[實(shí)用新型]一種轉(zhuǎn)速可控的推斥性磁懸浮輪子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520796010.0
• 申請(qǐng)日: 2015-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN205097822U
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許文媛;孟濬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B60B19/00
• 分類號(hào): B60B19/00;B60L13/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及交通領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)速可控的推斥性磁懸浮輪子。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的輪子由輪子的外圈、與外圈相連接的輻條和中心軸構(gòu)成，輪子的中心軸與物體通過(guò)車軸相連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)車軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，輪子的轉(zhuǎn)速控制只能通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)，并且同一車軸只能與一只輪子相連，這對(duì)輪子的應(yīng)用和創(chuàng)新帶來(lái)了很大的局限性，如何使輪子的轉(zhuǎn)速調(diào)控?cái)[脫電機(jī)和車軸的束縛是突破這一局限的關(guān)鍵。基于現(xiàn)有的磁懸浮技術(shù)和直線電機(jī)的原理，我們考慮將輪子的外圈與中心軸相分離，通過(guò)控制器采用無(wú)線或有線方式控制輪子的轉(zhuǎn)速，從而使輪子的轉(zhuǎn)速調(diào)控?cái)[脫電機(jī)和車軸的束縛。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于磁懸浮原理的內(nèi)輪與外輪相分離的轉(zhuǎn)速可控的磁懸浮輪子。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的磁懸浮輪子可由控制器采用有線或無(wú)線的方式控制轉(zhuǎn)速，并且同一車軸可連接多個(gè)輪子。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種基于磁懸浮的輪子包括內(nèi)輪、外輪、牽引系統(tǒng)、推斥性懸浮系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、控制器和供電系統(tǒng)。

所述的內(nèi)輪和外輪為同心圓；所述的內(nèi)輪開有中心通孔；所述的內(nèi)輪的中心通過(guò)軸與輪子所安裝的物體相連。

所述的牽引系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)牽引單元，每個(gè)牽引單元包括牽引初級(jí)、牽引次級(jí)和位置傳感器；推斥性懸浮系統(tǒng)包括2n個(gè)懸浮單元和輔助裝置，n≥4，每個(gè)懸浮單元包括懸浮初級(jí)、懸浮次級(jí)和懸浮氣隙傳感器；導(dǎo)向系統(tǒng)包括2m個(gè)導(dǎo)向單元，m≥4，每個(gè)導(dǎo)向單元包括導(dǎo)向初級(jí)、導(dǎo)向次級(jí)和導(dǎo)向氣隙傳感器。所述的牽引初級(jí)位于內(nèi)輪，所述的牽引次級(jí)對(duì)應(yīng)于牽引次級(jí)位于外輪；所述的2n個(gè)懸浮初級(jí)分兩列分別均勻分布于外輪，對(duì)應(yīng)于2n個(gè)懸浮初級(jí)有2n個(gè)懸浮次級(jí)分布于內(nèi)輪，2n個(gè)懸浮氣隙傳感器位于外輪或內(nèi)輪對(duì)應(yīng)于懸浮初級(jí)和懸浮次級(jí)分布，輔助裝置位于外輪與內(nèi)輪之間起支撐作用；所述的2m個(gè)導(dǎo)向初級(jí)分兩列分別均勻分布于外輪，對(duì)應(yīng)于2m個(gè)導(dǎo)向初級(jí)有2m個(gè)導(dǎo)向次級(jí)分布于內(nèi)輪，2m個(gè)導(dǎo)向氣隙傳感器位于外輪或內(nèi)輪并對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向初級(jí)和導(dǎo)向次級(jí)分布。

所述的位置傳感器、懸浮氣隙傳感器和導(dǎo)向氣隙傳感器與控制器通信。所述的供電系統(tǒng)為牽引系統(tǒng)、推斥性懸浮系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和控制器供電。

所述的內(nèi)輪和外輪優(yōu)選以下結(jié)構(gòu)：過(guò)內(nèi)輪的中心軸線的任意截面為兩個(gè)T型結(jié)構(gòu)，且兩個(gè)T型結(jié)構(gòu)的尾端相對(duì)；在T型首端上表面的兩側(cè)設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板與內(nèi)輪一體形成；過(guò)外輪的過(guò)中心軸線的任意截面為矩形形狀。

所述的牽引初級(jí)為三相交流繞組，牽引次級(jí)為金屬板；或者，所述的牽引初級(jí)為三相交流軌道，所述的牽引次級(jí)為超導(dǎo)磁體。所述的牽引初級(jí)位于內(nèi)輪的T型首端的上平面的上側(cè)；所述的牽引次級(jí)位于外輪與T型首端的上平面相對(duì)應(yīng)的平面的下側(cè)；所述的位置傳感器位于外輪與T型首端的上平面相對(duì)應(yīng)的平面的下側(cè)。

所述的懸浮初級(jí)為兩排交替極性超導(dǎo)磁鐵，位于外輪的下平面；所述的懸浮次級(jí)為兩塊鋁板或梯形軌道或兩排短路線圈，位于內(nèi)輪的T型首端的上平面，并對(duì)應(yīng)于懸浮初級(jí)均勻分布；所述的懸浮次級(jí)優(yōu)選梯形軌道；所述的懸浮氣隙傳感器為氣隙傳感器，用于檢測(cè)外輪的下平面和內(nèi)輪的T型首端的上平面之間的氣隙值，位于外輪的下平面或內(nèi)輪的T型首端的上平面，對(duì)應(yīng)于懸浮初級(jí)和懸浮次級(jí)分布。

所述的輔助裝置為2k個(gè)輔助輪，k≥3。

所述的導(dǎo)向初級(jí)為兩排交替極性超導(dǎo)磁鐵，均勻分布于外輪的兩個(gè)側(cè)面；所述的導(dǎo)向次級(jí)為兩塊鋁板或梯形軌道或兩排短路線圈，位于內(nèi)輪的T型首端兩側(cè)的導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)，并對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向初級(jí)均勻分布；所述的導(dǎo)向次級(jí)優(yōu)選梯形軌道；所述的導(dǎo)向氣隙傳感器為氣隙傳感器，用于檢測(cè)外輪的側(cè)面與導(dǎo)向板之間的氣隙值，位于外輪的兩個(gè)側(cè)面或內(nèi)輪的T型首端兩側(cè)的導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向初級(jí)和導(dǎo)向次級(jí)分布。

所述的控制器位于輪子本身或輪子所安裝的物體。

所述的位置傳感器、懸浮氣隙傳感器和導(dǎo)向氣隙傳感器與控制器的通信方式包括有線和無(wú)線。

所述的供電系統(tǒng)包括直流供電、三相交流供電和電能儲(chǔ)存三部分；所述的直流供電向推斥性懸浮系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)的電磁鐵供電；所述的三相交流供電向牽引系統(tǒng)的三相交流繞組或三相交流軌道的軌道線圈供電；所述的電能儲(chǔ)存用于儲(chǔ)存電能；所述的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為直流電和三相交流電分別供應(yīng)至相應(yīng)的系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1)本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的基于磁懸浮的輪子的內(nèi)輪與外輪通過(guò)懸浮力相分離，內(nèi)輪經(jīng)軸與物體直接相連，內(nèi)輪固定不動(dòng)，通過(guò)外輪的旋轉(zhuǎn)使物體前進(jìn)，因此不存在輪子與軸之間的摩擦力作用，從而減少了能量損失；