一种高温超导磁悬浮交通轨道板及其制动方法与流程

1.本发明涉及技术领域,具体而言，涉及一种高温超导磁悬浮交通轨道板及其制动方法。


背景技术：

2.高温超导磁悬浮轨道利用在外磁场中高温超导体独有的强磁通钉扎能力，使得已被俘获的磁力线难以逃离钉扎中心的束缚，而未被俘获的自由磁力线难渗透进入超导体内，独特的钉扎特性使超导体能随外磁场变化感应出阻碍这种变化的超导强电流。高温超导磁悬浮轨道需在轨道板上安装磁轨，提供静态悬浮力；车辆运行由直线电机提供牵引和制动力，辅以涡流制动、机械制动和机械驻车制动，需在轨道板上铺设直线电机底座，侧墙安装、铝板或不锈钢板；考虑到应急失超状态，在轨道板上铺设应急钢轨。
3.因此亟需研发一种高温超导磁悬浮轨道，满足上述功能性结构物安装铺设精度高的需求，同时从纵横向限位、施工质量控制、安装精度控制和养护维修等方面综合考虑。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高温超导磁悬浮交通轨道板，其在能。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本技术提供了一种高温超导磁悬浮交通轨道板，包括轨道板，所述轨道板为u形板状，所述轨道板的底部纵向端头两侧开设有l形契合槽；制动板，所述制动板设置在所述轨道板的内侧；可调节支座，所述可调节支座设置在所述轨道板底板的底部的两端；以及第一台座，所述第一台座设置在所述轨道板底部的四角处，所述可调节支座可调节设置在所述第一台座上。
5.本技术提供了一种高温超导磁悬浮交通轨道板的制动方法，包括：发送第一命令，所述第一命令为使列车由运行状态进行制动的命令；实时获取涡流制动装置的运行情况，所述运行情况包括所述涡流制动装置与所述制动板的间隙情况，若间隙逐渐缩小，则所述制动板进入永磁磁力线范围内；基于所述运行情况，接收第二命令，所述第二命令为所述制动板的磁场分布发生变化而产生的涡流电流；根据所述第二命令，发送第三命令，所述第三命令为将所述涡流电流的动能转化为热能进行制动。
6.本发明增加采用了可调节支座结构后，由于可调节支座可以调整轨道板高度，对于稍小的沉降位移，可以通过轨道板可调节支座调整高度。在可调节支座位置采用弹性可调节支座或垫层，将可以为整个轨道板提供弹性刚度；是创新性的以轨道板的弹性来提高车辆的动力学弹性指标；采用本发明集成式轨道板后，可以将磁轨、电机、侧向钢板、挡墙的精度控制在同一指标内，使得轨道板安装时候通过调整轨道板垫板或可调节支座就可高精度安装完成。
7.综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述轨道板的底部的中间位置设置至少两个第二台座，所述第二台座上方设置有所述可调节支座，所述第一台座和所述第二台座的结构均采用可拆卸式结构。
8.本发明的有益效果为：1、高温超导磁浮和传统轮轨有较大区别，传统轮轨通过钢轨强行连接，作为连续线路。而本发明的高温超导磁轨是由于多块小磁体组成，磁轨对于轨道平顺性要求较高，传统轨道没有办法解决下部结构沉降引起的轨道不连续问题。而本发明采用了可调节支座结构后，由于可调节支座可以调整轨道板高度，对于稍小的沉降位移，可以通过轨道板可调节支座调整高度，使得线路能获得高平顺性。便于运营和维护。
9.2、采用本发明的结构后，在可调节支座位置采用弹性可调节支座或垫层，将可以为整个轨道板提供弹性刚度。对于提高高温超导列车动力学指标，获得更高的舒适度，有极大的提高，改善了高温超导列车没有一系悬挂造成的动力学指标难以提高的问题,是创新性的以轨道板的弹性来提高车辆的动力学弹性指标。
10.3、采用本发明集成式轨道板后，可以将磁轨、电机、侧向钢板和挡墙的精度控制在同一指标内，使得轨道安装时候通过调整轨道垫板或可调节支座就可高精度安装完成;避免了传统铁路轨道安装的精度困难问题。
11.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
13.图1为本发明实施例提供的整体结构示意图。
14.图2为本发明实施例提供的台座和可调节支座结构示意图。
15.图3为本发明实施例提供的整体结构第一剖视图。
16.图4为本发明实施例提供的整体结构第二剖视图。
17.图5为本发明实施例提供的第二台座结构示意图。
18.图6为本发明实施例提供的部分结构示意图。
19.图7为本发明实施例提供的第二台座和可调节支座结构示意图。
20.图中标记：1、轨道板；2、可调节支座；3、第一台座；4、第二台座；5、限位挡墙；6、垫层；7、磁轨；8、直线电机底座；9、钢轨；10、制动板；11、车辆测速定位装置。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.实施例1如图1-图7所示，本实施例提供了一种轨道板1，所述轨道板1为u形板状，所述轨道板1的底部纵向端头两侧开设有l形契合槽；需要说明的是，轨道板1即轨道板1，轨道板1的核心作用是保持2条磁轨7、1个电机、2根钢轨9、2块钢板、1处车辆测速定位装置11与车辆之间的8个气隙，在工作中保持在设计的范围内，且8个气隙随着线路的移动，不会出现相对变化。
24.其中，轨道板1采用预应力混凝土结构，板长3~8m，板顶设置排水坡，侧墙间隔设置排水孔洞。底板顶面安装磁浮设备或预留安装槽口，磁轨7两条（可预留槽口）、直线电机底座8和钢轨9等设备精确定位，采用螺栓将其固定在轨道板1上，为防止轨道板1与设备产生相对错动，锚固螺栓垫圈采用长圆孔。
25.制动板10，所述制动板10设置在所述轨道板1的内侧；制动板10（铝板或不锈钢板）预埋在侧墙内侧，便于磁浮列车制动。涡流制动装置安装于列车走行部两侧，机械制动装置安装于涡流制动装置的不锈钢支撑体上。制动板10沿列车线路前进方向铺设安装，其位置与涡流制动装置位置对应。为便于安装精度控制和施工便捷，在轨道板1预制过程中安装。
26.可调节支座2，所述可调节支座2设置在所述轨道板1底板的底部的两端；以及第一台座3，所述第一台座3设置在所述轨道板1底部的四角处，所述可调节支座2可调节设置在所述第一台座3上。
27.需要说明的是，可调式可调节支座2布置于轨道板1板底板下方，安装于第一台座3和第二台座4上。其功能是将轨道板1板承受的荷载和变形(位移和转角)传递给第一台座3和第二台座4，同时对于稍小的沉降位移，可以通过该可调节支座2调整高度，使得线路能获得高平顺性。并为线路提供一定的弹性刚度，以获得更高的行车舒适度。
28.在一些可选的实施方案中，所述轨道板1的底部的四角处设置有第一l形板，所述第一l形板包括竖板和与所述竖板连接的横板，所述竖板为限位挡墙5，所述横板为所述第一台座3；在所述限位挡墙5和所述第一台座3的连接处凸起设置有第二l形板，所述可调节支座2设置在所述第二l形板靠近相邻两个所述轨道板1连接的一侧，所述第二l形板与所述l形契合槽相匹配。
29.在一些可选的实施方案中，所述轨道板的底面的延长线和所述第二l形板的底面的延长线相平齐。
30.在一些可选的实施方案中，所述轨道1与所述限位挡墙5接触面上设置有垫层6。
31.需要说明的是，限位挡墙5设在第一台座3上，与轨道板1板纵向端头两侧的凹槽对
应，对轨道1板纵横向进行限位。
32.缓冲隔离层设置于轨道1板与限位挡墙5之间，隔离层具备一定的弹性，起到轨道1板方向调整和避免挡块破坏的作用。
33.在一些可选的实施方案中，所述轨道板的底部的中间位置设置至少两个第二台座4，所述第二台座4上方设置有所述可调节支座2。
34.需要说明的是，第一台座3和第二台座4的设置是为了能与可调节支座2紧密贴合以及调整下部结构与轨道板1板之间由于施工而引起的偏差，以减小对下部结构施工精度的要求。台座上放置可调节支座2，支撑轨道板1板。其中第一台座3设置于轨道板1的四角，第二台座4设置于轨道板1中间，若干第二台座4，上放置可调式可调节支座2，支撑轨道板1。
35.在一些可选的实施方案中，所述第二台座4上设置有至少两个用于限位的凹槽，且所述第二台座4上设置有垫层6。
36.在一些可选的实施方案中，所述轨道板包括两个侧墙和连接两个所述侧墙之间的轨道板1板底板，所述轨道板1板底板的顶面设置有预留槽口，所述预留槽口用于容纳磁轨7、直线电机底座8、钢轨9和车辆测速定位装置11，所述磁轨7纵向沿线路平行设置在所述轨道板1底板上，所述直线电机底座8设置在两条所述磁轨7之间，所述钢轨9设置在所述直线电机底座8和所述磁轨7之间，所述车辆测速定位装置11设置在所述轨道板1底板和所述侧墙的交汇处，且所述车辆测速定位装置11沿线路与所述直线电机底座8平行设置。
37.其中，直线电机底座8为直线电机的安装预埋件，高温超导磁悬浮列车由直线电机提供牵引力，在列车走行部中间下方安装电机动子，对应下方轨道板1上安装直线电机定子线缆，为便于电机线缆安装精度控制和施工标准化，在轨道板1预制过程中预埋铺装成形。
38.需要说明的是，轨道板1由轨道板1底板和两侧侧墙组成，其作用为支承和固定实施设备，将列车通过轨道板1传递的载荷分布给底板下的结构物；两侧侧墙作为搭载侧向感应板，作为列车在高速运行过程中涡流制动设备次级，以及在紧急制动时候的摩擦板和驻车制动使用。并作为防脱线的物理横向限位的受力载体，将列车特殊情况下冲击力和列车走行部上涡流制动、机械制动和机械驻车产生的制动力传递至底板，最终传递给底板下的结构物。
39.在一些可选的实施方案中，所述侧墙和所述轨道1底板的交汇处间隔设置有排水孔洞，所述轨道板1底板上横向设置有第一排水坡和第二排水坡，所述第一排水坡和第二排水坡相连接，所述第一排水坡包括第一积水端和第一疏水端，所述第一积水端的端口水平高度高于所述第一疏水端的端口的水平高度，且能够使所述第一积水端内的积水自主排至所述第一疏水端；所述第二排水坡包括第二积水端和第二疏水端，所述第二积水端的端口水平高度高于所述第二疏水端的端口的水平高度，且能够使所述第二积水端内的积水自主排至所述第二疏水端；所述第一积水端和所述第二积水端均靠近所述直线电机底座8。
40.实施例2在本实施例中，一种高温超导磁悬浮交通轨道板的制动方法，包括：发送第一命令，所述第一命令为使列车由运行状态进行制动的命令；实时获取涡流制动装置的运行情况，所述运行情况包括所述涡流制动装置与所述制动板10的间隙情况，若间隙逐渐缩小，则所述制动板10进入永磁磁力线范围内；基于所述运行情况，接收第二命令，所述第二命令为所述制动板10的磁场分布发
生变化而产生的涡流电流；根据所述第二命令，发送第三命令，所述第三命令为将所述涡流电流的动能转化为热能进行制动。
41.需要说明的是，磁轨7采用永磁轨道，利用在外磁场中高温超导体独有的强磁通钉扎能力，使得已被俘获的磁力线难以逃离钉扎中心的束缚，而未被俘获的自由磁力线难渗透进入超导体内，独特的钉扎特性使超导体能随外磁场变化感应出阻碍这种变化的超导强电流。这种独特的电磁相互作用在宏观上实现了悬浮体的自悬浮与导向，不需要主动控制就能实现悬浮和导向。作为轨道交通，磁轨7顺线路平行布置两条，设置于杜瓦正下方，在轨道板预制过程中预留槽口和安装预埋件。
42.钢轨9为考虑到应急失超状态或车辆整备状态，车辆应急走行采用钢轨9行走，在轨道板1上铺设的应急钢轨9。其位置对应列车走行部下方的走形钢轮，为便于安装精度控制，在在轨道板1预制过程中安装或安装预埋件。
43.列车制动工作过程为：高温超导磁悬浮列车采用电机制动、涡流制动和机械制动三种制动方式，其对应通过运行控制系统来实现制动控制功能。列车制动进行分级设计，高速运行情况下制动以直线电机制动为主制动，并辅以涡流制动。低速运行制动以直线电机制动为主制动，辅以涡流制动和机械制动。
44.其中直线电机制动由电机提供制动力。涡流制动采用永磁涡流制动方案（单边型永磁涡流），制动板10（铝板或不锈钢板）作为感应板固定在轨道板1侧墙上不动，涡流制动装置作为动子，其不锈钢支撑体作为磁轭，上面装有ns交替分布的钕铁硼永磁体；该涡流制动断电时亦能进行有效制动，极大提高了制动的安全性和可靠性。机械制动采用滑撬摩擦制动方案，低速行驶情况下，利用滑撬摩块与制动板10的物理摩擦实现制动。下面介绍涡流制动和机械制动的制动过程。
45.涡流制动装置安装在列车走行部横向两侧，设置伸缩装置，沿车体横向伸缩，在正常运行时该装置内收与制动板10保持一定的物理间隙，使制动板10不进入永磁磁力线范围，不产生制动力。
46.当需要制动时，涡流制动装置弹出，涡流制动装置与该装置为制动板10间隙缩小，制动板10进入永磁磁力线范围。列车处于高速运动时，永磁体磁极运动，感应板（制动板10）上的磁场分布发生变化，并感应出涡流电动势进而产生涡流电流，电流在感应板上流通，从而将动子的动能转化成感应板上的热能，达到非接触制动效果。
47.机械制动装置的滑撬摩块安装在涡流制动装置的不锈钢支撑体上，设置伸缩装置，可沿车体横向伸缩，在正常运行时该装置内收与制动板10保持一定的物理间隙。当需要机械制动或驻车制动时，机械制动装置弹出，其滑撬摩块与制动板10接触，产生物理摩擦，通过摩擦消耗动能，达到接触制动效果。
48.车辆测速定位装置11为测速定位系统的地面装置，采用现有技术的交叉感应环线、光栅、霍尔元器件等测速技术。磁浮列车上装载天线或感应器件，与车辆测速定位装置11反应，系统通过识别分析天线信号位置，实现精确定位。其中传感器控制技术与本发明无直接关联，本发明中不进行介绍；车载天线单元通过支架固定于转向架上，为确保列车运行全程测速定位的功能需求，车辆测速定位装置11需沿线路全程与电机平行布置；综合考虑
轨道板1与列车走形部之间的空间合理布局，车辆测速定位装置11布置于轨道板1的底板与侧墙一侧的交角位置，左右侧均可。
49.综上所述，本发明高温超导磁浮和传统轮轨有较大区别，传统轮轨通过钢轨强行连接，作为连续线路。而高温超导磁轨是由于多块小磁体组成，磁轨对于轨道平顺性要求较高，传统轨道板没有办法解决下部结构沉降引起的轨道不连续问题。而本专利采用了可调节支座结构后，由于可调节支座可以调整轨道高度，对于稍小的沉降位移，可以通过轨道板可调节支座调整高度，使得线路能获得高平顺性。便于运营和维护。采用本发明结构后，在可调节支座位置采用弹性可调节支座或垫层，将可以为整个轨道提供弹性刚度。对于提高高温超导列车动力学指标，获得更高的舒适度，有极大的提高，解决了高温超导列车没有一系悬挂造成的动力学指标难以提高的问题。采用本发明集成式轨道板后，可以将磁轨、电机、侧向钢板、挡墙的精度控制在同一指标内，使得轨道安装时候通过调整轨道板垫板或可调节支座就可高精度安装完成。避免了传统铁路轨道板安装的精度困难问题。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
53.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。