高溫超導磁懸浮列車實驗裝置制造方法及圖紙

一種高溫超導磁懸浮列車實驗裝置，在底座上設置有支柱，支柱的上端設置有永久磁體軌道，永久磁體軌道上方懸浮有超導磁懸浮小車，本發明專利技術的永久磁體軌道為至少開１個口的環形永久磁體軌道，在底座上還設置有位于每一個環形永久磁體軌道開口處的磁路調制器。磁路調制器的永久磁體的排列組合形式，可通過旋轉固定有磁路單元的磁體安裝板改變。給懸浮在環形永久磁體軌道上的超導磁懸浮小車一個很小的推動力，超導磁懸浮小車沿軌道方向平穩運動，在經過磁路調制器上方時，小車的運動狀態與磁路調制器上嵌入環形永久磁體軌道開口處的磁路單元的磁體排列方式密切相關。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于磁場與磁力演示裝置
，具體涉及到高溫超導磁懸浮列車軌 道的磁場分布對磁懸浮力、導向力影響的實驗和演示裝置。技術背景傳統的鐵路列車都是依靠蒸汽、燃油、電力等各類機車作為牽引動力，車輪和 鋼軌之間的相互作用作為運行導向，由鐵路線路承受壓力，^^助于車輪沿著鋼軌 滾動前進。磁懸浮列車則是一種依靠電磁場特有的"同性相斥、異性相吸"的特性 將車輛托起，使整個列車懸浮在軌道上，利用電磁力進行導向，并利用直線電機 將電能直接轉換成推進力來推動列車前進的交通運輸工具。磁懸浮列車的突出優點 ，度快、噪聲污染輕、肖旨源消耗小以及安靜舒適等。世界許多工業發達國家為占 領技術制高點，爭奪未來的國際市場，在這一
投入很多人力和經費進行 研究和開發，并取得了重大發展。磁懸浮列車可分為以下兩種。 一種是常導電磁吸引式磁懸浮列車，它是利用裝 在車身下的電磁鐵和軌道上的電磁鐵產生的異性磁極相互吸引力的原理將列車懸 起，懸空運行，懸浮的氣隙較小， 一般在io毫米左右，再由直線電動機驅動前進， 這種結構又稱電磁式懸浮。其技術特點是常導電磁鐵比較容易控制，通常由蓄電池 或發電設備給電磁鐵和直線電機提供電力，實現歹陣的懸浮和驅動。但由于這種常導系統的電磁吸引力相對較小，列車懸浮的高度約io毫米，故控制精度要求很高，這種列車以德國的TR型磁懸浮列車為代表。另一種是超導推斥型磁懸浮列車，超導 磁懸浮列車由車上的超導磁體產生極強的磁場，列車運行時與布置在地面上的線 圈相互作用，產生電動斥力將列車懸起，將列車懸浮在空中，懸浮氣隙較大， 一般 為100毫米左右，速度可達每小時580公里以上。但超導技斜目當復雜，并需屏蔽發 散的強磁場。這種車以日本山梨線的MLU型車為代表。禾擁高鵬導磁懸浮原理審ij作的磁懸浮列車模型已有報道，其中我國西南交通 大學研審啲列車是世界上第一輛載人高溫超導磁懸浮實驗車系統。此高溫超導磁懸鵬^#下(77}()，底部3毫米厚的車載薄底液氮低溫容器可以連續工作超過6小時，懸浮總重量530公斤，可載5人，懸浮凈高度23毫米，穩定性較好，懸浮剛度較高。該"車"的7乂磁導軌長15. 5米，用直線電機推進，加速度l米/秒2，它是迄今為止世界上懸浮重量最大的載人"高溫超導磁懸浮實驗車"。但是這輛高溫超導磁懸浮實驗車制造工藝復雜，耗資大，而且形體巨大，不能普及到一般的高校實驗室和展覽館，因此無法讓更多的人親眼看到列車運行和演示。目前，已有的小型高纟鵬導磁懸浮實驗車模型只能讓人們有一個感性的認識，遠不能滿足高等學校、重點中學老師和同學對該系統的詳細了解，特別是超導磁懸 浮小車l與永磁軌道磁體的排列組合形式之間的相互作用規律，戶萬以非常需要有一套技術含量高的多功能高溫超導磁懸浮列車實驗和演示裝置,讓老師、學生和廣大 群眾能夠了解軌道的磁場分布對超導磁懸浮列車的磁懸浮力和導向力的影響等關 鍵技術。形體較小的超導磁懸浮列車演示裝置目前國內也有報道，專利技術人所在的課題組 己授權的專利號為ZL200610104563. 0、專利技術名稱為《高溫超導磁懸浮列車實驗和演 示裝置》，北京同方辰源科技發展中心研制的THP-l型超導磁懸浮演示裝置，北京英 納研制的超導磁懸浮車演示模型等。這些實驗裝置都是利用超導體的抗磁性使高溫 超導體懸浮在7乂磁軌道上。THP-l型超導磁懸浮演示裝置是一臺高臨界溫度超導體 磁懸浮列車物理課堂演示裝置，該裝置為一個盛放高溫度超導體的模型列車，在具 有磁束縛的封閉磁軌道上方懸浮，或在磁軌道下方倒掛"懸掛"，并可在旋轉磁場 加速裝置作用下，沿著長度約為1.7m的封閉磁軌道，以懸浮或倒掛狀態無摩擦地連 續運轉。高《鵬導磁懸浮演示裝置是一種適用于大、中、科技館、少年宮等單位的 展示和教學等用超導教學儀器。專利號為ZL200610104563. 0、專利技術名稱為《高溫超導磁懸浮列車實驗和演示裝 置》，采用直線電機為動力裝置，并采用控制器控制直線電機以及磁懸浮小車的運 轉，能較好地演示磁懸浮列車磁懸浮原理以及直線電機驅動磁懸浮列車的運行狀 態。實驗和演示裝置的主要缺點是結構復雜，只育旨演示磁懸浮列車的沿軌道勻速或 加速運動，不能演示傾斜、超歐、顛簸、減速或停止等運動情況。
技術實現思路
本專利技術 4點，提供一種設計合理、結構簡單、體積小、演示直觀、演示效果好的的高溫超導 磁懸浮列車實驗裝置。解決上述技術問題所采用的技術方案是在底座上設置有支柱，支柱的上端設 置有永久磁體軌道，永久磁體軌道上方懸浮有超導磁懸浮小車，本專利技術的永久磁體 軌道為至少開1個口的環形永久磁體軌道，在底座上還設置有位于每一個環形永久 磁體軌道開口處的磁路調制器。本專利技術的磁路調制器為磁路調制器支架設置在底座上，磁路調帝lj器支架上至 少設置有l片磁體安裝板，每片磁體安裝板的軸向加工有定為孔O，定為孔O內設 置有安裝在磁路調審螺支架上的定位銷，在每片磁體安裝板外側面上設置有控制磁 體吸附板，控制磁體吸附板上至少設置有1個外部安裝有控審嵫體護板的磁路單元。本專利技術的磁路單元由與永久磁體軌道排數相同的永久磁體數目排列構成，永久 磁體的極性沿徑向排列， 一塊永久磁體外端的極性與相鄰一±央永久磁體外端的極性 相同或相反。本專利技術的磁體安裝板為正多邊形非導磁材料板。本專利技術采用了開口的環形永久磁體軌道，在環形永久磁體軌道開口處設置至少 l個磁路調制器，磁路調制器的永久磁體的排列組合形式，可通過旋轉固定有磁路 單元的磁體安裝板改變。給懸浮在環形7乂久磁體軌道上的超導磁懸浮小車一個很小 的推動力，超導磁懸浮小車就會沿軌道方向平穩運動，在經過磁路調制器上方時， 小車的運動狀態與磁路調制器上嵌入環形永久磁體軌道開口處的磁S各單元的磁體 排列方式密切相關。磁路調審U器中各磁路單元內永久磁體排列形式的變化，會使超 導磁懸浮小車出現沿軌道穩定懸浮運行或失穩或傾斜或跳躍或震蕩或減速或停止 等多種運動形式。本專利技術具有設計合理、結構簡單、體積小、演示直^i、演示效果 好等優點，可作為大學、中學、科技館磁懸浮列車的實驗和演示儀器。附圖說明圖1是本專利技術一個實施例的主視圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是圖1的俯視圖。圖4是圖1中磁路調制器2的結構示意圖。圖5是圖4的左視圖。圖6是磁路單元2-1與磁體安裝板2-7的聯結示意圖。圖7是實施例1磁路單元2-1的永久磁體磁極排列圖。 圖8是實施例2磁路單元2-1的永久磁體磁極排列圖。 圖9是實施例3磁路單元2-1的永久磁體磁極排列圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步詳細說明，但本專利技術不限于這些實施 實施例1在圖1 3中，本實施例的高溫超導磁懸浮列車實驗裝置由超導磁懸浮小車1、 磁路調制器2、軌道磁體護板3、軌道磁體附著板4、軌道墊板5、支柱6、底 座7、外圈磁體8、中圈磁體9、內圈磁體10聯接構成。在底座7上用螺紋緊固聯接件固定聯 支柱6，支柱6的上端用螺紋緊固聯 接件固定聯接有軌道墊板5，軌道墊板5為橢圓環形板，軌道墊板5上用螺紋緊固 聯樹牛固定聯接有軌道磁體附著板4，軌道磁體附著板4的形狀與軌道墊板5的形 狀完全相同，軌道磁體附著板4用鐵磁材料或鋼材料制成，軌道磁體附著板4上 吸附有內圈磁體IO、中圈磁體9、外圈磁體8，內圈磁體IO、中圈磁本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫超導磁懸浮列車實驗裝置，在底座（７）上設置有支柱（６），支柱（６）的上端設置有永久磁體軌道，永久磁體軌道上方懸浮有超導磁懸浮小車（１），其特征在于：所說的永久磁體軌道為至少開１個口的環形永久磁體軌道，在底座（７）上還設置有位于每一個環形永久磁體軌道開口處的磁路調制器（２）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊萬民，李國政，鈔曦旭，
申請(專利權)人：陜西師范大學，
類型：發明
國別省市：87[中國|西安]