[發明專利]一種用于線性運動的永磁磁懸浮裝置

有效

• 申請號: 201510215600.4
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104842813A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 王向東
• 申請（專利權）人: 王向東
• 主分類號: B60L13/04
• 分類號: B60L13/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 李德濺;徐冬濤

技術領域

本發明涉及磁懸浮技術領域，具體地說是一種利用永磁體磁力線有縱向抗拉伸力和橫向抗壓縮力的性質使得懸浮力和導向力與氣隙磁力線相垂直的用于線性運動的永磁磁懸浮裝置。

背景技術

傳統的線性運動的支撐方式主要有滾動支撐和滑動支撐，這兩種支撐方式都存在機械接觸，會引起噪聲、發熱等問題，長期運行的過程中會產生磨損，影響裝置的使用壽命。磁懸浮支撐則很好地解決了上述問題，消除了軌道與承載組件之間的機械接觸，不存在摩擦損耗，能耗更低，是理想的支撐方式。磁懸浮技術起源于德國。早在1922年德國工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電磁懸浮原理，并于1934年申請了磁懸浮列車的專利。電磁懸浮的方式需要在承載組件上布置笨重的懸浮電磁鐵和導向電磁鐵，與軌道上的永磁體相互排斥實現無接觸懸浮和導向。承載組件與軌道之間的懸浮高度和導向位置是通過一套高精度電子調整系統得以保證的，整個系統結構復雜，成本較高。日本采用的電力懸浮方式在動子上安裝低溫超導磁體，因此需要復雜的液氮制冷系統，懸浮和導向繞組則安裝于軌道上。該方式在低速狀態無法保證懸浮，還需機械裝置實現有效支撐。

發明內容

本發明的目的是針對現有磁懸浮方式的弊端，打破了永磁體不可能提供足夠懸浮力的觀點，提供了一種能夠提供穩定懸浮力和導向力的用于線性運動的永磁磁懸浮裝置；該用于線性運動的永磁磁懸浮裝置利用永磁體磁力線有縱向抗拉伸力和橫向抗壓縮力的性質，使得懸浮力和導向力與氣隙磁力線相垂直，從而解決永磁體磁力不足的問題，消除機械導向，實現承載組件和軌道之間的完全懸浮。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種用于線性運動的永磁磁懸浮裝置，包括多組相對設置的懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列、以及多組相對設置的導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列，其特征在于：所述的懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列皆由多層呈豎直分布且磁場為水平方向的永磁體構成，懸浮固定永磁陣列中和懸浮活動永磁陣列中的同側同層永磁體的磁場極性相同、同側相鄰層永磁體的磁場極性相反，且位于同一水平位置處相對設置的懸浮固定永磁陣列中的永磁體和懸浮活動永磁陣列中的永磁體磁場的磁場極性相反從而使得懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列之間通過氣隙相互作用以提供豎直方向的懸浮調整力限制懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列的豎直方向相對移動；所述的導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列皆由多排呈水平分布且磁場為豎直方向的永磁體構成，導向固定永磁陣列中和導向活動永磁陣列中的同側同排永磁體的磁場極性相同、同側相鄰排永磁體的磁場極性相反，且位于同一豎直位置處相對設置的導向固定永磁陣列中的永磁體和導向活動永磁陣列中的永磁體磁場的磁場極性相反從而使得導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列之間通過氣隙相互作用以提供水平方向的導向調整力限制導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列的水平方向相對移動。

所述的懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列相對應設置且不少于兩組相對應的懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列以獲得均衡的豎直方向的懸浮調整力；所述的導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列相對應設置且不少于兩組相對應的導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列以獲得均衡的水平方向的導向調整力。

所述懸浮固定永磁陣列中和懸浮活動永磁陣列中的相鄰層永磁體之間通過隔離介質相隔開；所述導向固定永磁陣列中和導向活動永磁陣列中的相鄰排永磁體之間通過隔離介質相隔開。

所述的永磁磁懸浮裝置包括承載組件和軌道，承載組件能夠沿軌道的設置方向運行，懸浮固定永磁陣列設置在軌道的豎直端面上，懸浮活動永磁陣列設置在與該軌道的豎直端面相對應的承載組件的豎直端面上，上述成對使用的懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列之間通過氣隙相互作用產生豎直方向的剪切力為承載組件提供豎直方向的懸浮調整力；所述導向固定永磁陣列設置在軌道的水平端面上，導向活動永磁陣列設置在與該軌道的水平端面相對應的承載組件的水平端面上，上述成對使用的導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列之間通過氣隙相互作用產生水平方向的剪切力為承載組件提供水平方向的導向調整力。

相對設置的導向固定永磁陣列和導向活動永磁陣列位于相對設置的懸浮固定永磁陣列和懸浮活動永磁陣列的上側，且相對設置的導向活動永磁陣列位于導向固定永磁陣列正上方。