一种高温超导磁悬浮列车模型制造技术

本发明专利技术公开了一种高温超导磁悬浮列车模型，其包括永磁轨道、模型车和沙盘；永磁轨道由正向磁浮轨道、侧挂磁浮轨道、悬挂磁浮轨道采用扭转过渡连接组成“8”字形立体交叉线路；所述的模型车包括车体，车体两端底部分别嵌设有杜瓦，车体的中间底部嵌设有次级，杜瓦底部铺设高温超导材料；永磁轨道包括轨道基底，轨道基底内部固定有永磁体阵列，永磁体阵列的表面上固定有初级；所述的初级的表面固定有护板，初级和永磁体阵列的两侧分别固定有铁扼。本发明专利技术可以实现大尺寸模型车正向、侧挂、倒挂、通过管道等多状态下的连续驱动及运动控制，广泛应用于科技展览、科研院所、高校智慧实验室等机构，具有结构简单、展示度高、可控性强等优点。可控性强等优点。可控性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导磁悬浮列车模型


[0001]本专利技术属于高温超导磁浮技术应用领域，特别涉及一种高温超导磁悬浮列车模型。

技术介绍

[0002]在现有技术中，高温超导磁浮列车模型采用小比例单根永磁轨道提供悬浮、导向，驱动方式及线路形式分别以直线电机驱动及环线线路为主，专利（CN 211207766 U）采用了侧立式单边直线电机进行连续驱动，专利（CN 1928952 A，CN 107316547 A）采用侧立式双边直线电机进行有限区间驱动，专利（CN 208422245 U）在模型车车尾采用螺旋桨进行驱动，专利（CN 101620799 A）采用一种磁路调节器对模型车进行驱动。专利（CN 105810066 A，CN 203631030 U）中采用平面跑道环线线路，专利（CN 204946440 U）中采用乌比莫斯带结构的双面永磁轨道环线线路。以上专利技术及其它相关专利中，存在以下不足：1、模型车缺少连续驱动控制，降低了演示效果与整体美观性。沿轨道线路离散设置直线电机单元，无法实现模型车的连续驱动，同时，存在遮挡模型车，影响运行通过效果；2、模型车外观特征与轨道线路多元化不能同时兼顾。轨道线路多元化可以实现模型车悬浮、侧挂、悬挂等多状态下的连续运行，然而，受小比例永磁轨道悬浮力、导向力的限制，模型车通常只能是简单的浮子，而不具备列车的外观特征。因为缺少液氮持续制冷，自由悬浮时间短、稳定性差。同时，连续驱动控制难度大；当模型车放大具备列车外观特征后，受到自重、悬浮力、导向力的共同约束，轨道线路只能是简单的平面环线结构，从而无法实现模型车悬浮、侧挂、悬挂等多状态下的连续运行。

技术实现思路

[0003]为了克服现有高温超导磁浮列车模型缺少连续驱动控制、模型车外观特征与轨道线路多元化不能同时兼顾的不足，本专利技术提供一种高温超导磁悬浮列车模型，目的在于实现模型车的连续驱动控制。同时，在模型车具备列车外观特征条件下，实现模型车悬浮、侧挂、悬挂、通过管道等多状态下的连续运行。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高温超导磁悬浮列车模型，其包括永磁轨道、模型车和沙盘；所述的沙盘包括沙盘模型、沙盘底座和沙盘支柱，沙盘模型固定在沙盘底座上，沙盘支柱对沙盘底座进行支撑；所述的永磁轨道由正向磁浮轨道、侧挂磁浮轨道、悬挂磁浮轨道采用扭转过渡连接组成“8”字形立体交叉线路，永磁轨道通过轨道支柱固定支撑在沙盘底座上；所述的模型车包括车体，车体两端底部分别嵌设有杜瓦，车体的中间底部嵌设有次级，杜瓦底部铺设高温超导材料；所述的永磁轨道沿线路局部设置管道，当模型车通过管道时，用于真空管道磁悬浮列车的结构原理演示；
进一步的，所述的永磁轨道包括轨道基底，轨道基底内部固定有永磁体阵列，永磁体阵列的表面上固定有初级，该初级由初级段级联并沿永磁体阵列表面连续铺设；所述的初级的表面固定有护板，初级和永磁体阵列的两侧分别固定有铁扼。
[0005]进一步的，所述的永磁体阵列截面宽度大于高温超导材料截面宽度。
[0006]进一步的，所述的高温超导材料为ReBa2Cu3O7‑
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或ReBCO块材、带材堆叠及线圈的单一结构或组合排列结构，Re为稀土元素，通过向杜瓦内注入液氮对高温超导材料进行冷却。
[0007]进一步的，所述的初级通过供电控制器进行分段并联供电，初级段间设置位置传感器，当模型车通过时，只对次级覆盖区域的初级段进行供电。
[0008]进一步的，所述的侧挂磁浮轨道，在正向磁浮轨道基础上顺时针或逆时针旋转，直到轨道表面垂直于水平面，使模型车实现侧挂运行；所述的永磁轨道正下方设置支撑板，模型车上的垂直导轮滚动连接于支撑板上。
[0009]进一步的，所述的悬挂磁浮轨道，在正向磁浮轨道基础上顺时针或逆时针旋转，直到轨道表面反向平行于水平面，使模型车实现悬挂运行；所述的永磁轨道正下方设置支撑板，模型车上的水平导轮滚动连接于支撑板上。
[0010]进一步的，所述的初级为空心三相绕组，其结构形式为单匝或多匝铜导线线圈、印制电路线圈、铝导线线圈中的单一结构或组合排列结构。
[0011]进一步的，所述的空心三相绕组为单层整距绕组。
[0012]进一步的，所述的次级为铜板、铝板中的单一结构或组合结构。
[0013]进一步的，所述的永磁体排列为Halbach阵列结构。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：实现模型车的连续驱动控制，同时，在模型车具备列车外观特征条件下，实现模型车悬浮、侧挂、悬挂、通过管道等多状态下的连续运行。广泛应用于科技展览、科技馆、科研院所、高校智慧实验室等机构，具有结构简单、展示度高、可控性强等优点。
附图说明
[0015]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明；图1为高温超导磁悬浮列车模型轴侧图；图2为高温超导磁悬浮列车模型前视图；图3为高温超导磁悬浮列车模型左视图；图4为高温超导磁悬浮列车模型俯视图；图5为永磁轨道与模型车横向截面图；图6为永磁轨道与模型车纵向截面图；图7为模型车侧挂结构示意图；图8为模型车悬挂结构示意图；图9为初级分段供电驱动示意图。
具体实施方式
[0016]实施例1：如图1、图2、图3、图4分别所示的高温超导磁悬浮列车模型轴侧图、前视图、左视
图、俯视图，由永磁轨道1、模型车3、沙盘构成。沙盘包括沙盘模型6、沙盘底座7、沙盘支柱8，沙盘模型6按预设位置固定在沙盘底座7上，进一步，采用多根沙盘支柱8对沙盘底座进行支撑。
[0017]永磁轨道1由正向磁浮轨道、侧挂磁浮轨道、悬挂磁浮轨道采用扭转过渡连接组成“8”字形立体交叉线路，永磁轨道1整体采用多根轨道支柱2固定到沙盘底座7上，永磁轨道1沿线路局部设置管道5，当模型车3通过管道5时，用于真空管道磁悬浮列车的结构原理演示。优选的，管道5采用透明亚克力材料。
[0018]如图5、图6所示的永磁轨道与模型车横向、纵向截面图。永磁轨道包括轨道基底15，轨道基底15内部固定有永磁体阵列14，永磁体阵列14的表面上固定有初级12，该初级12由初级段级联并沿永磁体阵列14表面连续铺设，通过供电控制器进行分段并联供电；初级12的表面固定有护板11，初级12和永磁体阵列14的两侧分别固定有铁扼13，通过保护板11、铁扼13进行固定安装与保护，从而使永磁轨道1同时具备悬浮、导向、驱动功能于一体。
[0019]模型车3包括车体31，车体31两端底部嵌设有杜瓦34，车体31中间底部嵌设有次级36，杜瓦34底部铺设高温超导材料35，车体31上下面设置水平导轮32、左右侧面设置垂直导轮33。
[0020]永磁轨道1在截面方向上为永磁体单元组合排列结构，永磁体阵列14截面宽度大于高温超导材料35截面宽度，使高温超导材料35两侧分布单个或多个磁峰，用于增大两侧磁场梯度及脱轨保护，从而提高模型车3通过曲线时的导向性能及侧挂悬浮性能。
[0021]优选的，所述的高温超导材料35为ReBa2Cu3O7‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：其包括永磁轨道、模型车和沙盘；所述的沙盘包括沙盘模型、沙盘底座和沙盘支柱，沙盘模型固定在沙盘底座上，沙盘支柱对沙盘底座进行支撑；所述的永磁轨道由正向磁浮轨道、侧挂磁浮轨道、悬挂磁浮轨道采用扭转过渡连接组成“8”字形立体交叉线路，永磁轨道通过轨道支柱固定支撑在沙盘底座上；所述的模型车包括车体，车体两端底部分别嵌设有杜瓦，车体的中间底部嵌设有次级，杜瓦底部铺设高温超导材料；所述的永磁轨道沿线路局部设置管道，当模型车通过管道时，用于真空管道磁悬浮列车的结构原理演示；所述的永磁轨道包括轨道基底，轨道基底内部固定有永磁体阵列，永磁体阵列的表面上固定有初级，该初级由初级段级联并沿永磁体阵列表面连续铺设；所述的初级的表面固定有护板，初级和永磁体阵列的两侧分别固定有铁扼。2.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：所述的永磁体阵列截面宽度大于高温超导材料截面宽度。3.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮列车模型，其特征在于：所述的高温超导材料为ReBa2Cu3O7‑
x
或ReBCO块材、带材堆叠及线圈的单一结构或组合排列结构，Re为稀土元素，通过向杜瓦内注入液氮对高温超导材料进行冷却。4.根据权利要求1所述的一种高温超导磁悬浮列车模...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大进，李平原，吴钦缘，张潇月，钟永文，程翠华，赵勇，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：