[发明专利]永磁悬浮技术及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体涉及永磁悬浮车、永磁悬浮轨道及永磁悬浮玩具和工艺品。

背景技术

随着世界范围内的石油资源的枯竭，各个国家都在研发节能省油新技术，大力推行节能减排技术和产品。为促进经济发展，增强物质流通速度，大力促进人才流动，提高运输能力，各个国家都在加紧研制高速列车。其中安全、高速、舒适、低噪音的磁悬浮列车曾经倍受人们瞩目和推崇。磁悬浮列车没有机械磨擦，只有空气阻力，运行磨擦阻力非常小，是目前公认最节能的技术。由于现有的电磁驱动的悬浮技术的成本太高使得电磁驱动的悬浮技术难以普及和推广。上世纪70年代以后，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。目前德国、美国、日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究，均取得了令世人瞩目的进展。德国主要进行研制的是电磁悬浮列车，德国技术是靠电磁铁的吸力使磁悬浮列车车身与轨道处于悬浮状态，采用直线同步电机驱动技术，在轨道上铺设驱动线圈。由于超导技术的迅速发展，利用超导状态下涡流电路的强大磁场的涡流悬浮特性，日本从70年代初开始转而研究超导磁浮铁路，超导磁浮需要把线圈用液氮冷却到超导温度，需要消耗大量制冷能量，轨道上要铺设大量的强永磁体和驱动线圈。美国麻省理工大学在从事磁悬浮飞机的研究方面也取得了显著进展，与德国电磁悬浮列车不同的是，磁悬浮飞机是用永磁铁替代吸力电磁铁，采用了飞机的姿态控制技术取代电磁导向控制技术，与日本电涡流磁悬浮列车不同的是，磁悬浮飞机是用永磁铁替代超导涡流线圈。目前这三种磁悬浮车的驱动技术都是采用直线同步电机驱动技术，轨道上需要铺设驱动线圈，这使得磁悬浮车和轨道的造价太高，让各国都望而却步。

为实现悬浮不耗能，国内有使用永磁体悬浮，但其永磁体悬浮状态不稳定，左右导向需要机械导向轮辅助支撑，仍然存在机械摩擦，没有实现完全悬浮。

发明内容

本发明旨在克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、制造容易、成本低、易推广的永磁悬浮技术。用不耗电的永磁体代替电磁悬浮和超导涡流悬浮，优化永磁体的截面形状，使永磁体磁场产生合理分布的排斥力，不需要较高的控制技术就可以实现完全悬浮。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

永磁悬浮技术及装置，其特征是：主要由外永磁体(1)和内永磁体(2)组成，外永磁体(1)和内永磁体(2)的截面为基本同心的圆形或基本等距的多边形，此截面按直线、圆弧或曲线方向延伸形成的圆柱面或球面或球环或圆锥曲面，外永磁体(1)和内永磁体(2)的磁极方向为同性磁极面相对。

外永磁体(1)和内永磁体(2)的截面为内外同心的半圆、优弧或劣弧，截面也可以是椭圆、抛物线、双曲线，此截面按直线、圆弧或曲线方向延伸形成的圆柱面或球面或球环，或椭球面或抛物面或双曲面。

外永磁体(1)和内永磁体(2)的永久磁体的截面为多个直线段组成的多边形，或多边形的一半或多边形的一部分，多边形截面按直线、圆弧或曲线延伸形成的圆柱面或圆锥曲面，外永磁体(1)和内永磁体(2)的永久磁体的相对面基本等距离。

截面两端为内外基本同心的半圆、优弧或劣弧，中间由直线或曲线连接，此截面沿直线、圆周或曲线方向延伸形成的曲面外永磁体(1)和内永磁体(2)。

外永磁体(1)和内永磁体(2)按上圆弧面和下弧面首尾顺次连接的波浪形分布，或按正弦曲线、余弦曲线分布，每个对应的圆柱面或曲面基本等距离悬浮。

多边形的直线段数量为2个或2个以上，最少为2个时，这两个直线段按竖直平面左右对称分布，直线段的夹角最好为60度至120度，中间角度可取值60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120，角度精度为±2度。

多个直线段首尾顺次连接形成的折线形永磁体，之间存在悬浮间隙(3)，形成折线形的永磁悬浮装置。

外永磁体(1)和内永磁体(2)的为圆柱面或球面或球环面或圆锥曲面的一部分，如球面被多边形平面截得的三角形、四边形、五边形、六边形的球缺，球环面被多边形平面截得的三角形、四边形、五边形、六边形的部分球环面。

外永磁体(1)和内永磁体(2)的表面可设置固定连接件、填充物、壳体或保护罩，固定连接件、填充物、壳体或保护罩可以是导磁性好的铁磁性材料，也可以是非导磁性材料。

前述的永磁体、壳体或保护罩(11)、外连接体(5)、内连接体(6)上设置配重、挂钩、突起或吊链或工艺饰品。

有益效果

本发明的永磁悬浮技术及装置的有益效果是：