專利名稱：一種無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種懸浮架，具體涉及一種無縱梁、并在橫梁上設置牽引機構的高速 磁浮車懸浮架。
背景技術：
現有技術中，高速磁懸浮車的每節車廂設置有四個懸浮架，懸浮架的主要作用是 裝載電磁鐵、電機等，并將懸浮力、導向力、牽引力和制動力通過二系懸掛系統傳遞給車體， 同時保證磁懸浮車具有順利通過曲線和坡道的能力。如圖1所示，圖1是現有技術有縱梁 的懸浮架的示意圖。懸浮架3由托臂組31、橫梁組32、縱梁組33和牽引機構34組成。在 磁懸浮車通過彎道、坡道時，托臂31下端跟隨曲線軌道運動，懸浮架3就會產較小的彎曲、 扭轉等變形；在磁懸浮車浮起和降落時，如果懸浮架的四組托臂31垂向運動不一致，懸浮 架3也會產生較小的彎曲、扭轉等變形；當磁懸浮車停放的軌道不在同一水平面時，懸浮架 3同樣也會產生較小的彎曲、扭轉等變形。這些變形主要由縱梁33的扭轉變形來適應。現 有技術在縱梁上設置Z字形牽引機構，通過該機構與車體連接，傳遞懸浮架與車輛的牽引 力和制動力，同時牽引機構還須適應車廂與懸浮架橫向和垂向的運動。現有技術的懸浮架主要存在以下不足
1.由于縱梁、橫梁和托臂固接在一起，在曲線及坡道上，托臂跟隨軌道曲線運動，懸浮 架就須產生彎曲、扭轉等變形來適應該曲線運動，這些變形主要發生在懸浮架結構較弱的 地方，即在縱梁組的兩端部位，很容易造成應力集中，產生裂紋、疲勞斷裂等，對行車安全造 成很大的隱患，同時會顯著降低縱梁的使用壽命。2.縱梁、橫梁和托臂固接在一起，使得四組托臂的運動耦合在一起，增加了磁懸 浮車的懸浮控制的難度。3.由于縱梁及牽引機構設置在懸浮架的中間部位，占用了很大的空間，使得懸浮 架結構較為復雜，從而使得整個磁懸浮車結構不夠緊湊，不能充分有效地利用懸浮架的空 間來安裝較多的磁懸浮車的設備，同時也對磁懸浮車的布線造成了一定影響。4.采用縱梁及牽引機構的懸浮架結構復雜，不利于維護和檢修，而且增加了維 護、檢修的成本。
發明內容
本發明提供一種無縱梁且在橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，該懸浮架的結構簡 單緊湊，占用空間小，提供更大的空間來放置磁懸浮車的設備，便于維護和檢修；實現懸浮 架的左、右托臂在運動時的解耦，有利于懸浮控制，并且改善懸浮架的受力狀況。為了實現上述目的，本發明提供一種無縱梁且在橫梁上設置有牽引機構的懸浮 架，其設置在車體底部，特點是，包含兩組橫梁、磁鐵模塊和牽引機構；
上述的兩組橫梁對稱設置，其分別與車體固定連接； 所述的磁鐵模塊對稱設置在每組橫梁兩端；所述的每組橫梁上均設置有牽引機構，其分別與車體及橫梁連接。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，磁鐵模塊包含對稱設置 在每組橫梁兩端部的托臂和分別設置在每組托臂上的若干對電磁鐵；懸浮架通過電磁鐵懸浮。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，懸浮架還包含對稱設置 在橫梁兩端的外表面上的搖枕；該搖枕分別通過擺桿與車體連接，且其端部還分別設置有 提供車體和懸浮架之間彈性剛度的彈性結構。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，所述的牽引機構是Z字 形牽引結構，其包含傳力組件和牽引組件；
所述的傳力組件分別與橫梁和牽引組件連接； 所述的牽引組件固定設置在車體上。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，傳力組件包含第一牽引 拉桿座及一端與其連接的第一牽引拉桿、第二牽引拉桿座及一端與其連接的第二牽引拉 桿；
所述的第一牽引拉桿座和第二牽引拉桿座分別設置在每組橫梁的上下表面； 所述的第一牽引拉桿和第二牽引拉桿傳遞每組橫梁上的縱向力，或者是牽引力，或者 是制動力。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，牽引組件包含牽引座，牽 引塊和中心銷軸；
所述的牽引座固定設置在車體上，其中心線與橫梁垂直且與橫梁的中心線位于同一個 平面上；
所述的第一牽引塊與中心銷軸固定連接，第二牽引塊與中心銷軸固定連接，第一牽引 塊的另一端與第一牽引拉桿的另一端連接，第二牽引塊的另一端和第二牽引拉桿的另一端 連接；
所述的中心銷軸是轉動銷，其兩端分別與第一、第二牽引座通過軸承連接，使得第一、 第二牽引塊可分別繞第一、第二牽引座轉動。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，第一牽引拉桿和第二牽 引拉桿相對兩個牽引座的中心點(即中心銷軸的中心點)呈旋轉對稱設置；所述的兩個牽引 塊橫向設置，第一、第二牽引拉桿與第一、第二牽引塊構成Z字形結構。上述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其中，第一牽引拉桿座和第一 牽引拉桿、第一牽引拉桿和第一牽引塊、第二牽引塊和第二牽引拉桿、第二牽引拉桿和第二 牽引拉桿座之間的連接方式均為活動銷接，Z字形牽引機構繞牽引座轉動實現位移補償。本發明與現有技術相比，其優點在于
1.由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固接在兩橫梁上的縱梁，簡化了 懸浮架的結構，減輕了懸浮架的質量，降低了制造、維護和檢修的成本，同時避免了現有技 術懸浮架曲線通過時在縱梁與橫梁的連接處的應力集中，使懸浮架受力更為合理。2.由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固定在兩橫梁上的縱梁及固 定在縱梁上的牽引機構，增大了懸浮架中的可用空間，使設備安裝、布線、檢修及維護更為 方便。
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3.由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固定在兩橫梁上的縱梁，使 四組托臂與橫梁固接，這樣就實現了托臂運動上的解耦，有助于高速磁懸浮車的懸浮控制 系統潛力的進一步發揮。4.由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固定在縱梁上的牽引機構， 用兩個對稱Z字形牽引機構代替原縱梁上的牽引機構，使整個橫梁結構緊湊，一個懸浮架 有兩套牽引機構，牽引拉桿受力僅為原來的一半，可以達到受力分散的目的，有利于提高牽 引機構的可靠性和使用壽命。
圖1是現有技術有縱梁的懸浮架的示意圖2是本發明提供的無縱梁且在橫梁上設置有牽引機構的懸浮架的主視圖； 圖3是圖2的俯視圖； 圖4是圖2的A-A向剖視圖。
具體實施例方式以下根據圖2 圖4，詳細說明本發明的優選實施例。如圖2 圖4所示，是本發明提供的一種無縱梁且在橫梁上設置有牽引機構的懸 浮架的主視圖、俯視圖及主視圖A-A向的剖視圖。如圖2所示，本實施例所述的一種無縱梁且在橫梁上設置有牽引機構的懸浮架， 其設置在車體1底部(參見圖3)，包含兩組橫梁21、磁鐵模塊22、牽引機構和搖枕24。兩組 橫梁21對稱設置，其分別與車體1連接，磁鐵模塊22對稱設置在每組橫梁21兩端，每組橫 梁21與車體1之間均設置有牽引機構，其分別與車體1和橫梁21連接。搖枕24分別對稱 設置在每組橫梁21上。該搖枕24與車體1之間通過擺桿(圖中未示出)連接，在擺桿兩端 采用球關節軸承作為連接部件(圖中未示出)。另外，搖枕24的端部還設置有彈性結構(圖 中未示出)，以保證車體1和懸浮架之間具有一定的彈性剛度。如圖3所示，磁鐵模塊22包含對稱設置在每組橫梁21兩端部的托臂221和分別 設置在每組托臂221上的若干對電磁鐵222 ；懸浮架2利用電磁鐵222實現懸浮。如圖4所示，所述的牽引機構是Z字形牽引機構23，其包含傳力組件和牽引組件。 傳力組件與橫梁21和牽引組件連接，牽引組件固定設置在車體1上。請同時參見圖2 圖4，所述的傳力組件包含上牽引拉桿座2316及一端與其連接 的上牽引拉桿2315，下牽引拉桿座2311及一端與其連接的下牽引拉桿2312。該上牽引拉 桿座2316和下牽引拉桿座2311分別設置在橫梁21的上下表面(參見圖3)。上牽引拉桿 2315和下牽引拉桿2312傳遞每組橫梁21上的縱向力，或者是牽引力，或者是制動力。所述的牽引組件包含上牽引座2321、下牽引座2317、上牽引塊2314、下牽引塊 2313和中心銷軸2319。如圖3所示，上牽引座2321固定設置在車體1的地板的下平面上，下 牽引座2317固定設置在車體1夾層地板結構上，其中心線與橫梁21的垂向中心線重合，中 心銷軸2319是轉動銷，中心銷軸2319上端與上牽引座2321通過軸承連接，中心銷軸2319 下端與下牽引座2317通過軸承連接，上牽引塊2314與中心銷軸2319固定連接，下牽引塊 2313與中心銷軸2319固定連接，上牽引塊2314的另一端與上牽引拉桿2315連接，下牽引塊2313的另一端與下牽引拉桿2312連接，使上牽引塊2314、下牽引塊2313可繞上牽引座 2321、下牽引座2317為轉心轉動。上牽引拉桿2315和下牽引拉桿2312相對中心銷2319的中心線呈旋轉對稱設置； 所述的上牽引塊2314、下牽引塊2313橫向設置，上牽引拉桿2315、下牽引拉桿2312、上牽引 塊2314、下牽引塊2313構成Z字形結構。上牽引拉桿座2316和上牽引拉桿2315、上牽引 拉桿2315和上牽引塊2314、下牽引塊2313和下牽引拉桿2312、下牽引拉桿2312和下牽引 拉桿座2311之間的連接方式均為活動銷接，Z字形牽引機構23繞上牽引座2321、下牽引座 2317轉動實現位移補償。本實施例所提供的懸浮架中，取消了原先設置連接在兩組橫梁之間的縱梁，這樣 使得兩橫梁不再連接在一起，可以互不干擾的運動，就實現了左、右托臂的運動解耦。在兩 組橫梁上分別設置Z字形牽引機構，傳遞懸浮架與車體的牽引力及制動力，同時滿足車體 與懸浮架間的相對運動。本發明提供的懸浮架的結構特點是取消了縱梁，在兩組橫梁上分 別設置一組Z字形牽引機構，該牽引機構中兩根牽引拉桿的兩端一端分別與兩個牽引拉桿 座銷接，另一端與牽引塊銷接，其中牽引拉桿座與橫梁固接在一起，牽引塊與牽引座采用中 心銷連接，牽引座再與車體底部用螺栓連接。兩組Z字形牽引機構在橫梁上相對懸浮架呈 對稱設置，列車運行時牽引拉桿傳遞牽引力或制動力，且在磁浮列車沿前后兩個方向運行 時具有相同的受力狀況。直線電機產生的牽引力、制動力由直線電機傳遞到托臂，繼而傳遞給橫梁，再由Z 字形牽引機構傳遞給車體，橫向力通過懸浮架有效地傳遞給車體，從而使磁懸浮車高速平 穩地運行。兩組Z字形牽引機構分別對稱設置在懸浮架的兩個橫梁上，雙牽引拉桿與牽引 塊構成Z字形，這樣當懸浮架垂向相對車體發生位置變化時，Z字形結構中的牽引塊可以繞 牽引座轉動，從而有效地補償牽引拉桿兩端的位置變化，使車體相對懸浮架保持在一定位 置，保證列車運行的平穩。Z字形牽引機構的牽引塊浮動連接在車體上。橫向力由安裝在托 臂上的電磁鐵傳遞到托臂，而橫向力較小時，除了依靠車體的橫向剛度傳遞外，主要是通過 車體與搖枕的接觸來傳遞，再由搖枕與車體搖桿座的彈性接觸傳遞到車廂。本發明中，由于兩個橫梁間沒有設置縱梁，懸浮架的托臂在運動上是解耦的，當其 中一個托臂下端相對另外三個點發生位移時，不影響其余的托臂，這種機構有利于懸浮控 制及車體順利通過彎道及坡道。總之，磁懸浮車運行時，Z字形牽引機構傳遞牽引力及制動力，同時補償車體相對 懸浮架的位置變化。取消縱梁后使四組托臂的運動解耦，任一托臂跟隨軌道運動，不影響其 它托臂的運動，從而可保證磁懸浮車平穩、順利通過彎道及坡道。本發明基于上述技術特征，具有如下優點及有益效果由于本發明提供的懸浮架 取消了現有技術懸浮架固接在兩橫梁上的縱梁，簡化了懸浮架的結構，減輕了懸浮架的質 量，這樣降低了制造、維護和檢修的成本，同時避免了現有技術懸浮架做曲線運動時在縱梁 與橫梁的連接處的應力集中，使懸浮架受力更為合理。由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固定在兩橫梁上的縱梁及固定 在縱梁上的牽引機構，增大了懸浮架中的可用空間，有了更大的空間，方便安裝更多的電器 設備，布線也更為方便合理，同時增加空間，檢修、維護也更為方便，降低了檢修、維護成本。由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固定在兩橫梁上的縱梁，使四組托臂與橫梁固接，這樣就實現了托臂運動上的解耦，有助于高速磁懸浮車的懸浮控制，使得 高速磁懸浮車可以選擇更為合理的控制設備，也可以有效地降低制造成本。由于本發明提供的懸浮架取消了現有技術懸浮架固定在縱梁上的牽引機構，用兩 個對稱Z字形牽引機構代替原縱梁上的牽引機構，使整個橫梁結構緊湊，一個懸浮架有兩 套牽引機構，牽引拉桿受力僅為原來的一半，可以達到受力分散的目的，使得高速磁懸浮車 受力更合理，且增加了牽引機構使用壽命。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
一種無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其設置在車體(1)底部，特征在于，包含兩組橫梁(21)、磁鐵模塊(22)和牽引機構；所述的兩組橫梁(21)對稱設置，其分別與車體(1)連接；所述的磁鐵模塊(22)對稱設置在每組橫梁(21)兩端；所述的每組橫梁(21)上均設置有牽引機構，該牽引機構分別與車體(1)和橫梁(21)連接。
2.如權利要求1所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的磁鐵模塊(22)包含對稱設置在每組橫梁(21)兩端部的托臂(221)和分別設置在每組托 臂(221)上的若干對電磁鐵(222 )；懸浮架(2 )通過電磁鐵(222 )懸浮。
3.如權利要求2所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的懸浮架還包含對稱設置在橫梁(21)上的搖枕(24)；所述的搖枕(24)分別通過擺桿與車體(1)連接；所述的搖枕(24)的端部還分別設置有提供車體(1)和懸浮架之間彈性剛度的彈性結構。
4.如權利要求3所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的牽引機構是Z字形牽引機構(23)，其包含傳力組件和牽引組件；所述的傳力組件分別與橫梁(21)和牽引組件連接； 所述的牽引組件固定設置在車體(1)上。
5.如權利要求4所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的傳力組件包含第一牽引拉桿座(2316)及一端與其連接的第一牽引拉桿(2315)，第二牽 弓I拉桿座(2311)及一端與其連接的第二牽引拉桿(2312 )；所述的第一牽引拉桿座(2316)和第二牽引拉桿座(2311)分別設置在每組橫梁(21)的 上下表面；所述的第一牽引拉桿(2315)和第二牽引拉桿(2312)傳遞每組橫梁(21)上的縱向力， 即牽引力，或者是制動力。
6.如權利要求5所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的牽引組件包含第一牽引座(2321)、第二牽引座(2317)、第一牽引塊(2314)和第二牽引塊 (2313)；所述的第一牽引座(2321)固定設置在車體(1)下地板面上，第二牽引座(2317)固定設 置在車體(1)夾層地板面上；所述的第一牽引塊(2314)與中心銷軸(2319)固定連接，其另一端與第一牽引拉桿 (2315)的另一端連接；所述的第二牽引塊(2313)與中心銷軸(2319)固定連接，器另一端與第二牽引拉桿 (2312)的另一端連接。
7.如權利要求6所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的牽引組件還包含中心銷軸(2319)，其是一轉動銷，該中心銷軸(2319)的一端與第一牽引 座(2321)通過軸承連接，該中心銷軸(2319)的另一端與第二牽引座(2317)通過軸承連 接，使得第一牽引塊(2314)、第二牽引塊(2313)可分別繞第一牽引座(2321)、第二牽引座 (2317)轉動。
8.如權利要求7所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的第一牽引拉桿(2315)和第二牽引拉桿(2312)相對中心銷軸(2319)的中心點呈旋轉對稱 設置；所述的第一牽引塊(2314)及第二牽引塊(2313)橫向設置，第一牽引拉桿(2313)、第 二牽引拉桿(2314)、第一牽引塊(2314)與第二牽引塊(2313)構成Z字形結構。
9.如權利要求8所述的無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，其特征在于，所述 的第一牽引拉桿座(2316)和第一牽引拉桿(2315)、第一牽引拉桿(2315)和第一牽引塊 (2314)、第二牽引塊(2313)和第二牽引拉桿(2312)、第二牽引拉桿(2312)和第二牽引拉桿 座(2311)之間的連接方式均為活動銷接，使得Z字形牽引機構(23)繞上牽引座(2321)與 下牽引座(2317)轉動實現位移補償。
全文摘要
一種無縱梁且橫梁上設置有牽引機構的懸浮架，設置在車體底部，包含兩組橫梁、磁鐵模塊和牽引機構。兩組橫梁對稱設置，其通過搖枕與車體連接，磁鐵模塊對稱設置在每組橫梁兩端，每組橫梁上還設置有與車體和橫梁連接的牽引機構。本發明優點是取消了懸浮架的縱梁，簡化結構，減輕重量，降低制造、維護和檢修的成本，避免了懸浮架在曲線通過時在縱梁與橫梁的連接處的應力集中；增大了懸浮架中的可用空間；解除了原有縱梁對相關橫梁過圓曲線時徑向轉動的約束及通過緩和曲線時的相對扭轉約束，改善了托臂運動解耦，從而使電磁鐵與托臂間的一系彈簧受力更加均衡。降低了走行機構耦合力對懸浮控制系統的干擾，有利于懸浮導向控制系統發揮潛力。
文檔編號B60L13/04GK101954913SQ20101050553
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者羅世輝, 胡杰, 馬衛華, 高定剛 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