[發(fā)明專利]單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110586152.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113119740B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張則羿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L13/04
• 分類號(hào): B60L13/04;H02N15/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 鄒飛艷

1.一種單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，包括：

固定部(1)，包括磁軌道(11)和用于固定磁軌道(11)的基座(12)，所述磁軌道(11)由連續(xù)或間隔設(shè)置的第一永磁體組成，水平且固定設(shè)置；

懸浮部(2)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)、供電系統(tǒng)(24)、至少兩組懸浮磁組(21)以及兩組電磁導(dǎo)向模塊(22)；

所述懸浮磁組(21)沿所述懸浮部(2)的運(yùn)動(dòng)方向的中軸線間隔設(shè)置，每一懸浮磁組(21)包含若干第二永磁體，所述懸浮磁組(21)的組數(shù)和設(shè)置位置能夠保證所述懸浮磁組(21)與磁軌道(11)之間產(chǎn)生的永磁斥力平衡所述懸浮部(2)的重力從而使得懸浮部(2)懸浮于磁軌道(11)上方的預(yù)設(shè)位置；

兩組電磁導(dǎo)向模塊(22)分別設(shè)置在懸浮部(2)的中軸線的兩個(gè)端部，當(dāng)懸浮部(2)偏離磁軌道(11)上方的所述預(yù)設(shè)位置時(shí)，每一電磁導(dǎo)向模塊(22)能夠基于所述懸浮部(2)與磁軌道(11)之間的橫向偏移量產(chǎn)生對(duì)應(yīng)方向和大小的橫向電磁力，從而控制所述懸浮部(2)回到磁軌道(11)上方的所述預(yù)設(shè)位置；

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)用于為所述懸浮部(2)提供動(dòng)力，使所述懸浮部(2)沿所述磁軌道(11)運(yùn)動(dòng)；

所述供電系統(tǒng)(24)與所述電磁導(dǎo)向模塊(22)和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)電性連接以為所述電磁導(dǎo)向模塊(22)和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)供電；

每一電磁導(dǎo)向模塊(22)包括偏移傳感器(221)、控制器(222)、功率放大電路(223)和糾偏電磁鐵(224)；所述偏移傳感器(221)對(duì)所述懸浮部(2)與所述磁軌道(11)之間的橫向偏移量進(jìn)行測(cè)量和表征，并傳遞所述橫向偏移量至控制器(222)；控制器(222)依據(jù)偏移量設(shè)定值和接收到的橫向偏移量產(chǎn)生控制信號(hào)；功率放大電路(223)根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述糾偏電磁鐵(224)中勵(lì)磁電流的方向和大小；所述糾偏電磁鐵(224)通過(guò)勵(lì)磁電流產(chǎn)生電磁場(chǎng)，并與所述磁軌道(11)相互作用產(chǎn)生橫向電磁力，用以控制所述懸浮部(2)在水平方向上偏離所述預(yù)設(shè)位置的自由度；

所述糾偏電磁鐵(224)以差分方式工作，包括至少兩個(gè)以所述中軸線對(duì)稱設(shè)置且鐵芯處于豎直位置的糾偏電磁鐵(224)，所述至少兩個(gè)糾偏電磁鐵(224)串聯(lián)設(shè)置以使所述中軸線兩側(cè)的糾偏電磁鐵(224)中的勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁性相反的磁場(chǎng)，分別與所述磁軌道(11)產(chǎn)生電磁斥力和電磁吸力，所述電磁斥力和電磁吸力的豎直分力相互抵消，水平分力相互疊加從而形成所述橫向電磁力，或者

所述糾偏電磁鐵(224)以直接方式工作，包括至少一個(gè)鐵芯水平橫臥所述中軸線的糾偏電磁鐵(224)，所述糾偏電磁鐵(224)中的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)橫向作用于所述磁軌道(11)以產(chǎn)生所述橫向電磁力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，每一懸浮磁組(21)包括兩個(gè)第二永磁體，兩個(gè)第二永磁體以所述中軸線對(duì)稱設(shè)置，每一第二永磁體下表面與所述磁軌道(11)上表面的磁性相反。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，每一懸浮磁組(21)包括五個(gè)第二永磁體，按海爾貝克陣列排布，四個(gè)第二永磁體以所述中軸線對(duì)稱設(shè)置，一個(gè)第二永磁體位于中軸線上且該第二永磁體下表面與所述磁軌道(11)上表面的磁性相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述偏移傳感器(221)采用激光距離感受器或霍爾元件；所述偏移傳感器(221)設(shè)置為一個(gè)，位于所述中軸線上；或者所述偏移傳感器(221)設(shè)置為兩個(gè)且以所述中軸線對(duì)稱設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述控制器(222)采用模擬控制電路或數(shù)字控制程序。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(23)至少包括直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)、牽引驅(qū)動(dòng)或風(fēng)力驅(qū)動(dòng)中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單磁軌永磁電磁混合懸浮裝置，其特征在于，所述供電系統(tǒng)(24)至少包括無(wú)線供電、太陽(yáng)能板供電或電池供電中的一種。