專利名稱：磁浮式軌道巡檢車的走行結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高速磁浮交通領域內的特種車輛結構，尤其涉及一種磁 浮式軌道巡檢車的走行結構。
背景技術：
高速常導電磁懸浮交通技術的發展使人類在地面以500km/h高速運行的 愿望得以實現。雖然該項技術還沒有被較為廣泛的應用，但是運行安全的保 證問題卻是非常需要關心的事。針對高速磁浮車輛與軌道之間很小的懸浮間 隙(10.0mm左右)的技術特點，要求在磁浮列車運行前必須先進行軌道檢 査。如圖1所示，為高速常導電磁懸浮交通系統的軌道7的結構示意圖。所 述的軌道7的主體結構部分7f為混凝土結構,所述的軌道7具有各個功能面， 包括滑行面7b、導向面7c、定子面7d，由于這些功能面會因多種原因產 生變形、偏差、松動等，有時也會在露天的軌道上殘留有異物，所以一定要 求在磁浮列車運行前必須先進行軌道檢査，以防止發生列車安全事故。另一 方面，軌道上安裝的長定子線圈也需要進行檢查，以防止脫落的電纜擠進列 車的懸浮磁鐵模塊中，損壞車輛部件從而造成事故。為此，在高速磁浮交通 領域就提出了需要提供一種軌道巡檢車，用以對軌道進行高速巡檢和低速檢 測，以滿足磁浮交通系統的要求。
但是，目前已經設計與研制出的磁浮軌道工程中的軌道巡檢車，其重量 (載荷)應作用在軌道梁7的滑行面7b的中心線7a上。如中國專利CN 200410024773.X和CN200410024772.5中所公開的軌道巡檢車結構，都是以 橡膠充氣輪作為支撐輪，利用變速箱和傳動軸牽引該支撐輪，另外，在車架 兩側還設置了導向輪機構，為軌道巡檢車車輛沿磁浮軌道梁行駛作導向和定 位支承作用，保障其運行的安全。另外，也有利用卡車改造而成的軌道巡檢 車。然而，上述所提到的這些軌道巡檢車都存在著一個關鍵缺陷，無法高速 運行，即不具備高速巡檢運行的條件。對于較長路線的高速磁浮交通系統，如果為了軌道巡檢而留出長時間的停運"天窗"時間，將極大影響客運線路 的運輸能力。
根據CN200580001218.8、 CN200580001016.3、 CN200720182647.6等專
利文件中所公開的常導電磁懸浮車輛的走行結構，利用長定子直線電機反向 牽引制動磁浮列車，且具備高速運行的能力。所述的常導電磁懸浮車輛的走 行結構較為復雜，其由懸浮架和設置在懸浮架上的懸浮磁鐵、導向磁鐵、渦 流制動磁鐵等組成；該走行結構通過導向磁鐵的導向作用，使得懸浮架在運 行過程中及時轉向，并通過渦流制動磁鐵使得列車還具有渦流制動模式。由 此，需要利用本身具備高速運行能力的走行結構，并在其基礎上再設置支撐 輪結構以實現低速運行檢測功能，從而實現軌道巡檢車同時具備高速巡檢和 低速檢測的能力，縮短巡檢的時間。
發明內容
本發明的目的在于提供一種磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其實現了長 定子直線電機牽引和外轉子電機支撐輪牽引兼容的雙牽引模式，使得該軌道 巡檢車同時具備了高速巡檢和低速檢測的功能；另外，該走行結構可依靠自 身行走輪，牽引軌道巡檢車返回維修基底或鄰近車站，具備自救能力，并能 對發生事故的客運列車實施救援。
為了達到上述目的，本發明提供一種磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其 固定安裝在軌道巡檢車的車廂底板下部，包含若干依次設置的懸浮架和設置 在該懸浮架上的長定子直線電機牽引裝置，特點是，還包含設置在所述懸浮 架兩側上的外轉子電機驅動支撐輪裝置；
所述的懸浮架包含若干橫梁框架和安裝在該橫梁框架兩端的托臂框架； 該橫梁框架與軌道巡檢車的車廂底板下部連接；
所述的長定子直線電機牽引裝置包含安裝在托臂框架上的懸浮磁鐵模 塊、若干導向磁鐵模塊和若干渦流制動磁鐵模塊；
所述的外轉子電機驅動支撐輪裝置包含安裝在所述橫梁框架兩端、且位 于托臂框架內側的電機支撐輪承載裝置，以及通過該電機支撐輪承載裝置固 定安裝在橫梁框架底部兩端的外轉子電機支撐輪；
所述的外轉子電機支撐輪的中心線與軌道滑行面的承載中心線重合；所述的外轉子電機支撐輪通過導向磁鐵模塊的導向作用，隨懸浮架的轉 向而進行適應磁浮線路彎道的轉向運動。
所述的橫梁框架包含橫梁，和用以連接橫梁的橫梁中部連接件。
所述的懸浮磁鐵模塊包含若干標準懸浮磁鐵模塊和若干設置在所述的走 行結構兩端的加長懸浮磁鐵模塊。
所述的電機支撐輪承載裝置包含支撐臂和外側支撐臂，其通過螺栓分別 與懸浮架的橫梁的底面和外側面連接。
所述的支撐臂和外側支撐臂是由鍛鋁制成的。
所述的支撐臂和外側支撐臂之間還設置有空簧支撐件，該空簧支撐件分 別與支撐臂和外側支撐臂通過螺栓橫向連接，以增加整個電機支撐輪承載裝 置的承載能力，從而保證軌道巡檢車的外轉子電機驅動支撐輪裝置的承載能 力。
所述的外轉子電機驅動支撐輪裝置還包含安裝在外轉子電機支撐輪外側 的氣液轉換制動裝置，其包含氣液轉換制動盤和安裝在該氣液轉換制動盤上 的液壓夾鉗裝置。
所述的懸浮架的若干橫梁框架之間分別通過縱梁連接；在該縱梁內部安 裝有與車廂底板連接的牽引拉桿，其作為巡檢車縱向載荷的傳遞機構，傳遞 巡檢車牽引和制動時的車廂慣性力。
本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，實現了雙牽引模式，即長 定子直線電機牽引和外轉子電機支撐輪牽引。因此，本發明的磁浮式軌道巡 檢車能夠在懸浮狀態下依靠長定子直線電機的牽引，以200km/h的速度進行 高速巡檢，也能夠在電機支撐輪與軌道滑行面接觸的狀態下(失去懸浮狀態)， 依靠外轉子電機支撐輪牽引，以60km/h的速度進行低速檢測以尋找軌道故 障點。同時，本發明的走行結構在這樣的雙牽引模式基礎上，可使得所述的 軌道巡檢車能夠實現在任何故障工況下的自救能力，即該軌道巡檢車可以依 靠車載的外傳子電機支撐輪作為驅動動力，返回維修基地(或臨近車站)。
本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，具備4種制動模式，分別 包括
1、由所述的懸浮磁鐵模塊與安裝在軌道上的長定子線圈來實現的巡檢車 直線電機反向牽引制動模式，其通過地面牽引供電站向軌道長定子線圈通入反向牽引電流，迫使巡檢車減速制動。
2、 由所述的渦流制動磁鐵模塊實現的巡檢車渦流制動模式，其通過向該 車載的渦流制動磁鐵模塊通入多個等級大小的電流，迫使巡檢車可按多個等 級減速制動。
3、 由所述的外轉子電機驅動支撐輪裝置實現的外轉子電機輪反向制動模 式，其通過向外轉子電機驅動支撐輪裝置通入可控的反向轉動電流，迫使巡 檢車減速制動。
4、 由所述的氣液轉換制動裝置實現的氣液轉換盤式制動模式，其利用外 轉子電機支撐輪上的氣液轉換制動盤，采用液壓制動方式迫使巡檢車減速直 至停車。
上述4種制動模式可使得該軌道巡檢車具備采用不同方法來靈活停車的 功能，適應軌道線路上的安全運行功能。
在本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構的力傳導方面，利用懸浮 架上的縱梁內的牽引拉桿直接與車廂底板連接的結構，實現了在軌道巡檢車 運行時有效地傳遞牽引與制動慣性力。
本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構中，由于設置了外轉子電機 支撐輪的中心線與軌道滑行面的承載中心線重合，故可實現軌道巡檢車在最 大載荷工況下的支撐與驅動模式，充分最大化的發揮了外轉子電機驅動支撐 輪裝置的承載能力。
本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構中，在利用鍛鋁制成的支撐 臂和外側支撐臂與懸浮架的橫梁通過螺栓連接，從而將外轉子電機支撐輪固 定在懸浮架上；并且該支撐臂和外側支撐臂之間還通過螺栓橫向連接設置了 空簧支撐件，從而使得整個電機支撐輪承載裝置的承載能力得到加強，保證 了軌道巡檢車的外轉子電機驅動支撐輪裝置的承載能力。
最后，基于本發明中的外轉子電機支撐輪的自身并無導向，所以該固定 在懸浮架上的電機支撐輪將隨懸浮架的轉向進行適應磁浮線路彎道的轉向運 動，也就是隨導向磁鐵模塊的導向進行運行方向的調整，使得導向磁鐵模塊 獨立于懸浮磁鐵模塊，在低速檢測模式中仍然保持工作運行模式。
圖1是高速常導電磁懸浮交通系統的軌道結構示意圖； 圖2是常導電磁懸浮式軌道巡檢車的截面圖； 圖3是本發明所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構的示意圖； 圖4是本發明所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構與軌道相對位置的示 意圖5是本發明中安裝有外轉子電機驅動支撐輪裝置的懸浮架的結構示意
圖6是本發明中安裝在橫梁框架兩端的外轉子電機驅動支撐輪裝置的結 構示意圖。
具體實施例方式
以下根據圖1 圖6，具體詳細的說明本發明的較佳實施例。
如圖2所示，是常導電磁懸浮式軌道巡檢車的截面圖。由圖中可以看到， 本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構2，其固定安裝在軌道巡檢車的 車廂底板6之下。在該車廂底板6之上安裝有車廂1，在該車廂1的兩端設 置有維護平臺le、升降維護平臺3、車地通信設備4 (包括安裝支架)、維護 平臺上的護欄和前欄桿門6d。所述的車廂1的兩端還配有帶前開門的車頭la， 在其中部的車頂上安裝有車載空調系統lc。由此可以顯示出，本發明所述的 磁浮式軌道巡檢車的走行機構2在整個軌道巡檢車中的安裝位置。
如圖3所示，為本發明所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構2的結構示 意圖，其包含4個依次設置的懸浮架2b，設置在該懸浮架2b上的長定子直 線電機牽引裝置和外轉子電機驅動支撐輪裝置2a;
如圖5所示，所述的懸浮架2b包含2個橫梁框架和分別安裝在該2個橫 梁框架兩端的4個托臂框架;該橫梁框架與軌道巡檢車的車廂底板下部連接。 所述的橫梁框架包含2個橫梁2bl ，和用以連接2個橫梁2bl的橫梁中部連 接件2b2，該橫梁2bl和橫梁中部連接件2b2通過螺栓連接成框架結構，在 該框架結構的中部安裝有空簧搖振2b3和吊桿框2b4,該吊桿框2b4與車廂 底板6連接。所述的托臂框架包含分別安裝在橫梁2bl的兩端的托臂2b5， 其通過托臂上連接件2b6和托臂下連接件2b7，連接形成所述的托臂框架。
所述的懸浮架2b的2個橫梁框架之間通過縱梁2b8連接；在該縱梁2b8內部安裝有與車廂底板6連接的牽引拉桿(圖中未示)，其作為巡檢車縱向載 荷的傳遞機構，傳遞巡檢車牽引和制動時的車廂慣性力。
再參考圖3，所述的長定子直線電機牽引裝置包含通過懸掛方式安裝在 托臂框架上的10個標準懸浮磁鐵模塊2e和4個設置在整個走行結構的兩端 的加長懸浮磁鐵模塊2g，還包含通過鉸接件安裝在托臂框架上的12個導向 磁鐵模塊2f和2個渦流制動磁鐵模塊2d。
所述的外轉子電機驅動支撐輪裝置2a設置在懸浮架2b的兩側，如圖2 和圖3所示；且設置在懸浮架2b的橫梁2bl的兩端，如圖5和圖6所示。
具體參考圖6，該外轉子電機驅動支撐輪裝置2a包含安裝在所述橫梁2bl 的兩端、且位于托臂框架內側的電機支撐輪承載裝置，以及通過該電機支撐 輪承載裝置固定安裝在橫梁2bl底部兩端的外轉子電機支撐輪2a3;在本實 施例中，共設置有32個外轉子電機支撐輪2a3。
所述的外轉子電機支撐輪2a3的中心線與軌道7的滑行面7b的承載中心 線7a重合(如圖l所示)；故可實現軌道巡檢車在最大載荷工況下的支撐與 驅動模式，充分最大化的發揮了外轉子電機驅動支撐輪裝置的承載能力。
所述的電機支撐輪承載裝置包含鍛鋁制成的支撐臂2al和外側支撐臂 2a5，其通過螺栓分別與懸浮架2b的橫梁2bl的底面和外側面連接；該支撐 臂2al和外側支撐臂2a5之間還設置有通過螺栓橫向連接的空簧支撐件2a2， 而不是原先在現有技術中使用的客運磁浮列車的滑橇裝置，以增加整個電機 支撐輪承載裝置的承載能力，從而保證軌道巡檢車的外轉子電機驅動支撐輪 裝置的承載能力。
所述的外轉子電機驅動支撐輪裝置2a還包含安裝在外轉子電機支撐輪 2a3外側的氣液轉換制動裝置，其包含氣液轉換制動盤2a4和安裝在該氣液 轉換制動盤2a4上的液壓夾鉗裝置2a6，由此實現了本發明的走行結構的其 中一種制動模式，即氣液轉換盤式制動模式，其利用外轉子電機支撐輪2a3 上的氣液轉換制動盤2a4，采用液壓制動方式迫使巡檢車減速直至停車。
而本發明的走行結構的其他3種制動模式則分別為
由所述的懸浮磁鐵模塊2e和2g與安裝在軌道7上的長定子線圈來實現 的巡檢車直線電機反向牽引制動模式，其通過地面牽引供電站向軌道長定子 線圈通入反向牽引電流，迫使巡檢車減速制動。由所述的渦流制動磁鐵模塊2d實現的巡檢車渦流制動模式，其通過向該 車載的渦流制動磁鐵模塊2d通入八個等級大小的電流，迫使巡檢車可按八個 等級減速制動。
由所述的外轉子龜機驅動支撐輪裝置2a實現的外轉子電機輪反向制動 模式，其通過向外轉子電機驅動支撐輪裝置2a通入可控的反向轉動電流，迫 使巡檢車減速制動。
上述4種制動模式可使得該軌道巡檢車具備采用不同方法來靈活停車的 功能，適應軌道線路上的安全運行功能。
如圖4所示，懸浮架2b的托臂框架上除了安裝有懸浮磁鐵模塊2e和2g、 導向磁鐵模塊2f、渦流制動磁鐵模塊2d以外，在懸浮架2b的橫梁2bl的兩 端利用螺栓緊固方式安裝有外轉子電機驅動支撐輪裝置2a。所述的外轉子電 機驅動支撐輪裝置2a是一個固定定子，承載空心軸，其外輪圈為轉子的電機 輪2a3，該實心橡膠電機輪2a3與軌道7的滑行面7b接觸；該外轉子電機支 撐輪2a3通過導向磁鐵模塊2f的導向作用，隨懸浮架的轉向進行適應線路彎 道的轉向運動。
由此，本發明提供的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，實現了雙牽引模式， 即長定子直線電機牽引和外轉子電機支撐輪牽引。其中，外轉子電機支撐輪 2a3對應軌道梁7的滑行面7b，導向磁鐵模塊2f和渦流制動磁鐵模塊2d對 應軌道7的導向面7c，懸浮磁鐵模塊2e和2g對應長定子面7d。當磁浮式軌 道巡檢車在懸浮狀態下依靠長定子直線電機的牽引，以200km/h的速度進行 高速巡檢時，懸浮磁鐵模塊2e、 2g與定子面7d保持10.0mm左右的懸浮間 隙,導向磁鐵模塊2f和渦流制動磁鐵模塊2d與導向面7c始終保持著12.0mm 的間隙。當磁浮式軌道巡檢車在電機支撐輪與軌道滑行面接觸的狀態下(失 去懸浮狀態)，依靠外轉子電機支撐輪牽引，以60km/h的速度進行低速檢測 以尋找軌道故障點時，電機支撐輪2a與軌道7的滑行面7b接觸，懸浮磁鐵 模塊2e、 2g停止工作并與定子面7d保持16.0mm左右的懸浮間隙，但是由 于外轉子電機支撐輪2a3的自身并無導向，所以該固定在懸浮架2b上的電機 支撐輪2a3將隨懸浮架2b的轉向進行適應線路彎道的轉向運動，也就是隨導 向磁鐵模塊2f的導向進行運行方向的調整，導向磁鐵模塊2f獨立于懸浮磁 鐵模塊，在低速檢測模式中仍然繼續維持工作，并和渦流制動磁鐵模塊2d與導向面7c始終保持著12.0mm的間隙。
同時，本發明的走行結構在這樣的雙牽引模式基礎上，可使得所述的軌 道巡檢車能夠實現在任何故障工況下的自救能力，即該軌道巡檢車可以依靠 車載的外傳子電機支撐輪作為驅動動力，返回維修基地(或臨近車站)。
盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識 到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述 內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的 保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種磁浮式軌道巡檢車的走行結構(2)，其固定安裝在軌道巡檢車的車廂底板(6)下部，特征在于，包含若干依次設置的懸浮架(2b)、設置在該懸浮架(2b)上的長定子直線電機牽引裝置、以及設置在所述懸浮架(2b)兩側上的外轉子電機驅動支撐輪裝置(2a)；所述的懸浮架(2b)包含若干橫梁框架和安裝在該橫梁框架兩端的托臂框架；該橫梁框架與軌道巡檢車的車廂底板(6)的下部連接；所述的長定子直線電機牽引裝置包含安裝在托臂框架上的懸浮磁鐵模塊、若干導向磁鐵模塊(2f)和若干渦流制動磁鐵模塊(2d)；所述的外轉子電機驅動支撐輪裝置(2a)包含安裝在所述橫梁框架兩端、且位于托臂框架內側的電機支撐輪承載裝置，以及通過該電機支撐輪承載裝置固定安裝在橫梁框架底部兩端的外轉子電機支撐輪(2a3)。
2. 如權利要求1所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 外轉子電機支撐輪(2a3)的中心線與軌道滑行面(7b)的承載中心線重
3. 如權利要求2所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 外轉子電機支撐輪(2a3)通過導向磁鐵模塊(2f)的導向作用，跟隨懸 浮架(2b)的轉向而進行適應線路彎道的轉向運動。
4. 如權利要求1所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 橫梁框架包含橫梁(2bl )，和用以連接橫梁(2bl )的橫梁中部連接件(2b2)。
5. 如權利要求1所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 懸浮磁鐵模塊包含若干標準懸浮磁鐵模塊(2e)和若干設置在所述的走行 結構兩端的加長懸浮磁鐵模塊(2g)。
6. 如權利要求1所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的電機支撐輪承載裝置包含支撐臂(2al)和外側支撐臂(2a5)，其通過螺 栓分別與懸浮架(2b)的橫梁(2M)的底面和外側面連接。
7. 如權利要求6所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 支撐臂(2al)和外側支撐臂(2a5)之間還設置有空簧支撐件(2a2)，該 空簧支撐件(2a2)分別與支撐臂(2al)和外側支撐臂(2a5)通過螺栓 橫向連接。
8. 如權利要求7所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 支撐臂(2al)和外側支撐臂(2a5)是由鍛鋁制成的。
9. 如權利要求1所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 外轉子電機驅動支撐輪裝置(2a)還包含安裝在外轉子電機支撐輪(2a3) 外側的氣液轉換制動裝置，其包含氣液轉換制動盤(2a4)和安裝在該氣 液轉換制動盤(2a4)上的液壓夾鉗裝置(2a6)。
10. 如權利要求1所述的磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其特征在于，所述的 懸浮架(2b)的若干橫梁框架之間分別通過縱梁(2b8)連接；在該縱梁(2b8)內部安裝有與車廂底板(6)連接的牽引拉桿。
全文摘要
本發明提供一種磁浮式軌道巡檢車的走行結構，其固定安裝在軌道巡檢車的車廂底板下部，包含若干依次設置的懸浮架、設置在該懸浮架上的長定子直線電機牽引裝置和外轉子電機驅動支撐輪裝置；該懸浮架包含若干橫梁框架和安裝在該橫梁框架兩端的托臂框架；該長定子直線電機牽引裝置包含安裝在托臂框架上的懸浮磁鐵模塊、若干導向磁鐵模塊和若干渦流制動磁鐵模塊；該外轉子電機驅動支撐輪裝置包含安裝在橫梁框架兩端、且位于托臂框架內側的電機支撐輪承載裝置，以及通過該承載裝置安裝在橫梁框架底部兩端的外轉子電機支撐輪。本發明可實現長定子直線電機牽引和外轉子電機支撐輪牽引兼容的雙牽引模式，使得軌道巡檢車同時具備高速巡檢和低速檢測的功能。
文檔編號B61B13/08GK101624054SQ20091005771
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者何大海 申請人:上海磁浮交通發展有限公司;上海磁浮交通工程技術研究中心