一种磁动力走行机构及中短途磁动力物料运输工程车的制作方法

1.本发明属于磁浮轨道交通技术领域，具体涉及一种磁动力走行机构及中短途磁动力物料运输工程车。


背景技术：

2.目前，我国的物料运输方式主要为以铁路运输为主、公路运输为辅的整体外运路网体系。其中，铁路运输(铁路直达、铁水联运)相较于公路运输具有运力大、能耗低、成本低、快捷稳定等优势，通常适合中长途运输，而在中短途运输中仍存在许多短板，普遍存在主要货运通道能力紧张局面依然突出、货物中短途运输“最后十公里”问题突出、货物运输系统效率总体上偏低、货物运输系统的物流成本偏高、损耗和环境污染问题严重等许多问题。
3.磁动力物料运输系统是以磁力作为动力源的一种运输方式，该运输方式无排放污染、占地面积小、适应于各种复杂用途，不受气候和环境影响，在经济、节能、环保等方面具有其他交通运输工具所无法比拟的优势，是目前新兴的热门运输方式之一，在中短途运输中具有协调性强、效率高、绿色环保等优点。
4.在现有技术中，针对磁动力物料运输工程车的研究已经产生了一定的研究成果，例如在专利文献cn209191942u中，公开了一种磁悬浮轨道工程车，其包括车体和转向架，并采用直线感应电机驱动整车运行，该磁悬浮轨道工程车具有超强的爬坡能力，且运行噪音和转弯半径小，能够一定程度上满足中短途的运输需求。不过，由于上述磁悬浮轨道工程车的转向工作由转向架上的吊臂和导向轮辅助配合完成，而吊臂和导向轮的存在增加了车体底部的地板面高度，导致车体装载空间降低、整车运输能力有限，无法充分满足实际使用的需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种磁动力走行机构及中短途磁动力物料运输工程车，能够实现运输工程车的磁动力驱动，并保证磁动力运输工程车运行控制的准确性，提升工程车的运载能力和中短途运输可靠性。
6.为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种磁动力走行机构，其包括转向架、分设于该转向架四角处的独立轮对组件、以及设置于所述转向架底部的永磁直线电机动子；
7.所述转向架包括分别成对设置的纵梁、第一横梁和第二横梁；
8.所述纵梁沿纵向延伸，其中部下凹设置，使得纵梁的两端分别形成第一安装段和第二安装段，并在纵梁的中部形成竖向位置低于两安装段的下凹段；相应地，所述下凹段的两端分别以第一过渡段和第二过渡段连接对应的安装段；
9.所述第一横梁的两端分别连接两纵梁的下凹段，并在两所述第一横梁的底部形成所述永磁直线电机动子的安装空间；
10.所述第二横梁的两端分别沿横向延伸至两纵梁端部的下方，用于所述独立轮对组件的安装，并通过所述独立轮对组件竖向连接其上方的对应安装段底部。
11.作为本发明的进一步改进，所述独立轮对组件包括轴箱、轮对和定位台；
12.所述轮对以转轴连接在所述轴箱的横向外侧，所述定位台竖向相对设置于所述轴箱的上方；
13.所述定位台的顶部连接对应安装段的底面，其底部沿竖向开设有凹槽，并在该凹槽的内侧壁面上设置有柱形限位槽；
14.所述轴箱设置在所述第二横梁的端部顶面，其中部沿竖向设置有限位柱，使得所述限位柱的顶部嵌入所述柱形限位槽中；且所述限位柱的纵向两侧分别设置有弹力件，所述弹力件沿竖向延伸，其两端分别与所述定位台和所述轴箱连接。
15.作为本发明的进一步改进，所述弹力件为竖向设置的螺旋弹簧；
16.和/或
17.在所述定位台的底面和/或所述轴箱的顶面上对应所述弹力件设置有弹力件槽，用于所述弹力件端部的嵌设与连接。
18.作为本发明的进一步改进，所述纵梁的横向上的至少一侧开设有减重槽；
19.所述减重槽为盲槽或者镂空槽；和/或，在所述减重槽中设置有若干加强筋。
20.作为本发明的进一步改进，所述轴箱背离所述轮对的一侧沿竖向设置有限位件，并在所述定位台的该侧设置有限位环；所述限位件的顶部穿过所述限位环，并在该限位件的顶部设置有外径大于所述限位环内径的卡件，使得所述卡件可对限位件的竖向运动限位。
21.作为本发明的进一步改进，所述永磁直线电机动子吊挂在所述第一横梁的下方，且其竖向高度可调；
22.和/或
23.所述永磁直线电机动子包括多个呈halbach阵列排布的永磁体。
24.本发明的另一个方面，一种中短途磁动力物料运输工程车，其包括所述的磁动力走行机构，并在该磁动力走行机构的上方设置有车体；
25.所述车体的底部连接在所述纵梁和/或所述第一横梁上，并在该车体的内部形成有用于容置物料的物料仓。
26.作为本发明的进一步改进，所述车体的四角处对应所述转向架四角处的纵梁安装段设置有避让槽。
27.作为本发明的进一步改进，所述车体纵向上的至少一侧设置有连接件，用于相邻车体之间的连接。
28.作为本发明的进一步改进，所述纵梁和/或所述第一横梁上对应所述车体的连接设置有安装件，且部分或者全部所述安装件为扭锁装置。
29.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
31.(1)本发明的磁动力走行机构，其包括转向架和独立轮对组件，利用转向架中纵梁、第一横梁、第二横梁的对应连接，配合纵梁的中部下凹设计和第一横梁底部永磁直线电
机动子以及纵梁两端独立轮对组件的匹配设置，可以实现走行机构的磁动力驱动，满足走行机构在轨道上的走行和不同工作线路工况下的运行需求。
32.(2)本发明的磁动力走行机构，其通过轴箱、定位台、轮对等结构与纵梁安装段、第二横梁之间的对应设置，配合轴箱和定位台上限位柱、柱形限位槽、弹力件等结构的组合设置，可以在转向架的四角处分别形成独立的悬挂系统，不仅简化了走行机构的结构设计，还能够有效提高走行机构对工作线路工况的适应能力。
33.(3)本发明的中短途磁动力物料运输工程车，其包括车体和磁动力走行机构，通过纵梁中部的下凹沉底设计，配合第一横梁的对应连接，使得车体的中部可以下沉设置到第一横梁的上方，以此降低车体底部的地板面高度，提升车体的装载空间，降低车体的重心，保证工程车运行的稳定性和可靠性；同时，通过车体纵向两侧连接件的对应设置，使得多辆工程车之间可以彼此连接，形成中短途磁动力运输列车，进一步提升物料运输的效率。
34.(4)本发明中的磁动力走行机构及包含其的中短途磁动力物料运输工程车，其结构紧凑，适应性强，能够实现物料运输工程车的中短途磁动力驱动，满足对不同工况线路的适应能力，保证驱动运输可靠性的同时，提升车体的装载空间，进而提升了物料的运输效率，降低了物料的运输成本，克服了货物运输的“最后十公里”问题，具有较好的实用价值和应用前景。
附图说明
35.图1是本发明实施例中磁动力走行机构的结构示意图；
36.图2是本发明实施例中磁动力走行机构的纵梁结构侧视图；
37.图3是本发明实施例中磁动力走行机构的独立轮对的结构示意图；
38.图4是本发明实施例中磁动力走行机构的独立轮对的结构剖视图；
39.图5是本发明实施例中的中短途磁动力物料运输工程车的结构示意图；
40.图6是本发明实施例中的中短途磁动力物料运输工程车的结构侧视图；
41.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
42.1、车体；2、转向架；3、连接件；4、纵梁；5、第一横梁；6、第二横梁；7、独立轮对组件；8、永磁直线电机动子；9、避让槽；401、第一安装段；402、第一过渡段；403、下凹段；404、第二过渡段；405、第二安装段；406、镂空槽；407、加强筋；701、轴箱；702、轮对；703、定位台；704、弹力件；705、凹槽；706、限位柱；707、柱形限位槽；708、限位件；709、限位环；710、卡件；711、上弹力件槽；712、下弹力件槽。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.实施例：
49.请参阅图1～图4，本发明优选实施例中的磁动力走行机构包括转向架2，该转向架2包括一对间隔设置的纵梁4，两纵梁4的中部之间通过多根第一横梁5连接，并在两纵梁4的两端分别设置有第二横梁6，以及在两第二横梁6的两端分别对应两纵梁4的端部设置有独立轮对组件7，使得转向架2可在四处独立轮对组件7的带动下完成走行。
50.具体而言，优选实施例中的纵梁4如图2中所示，其呈中部下凹的结构形式，包括分别沿水平设置的第一安装段401、下凹段403和第二安装段405，其中，第一安装段401与第二安装段405的竖向高度优选相同，即两者共轴线设置；相应地，下凹段403的竖向位置低于两安装段，其轴线优选与两安装段的轴线平行，且其两端分别通过沿斜向延伸的第一过渡段402和第二过渡段404与两安装段相互靠近的两端部连接，形成如图2中所示的纵梁4结构。
51.在优选实施例中，纵梁4的各部位优选一体成型，以此保证纵梁4各部位受力传递的稳定性和可靠性，避免纵梁4的断裂。同时，为了实现转向架2的轻量化设计，优选实施例中在纵梁4的部分或者全部梁段的至少一侧开设有减重槽，以此来减轻纵梁4乃至转向架2的重量。在实际设置时，减重槽可以是开设于梁段任一侧的盲槽，也可以是贯穿梁段两侧的通槽，例如，在图2所示的优选实施例中，减重槽为贯穿两端横向两侧的镂空槽406。
52.另外，在如图1所示的优选实施例中，纵梁4的各梁段可以看作是由多组平行设置的两梁板依次连接而成，此时，各梁段中的减重槽可以看作是沿纵梁4延伸方向连续延伸的镂空槽406；显然，不同梁段中的两梁板距离可以相同，也可以不同，这可以根据实际情况进行优选。同时，为了保证对应梁段使用时的结构稳定性，尤其是纵梁4两端的两安装段的结构稳定性，优选在第一安装段401和/或第二安装段405的镂空槽406中焊接设置有加强筋407，以此来增加对应梁段的抗变形能力。由于需要配合安装独立轮对组件7，优选实施例中的第一安装段401和第二安装段405在镂空槽406中间隔设置有多个加强筋407，以其来保证两安装段的结构受力稳定性。
53.进一步地，在优选实施例中，第一横梁5优选为纵向间隔设置的两根，且两第一横梁5的两端分别连接下凹段403，进一步优选连接在下凹段403与两过渡段的连接位置，如图2中所示。同时，为了保证第一横梁5两端连接的可靠性，其进一步优选连接在开设于下凹段403上的镂空槽406中，以此来避免第一横梁5的上下两侧突出下凹段403的上下两侧。实际设置时，可根据转向架2的结构强度设计在两下凹段403之间设置若干沿横向延伸的横向连杆或者沿斜向延伸的斜向连杆，亦或者如图1中所示的沿纵向延伸并以两端分别连接两第一横梁5的纵向连杆，以保证两下凹段403连接的可靠性。
54.更详细地，优选实施例中的第二横梁6设置在两安装段的下方，其在转向架2中的竖向位置优选与两第一横梁5的底面平齐。同时，第二横梁6的两端与其上方的安装段之间设置有独立轮对组件7，以其实现磁动力走行机构在轨道上的走行。
55.如图3、图4中所示，优选实施例中的独立轮对组件7包括轴箱701和连接于轴箱701外侧的轮对702，且轴箱701的上方竖向相对设置有定位台703。其中，轴箱701连接安装在第二横梁6端部的顶面，定位台703设置在轴箱701的上方，其顶部连接在对应安装段的底面。
56.具体而言，优选实施例中的轴箱701中部形成有竖向延伸的限位柱706，并在限位柱706的纵向两侧分别形成有用于安装弹力件704的托台；相应地，在定位台703的底部对应限位柱706设置有凹槽705，并在凹槽705的内壁面上开设有柱形限位槽707，用于限位柱706的嵌设匹配。同时，弹力件704沿竖向延伸，其两端分别连接在定位台703凹槽705纵向一侧的底部和轴箱701纵向一端托台的顶部，用于将定位台703与轴箱701竖向连接。在优选实施例中，限位柱706进一步优选为液压减振器。
57.在优选实施例中，为了对弹力件704的上下两端进行保护，延长弹力件704的使用寿命，在凹槽705的纵向两侧分别对应两弹力件704顶部的安装开设有上弹力件槽711；相应地，在限位柱706纵向两侧的托台上分别对应两弹力件704底部的安装形成有下弹力件槽712，继而弹力件704沿竖向延伸，其顶部嵌设连接在上弹力件槽711中，底部嵌设连接于于下弹力件槽712中。
58.通过轴箱701的顶面中部限位柱706与定位台703的底部柱形限位槽707的匹配设置，利用柱形限位槽707与限位柱706之间的配合，可以有效约束轮对702的活动行程，让轮对702的活动范围尽量沿柱形限位槽707上下移动，保证轮对702和轨道之间的稳定配合，同时让限位柱706主要承担纵梁4和轮对702之间的动力传导工作，提高设备的使用安全性。
59.进一步地，在轴箱701背离轮对702的一侧设置有沿竖向延伸的限位件708，并对应其在定位台703的该侧侧壁上设置有限位环709，使得限位件708的顶部穿过限位环709；相应地，在限位件708的顶部设置有外径大于限位环709内径的卡件710，用于限位件708与限位环709相互匹配后的卡位，避免两者之间的分离，并限制轴箱701与定位台703之间的最大位移，以此来约束轮对702在竖向上的活动范围，提高转向架2的使用安全性。
60.更详细地，优选实施例中的弹力件704为沿竖向设置的螺旋弹簧，两螺旋弹簧在轴箱701的纵向两侧对称设置。通过弹力件704将定位台703与轴箱701连接，让轮对702悬挂在转向架2的四个角上，均匀受力，并对转向架2实现有效减振，提高设备的使用安全性。
61.进一步地，在两第一横梁5的底部设置有永磁直线电机动子8，其包括多个呈halbach阵列排布的永磁体。在实际设置时，永磁直线电机动子8优选吊挂在第一横梁5的底部，使得永磁直线电机动子8的竖向高度可调，利用上述吊挂设置，可灵活调整永磁直线电
机动子8与线路上布置的定子线圈之间的工作气隙，让转向架2能够适用于更多工况，提高设备的使用便捷性。
62.在一个具体的优选实施例中，在转向架2的上方设置有车体1，形成如图5中所示的中短途磁动力物料运输工程车。
63.具体而言，车体1内部设置有物料仓，用于物料的容置。在优选实施例中，转向架2与车体1一一对应设置，即一节运输车体1仅采用一个转向架2来支撑。同时，优选在车体1的纵向至少一侧设置有连接件3，用于与相邻运输工程车之间的连接。如此，通过多个转向架2上车体1之间的依次连接，可以形成由多个工程车组成的运输车队，满足不同运力需求下物料的中短途灵活运输。在优选实施例中，其连接件3可进一步优选为扭锁。
64.同时，在实际设置时，为了实现车体1在转向架2上的安装，优选在转向架2横向两侧的纵梁4上分别设置有多个安装件，以其实现车体1底部与转向架2顶部的连接安装。在优选实施例中，上述安装件优选为扭锁装置，利用扭锁装置将车体1与转向架2连接成整体。
65.此外，为了实现车体1与转向架2之间的可靠安装，优选在车体1底部的四角处设置有与转向架2四角处纵梁4项匹配的避让槽9，实现车体1与转向架2连接的同时，降低车体1的底面高度。
66.对于优选实施例中的磁动力走行机构而言，其转向架2采用轴箱701、轮对702和定位台703构成的独立轮对组件7，形成独立轮对，每个独立轮对组件7都能够构成一个独立的悬挂系统，有效提高工程车对工作线路工况的适应能力。同时，通过纵梁4中部下凹段403的对应设置，使得转向架2的中形成下凹结构，进而可以降低车体1的底板面高度，增加车体1的储物能力；而且，通过将纵梁4的中部下凹设置，采用中部沉底的结构，并将永磁直线电机动子8设置在下凹部，既满足了永磁直线电机动子8的安装要求，同时还能将下凹部用于增大车体1的内部空间，进一步增加车体1的储物能力，提高列车的运输效率。
67.在一个具体的实施例中，转向架2的外形尺寸为2500
×
1448
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320单位长度(mm)，转向架2的轴距为2160单位长度(mm)，转向架2的轮径为300单位长度(mm)，且转向架2对应的轨距为1435单位长度(mm)。
68.在磁动力物料运输工程车行进时，转向架2底部的永磁体相对轨道上的直线电机定子运动，工程车前后磁场的n极和s极相反，分别形成磁场推力推动工程车行进，采用永磁直线电机使得定子和动子直接接触、输出密度高、热耗低、精度高，对环境友好的同时，又区别与直线感应电机切割磁感线的方式，其功率因数好，效率较高，在大负载和工况恶劣的情况下仍能有效保证物料运输。
69.本发明中的磁动力走行机构及包含其的中短途磁动力物料运输工程车，其结构紧凑，适应性强，能够实现物料运输工程车的中短途磁动力驱动，满足对不同工况线路的适应能力，保证驱动运输可靠性的同时，提升车体的装载空间，进而提升了物料的运输效率，降低了物料的运输成本，克服了货物运输的“最后十公里”问题，具有较好的实用价值和应用前景。
70.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。