构示意图；
27.图中标记：1、初级；2、次级；3、电机架；4、电机传力构件；41、阻尼层；5、伸臂梁；51、限位销；6、上卡轮；7、限位臂；71、下卡轮；72、侧滑板；73、滑板座；74、滑板座连接销轴；75、伸缩杆；9、车辆传力构件；10、悬挂铰链；11、次级支承架；111、z型构件；12、集电器；13、集电器撑杆；141、导电轨；142、导电轨支撑座；143、供电轨连接件；15、上卡轮走行轨道；16、限位滑道；17、车架；18、轨道支承结构；19、弹簧；20、内套筒；21、外套筒。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.如图1所示，本实施例提供了一种直线电机悬挂系统。
31.参见图1、图3和图4，图中示出了本实施中直线电机悬挂系统包括：车架17、初级1和次级2，初级1通过柔性组件与车架17连接，柔性组件约束初级1与车架17在沿轨道长度方向的相对位移；次级2与地面固定连接，次级2与初级1相互耦合，产生的电磁斥力推动车架17沿着轨道移动。具体而言，在本技术中，柔性组件仅仅约束初级1与车架17在沿轨道长度方向的相对位移，其他方向无约束，不传递电机与车辆间的其他相互作用。弱化电机与车辆间的振动传导，避免电机与车辆间的耦合振动。需要说明的是，在本技术中车架17上也设有
车轮用于车架17行走，由于其为现有技术，本技术中不在赘述。
32.具体而言，参见图1，在本技术中，柔性组件包括车辆传力构件9和电机传力构件4，车辆传力构件9与车架17连接，电机传力构件4与初级1固定连接，电机传力构件4与车辆传力构件9耦合传导沿轨道长度方向的作力。具体而言，在本技术中为了实现电机传力构件4与车辆传力构件9耦合传导，具体而言，车辆传力构件9和电机传力构件4上均设有至少一个齿销和至少一个齿槽，每个齿槽均与啮合一个齿销，在车架17行进方向上齿销与齿槽配合构成传力面，当采用齿销/齿槽模式时，在列车行进方向上，齿销与齿槽以弧面按一定公差配合构成传力面。同时为了降低齿销与齿槽之间磨损，在本技术中，每个齿销和齿槽的弧面上均设有阻尼层41。具体而言，在本技术中阻尼层41为阻尼材料构成，而阻尼材料可以是聚氯乙烯和环氧树脂。
33.同时进一步地，在本技术中还包括悬挂铰链10，悬挂铰链10的两端部分别与车架17和初级1固定连接，悬挂铰链10的长度大于第一距离，且悬挂铰链10的长度与第一距离的差大于6mm，第一距离为第一连接点和第二连接点之间的距离，第一连接点为悬挂铰链10与车架17的连接点，第一连接点为悬挂铰链10与初级1的连接点。在列车正常运行时，悬挂铰链10不受力。用于保障初级1和次级2不接触。
34.同时，参见图1、图3和图4，在本技术中为了电机气隙可以采用≤6mm的额定值，远小于常规轨道交通直线电机气隙(10～12mm)，达到牵引效率提高60％～90％目的，在本技术中，包括轨道支承结构18、次级支承架11、电机架3、至少一对集电组件、至少一对侧向限位组件和至少一对与集电组件耦合供电的供电组件，车架17通过电机架3与初级1固定连接；次级2依次通过次级支承架11和轨道支承结构18与地面连接，其中，在本技术中次级支承架11与轨道支承结构18的连接方式与传统的轨道交通直线电机系统相同，本技术中不再赘述。同时次级2的两侧分别通过一个z型构件111与支承架固定连接，z型构件111包括水平部和两个与是水平部垂直的竖直部，次级2固定连接于z型构件111的水平部，z型构件111的一个竖直部突出于次级支承架11并记为侧限位部；一对供电组件对称设于在次级支承架11的两侧，并与次级支承架11固定连接；电机架3的两侧设有至少一对上卡轮6和至少两对水平向外延伸的伸臂梁5，至少一对伸臂梁5在远离电机架3的端部均铰接一个集电组件，至少一对伸臂梁5在远离电机架3的端部均铰接一个侧向限位组件；侧向限位组件远离伸臂梁5的端部设有下卡轮71，下卡轮71和上卡轮6分别位于z型构件111的水平部的上下两侧，下卡轮71与z型构件111的水平部之间设有间隙，每个z型构件111的水平部远离地面的端面上设有与上卡轮6相配合的上卡轮走行轨道15，集电组件与供电组件相互接触，次级2位于一对上卡轮6之间。在本技术中通过两对上卡轮6与下卡轮71对称设置在电机架3两侧，限制初级1与次级2之间距离，保证初级1与次级2之间间隙的稳定性。
35.具体而言，每个侧向限位组件包括限位臂7，限位臂7一端部与伸臂梁5铰接，限位臂7的另一端部与下卡轮71转动连接，限位臂7靠近侧限位部的侧壁上设有滑板座73，滑板座73通过滑板座连接销轴74与侧限位部连接，滑板座73上设有侧滑板72，侧限位部上设有与侧滑板72相匹配的限位滑道16。由于侧滑板72与限位滑道16。具有机械摩擦，但是本技术中其主要为限位作用，需要减少摩擦能量消耗，故，在本技术中侧滑板72包括面层和与面层固定连接的底层，底层与滑板座73连接，面层与限位滑道16接触，面层的摩擦系数小于或等于0.25，底层由阻尼材料制备而成。对于本领域技术而言，底层可以为聚氯乙烯和环氧树。
而面层的摩擦系数小于或等于0.25的低摩阻材料本领域技术人员可以根据实际情况选择。
36.而，具体而言，在本技术中集电组件包括集电器撑杆13，集电器撑杆13的一端部与伸臂梁5铰接，集电器撑杆13的另一端部设有集电器12，集电器12与集电器撑杆13之间通过弹簧组件连接，集电器12通过弹簧组件与供电组件接触，在本技术中，弹簧组件为集电器12与导电轨141之间提供弹性压紧力。而，在本技术中，供电轨组件由导电轨141、导电轨支撑座142及供电轨连接件143组成，供电轨组件对称安装在次级支承架11两侧，通过供电轨连接件143与次级支承架11连接；导电轨141通过支撑座安装在供电轨连接件143上；连接件的尺寸及支撑座的安装高度根据电气绝缘要求确定，由于其为根据实际情况所限定的，本技术中不再赘述。同时，参见图5，在本技术中提供了一种弹簧组件，其包括弹簧19、内套筒20和外套筒21，弹簧19的两端分别与集电器12和集电器撑杆13固定连接，外套筒21的一端部与集电器12固定连接，内套筒20的一端部与集电器撑杆13固定连接，内套筒20另一端部位于外套筒21的空腔内。
37.同时，参见图2，在本技术中，伸臂梁5上设有限位销51，同时集电器撑杆13和限位臂7上均设有与限位销51相匹配的限位槽用于限制集电器撑杆13和限位臂7的运动范围。同时，在本技术中伸臂梁5上铰接均设有伸缩杆75，伸缩杆75的另一端与集电器撑杆13或是与限位臂7的铰接，伸缩杆75可驱动限位机构绕销轴转动。正常运行时，伸缩杆75使侧滑板72与限位滑道16间保持一定间隙；车辆制动时，伸缩杆75为侧滑板72提供压紧力，实现机械制动；检修时伸缩杆75可使限位机构向上翻起。
38.在本技术中的使用过程中，通过侧向限位组件和上卡轮将直线电机初级与次级相对位置关系予以限制，在侧向限位组件、上卡轮和电机法向吸力共同作用下，列车正常运行时初级与次级间的间隙(电机气隙)的变化量近似为0，使电机气隙可以采用≤6mm的额定值，远小于常规轨道交通直线电机气隙(10～12mm)，牵引效率提高60％～90％。
39.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
40.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种直线电机悬挂系统，其特征在于，包括：车架(17)，初级(1)，所述初级(1)通过柔性组件与所述车架(17)连接，所述柔性组件约束所述初级(1)与所述车架(17)在沿轨道长度方向的相对位移；次级(2)，所述次级(2)与地面固定连接，所述次级(2)与所述初级(1)相互耦合，产生的电磁斥力推动所述车架(17)沿着轨道移动。2.根据权利要求1所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，所述柔性组件包括车辆传力构件(9)和电机传力构件(4)，所述车辆传力构件(9)与车架(17)连接，所述电机传力构件(4)与所述初级(1)固定连接，所述电机传力构件(4)与所述车辆传力构件(9)耦合传导沿轨道长度方向的作力。3.根据权利要求2所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，所述车辆传力构件(9)和所述电机传力构件(4)上均设有至少一个齿销和至少一个齿槽，每个所述齿槽均与啮合一个齿销，在所述车架(17)行进方向上所述齿销与所述齿槽配合构成传力面。4.根据权利要求3所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，所有的所述齿销和所述齿槽的弧面上均设有阻尼层(41)。5.根据权利要求1所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，还包括轨道支承结构(18)、次级支承架(11)、电机架(3)、至少一对集电组件、至少一对侧向限位组件和至少一对与所述集电组件耦合供电的供电组件，所述车架(17)通过所述电机架(3)与所述初级(1)固定连接；所述次级(2)依次通过所述次级支承架(11)和所述轨道支承结构(18)与地面连接，所述次级(2)的两侧分别通过一个z型构件(111)与次级支承架(11)固定连接，所述z型构件(111)包括水平部和两个与是水平部垂直的竖直部，所述次级(2)固定连接于所述z型构件(111)的水平部，所述z型构件(111)的一个竖直部突出于所述次级支承架(11)并记为侧限位部；一对所述供电组件对称设于在所述次级支承架(11)的两侧，并与所述次级支承架(11)固定连接；所述电机架(3)的两侧设有至少一对上卡轮(6)和至少两对水平向外延伸的伸臂梁(5)，至少一对所述伸臂梁(5)在远离所述电机架(3)的端部均铰接一个集电组件，至少一对所述伸臂梁(5)在远离所述电机架(3)的端部均铰接一个侧向限位组件；所述侧向限位组件远离所述伸臂梁(5)的端部设有下卡轮(71)，所述下卡轮(71)和所述上卡轮(6)分别位于所述z型构件(111)的水平部的上下两侧，所述下卡轮(71)与所述z型构件(111)的水平部之间设有间隙，每个所述z型构件(111)的水平部远离地面的端面上设有与所述上卡轮(6)相配合的上卡轮走行轨道(15)，所述集电组件与所述供电组件相互接触，所述次级(2)位于一对所述上卡轮(6)之间。6.根据权利要求5所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，所述侧向限位组件包括限位臂(7)，所述限位臂(7)一端部与所述伸臂梁(5)铰接，所述限位臂(7)的另一端部与所述下卡轮(71)转动连接，所述限位臂(7)靠近所述侧限位部的侧壁上设有滑板座(73)，所述滑板座(73)通过销轴与所述侧限位部连接，所述滑板座(73)上设有侧滑板(72)，所述侧限位部上设有与侧滑板(72)相匹配的限位滑道(16)。
7.根据权利要求6所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，所述侧滑板(72)包括面层和与所述面层固定连接的底层，所述底层与滑板座(73)连接，所述面层与所述限位滑道(16)接触，所述面层的摩擦系数小于或等于0.25，底层由阻尼材料制备而成。8.根据权利要求5所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，所述集电组件包括集电器撑杆(13)，所述集电器撑杆(13)的一端部与所述伸臂梁(5)铰接，所述集电器撑杆(13)的另一端部设有集电器(12)，所述集电器(12)与所述集电器撑杆(13)之间通过弹簧组件连接，所述集电器(12)通过所述弹簧组件与所述供电组件接触。9.根据权利要求8所述的直线电机悬挂系统，其特征在于：所述弹簧组件包括弹簧(19)、内套筒(20)和外套筒(21)，所述弹簧(19)的两端分别与所述集电器(12)和所述集电器撑杆(13)固定连接，所述外套筒(21)的一端部与所述集电器(12)固定连接，所述内套筒(20)的一端部与所述集电器撑杆(13)固定连接，所述内套筒(20)另一端部位于所述外套筒(21)的空腔内。10.根据权利要求5所述的一种直线电机悬挂系统，其特征在于，包括悬挂铰链(10)，所述悬挂铰链(10)的两端部分别与所述车架(17)和所述初级(1)固定连接，所述悬挂铰链(10)的长度大于第一距离，且所述悬挂铰链(10)的长度与所述第一距离的差大于6mm，所述第一距离为第一连接点和第二连接点之间的距离，所述第一连接点为所述悬挂铰链(10)与所述车架(17)的连接点，所述第一连接点为所述悬挂铰链(10)与所述初级(1)的连接点。

技术总结

本实用新型提供了一种直线电机悬挂系统，涉及轨道交通技术领域，包括车架、初级和次级，所述初级通过柔性组件与所述车架连接，所述柔性组件约束所述初级与所述车架在沿轨道长度方向的相对位移；次级，所述次级与地面固定连接，所述次级与所述初级相互耦合，产生的电磁斥力推动所述车架沿着轨道移动。在本申请中通过侧向限位组件和上卡轮将直线电机初级与次级相对位置关系予以限制，在侧向限位组件、上卡轮和电机法向吸力共同作用下，列车正常运行时初级与次级间的间隙(电机气隙)的变化量近似为0，使电机气隙可以采用≤6mm的额定值，远小于常规轨道交通直线电机气隙(10～12mm)，牵引效率提高60％～90％。引效率提高60％～90％。引效率提高60％～90％。