[发明专利]单人磁悬浮公交

说明书

所属技术领域

本发明专利涉及一种城市内的新型公共交通工具，单人磁悬浮公交，尤其是一种涉及到电磁原理的磁悬浮交通工具。

背景技术

目前，城市交通工具有如下几种：电动车、公交、地铁、出租、私家车等等，极大地方便了人们上下班，购物等出行活动。地铁速度最快，出租车最灵活，公交最便宜，私家车最方便，电动车最环保。但是这些交通工具的使用都有不足，地铁造价太高，小城市望而止步；其余交通工具自然而然会造成环境污染，噪声污染，交通拥塞甚至出现车祸；另外除了私家车和出租车外，其余的交通工具都不是专门服务一个人的，很不灵活。

发明内容

为了克服现有的城市交通工具遇到的环境污染，造价高，交通拥堵，灵活性差等不足，本发明提出一种单人磁悬浮公交的交通工具。该交通工具针对个人服务，造价低，无尾气排放，不会交通拥塞或者发生车祸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用特殊的轨道，表面铺设一层强力永磁铁，同时轨道两侧提供磁场，单人磁悬浮公交外形如同缩小版的私家车，底部覆盖强力永磁铁，公交有两翼，两翼是由线圈组成的，能产生电流，线圈嵌在轨道两侧磁场内，与磁场方向垂直。根据同性磁极相互排斥原理，轨道铺设的强力永磁铁和单人磁悬浮公交底部的强力永磁铁互相排斥使单人磁悬浮公交悬浮起来，根据左手定则，单人磁悬浮公交两翼提供的电流在轨道两侧的磁场内受到安培力，提供前进的动力。当单人磁悬浮公交在运行时，公交自动驾驶，用户只需指定目的地即可。在轨道上运行的公交都有相同的速度，不需要等红灯，只有到终点才停车，另外本发明的单人磁悬浮公交内部有人工发电装置以备电量不足之万一。当新的用户请求公交时，可以在随处可见的站台内坐上一辆公交，经过加速带加速至一定速度，即可安全进入轨道，在轨道上匀速运行一段时间就可以到达目的地，最后单人磁悬浮公交进入减速带，回收能量。乘客乘坐单人磁悬浮公交的整个过程的能量分析如下：设单人磁悬浮公交的两翼的线圈总长度为L，电阻为R，各有一个电动势为U的电源，开始时电流I等于U/R，安培力F＝BIL，F远大于空气阻力f，单人磁悬浮公交加速。加速过程中，线圈的反向感应电动势随速度增加而增大，用于产生电流的电动势减少，电流逐渐变小，安培力也随之减少，最终F＝f，单人磁悬浮公交进入匀速运行状态，假设此时速度为V，这个过程中电能转化为了单人磁悬浮公交的动能和线圈电阻产生的热能。匀速后I＝(U-BLV)/R、F＝BIL＝BL(U-BLV)/R，电能输出功率P＝UI＝U*(U-BLV)/R，线圈产生热量功率P1＝I*I*R＝(U-BLV)*(U-BLV)/R，单人磁悬浮公交动力功率P2＝F*V＝BLV*(U-BLV)/R，此时电能提供的功率等于线圈电阻产生热量功率加上单人磁悬浮公交前进功率。

本发明的单人磁悬浮公交的有益效果是：造价低廉，灵活性高，环保节能，安全舒适，而且轨道可以建在立交桥上，可以建在地面，可以建在地下，这将大大减少城市道路面积。

附图说明

图1为本发明的单人磁悬浮公交的特殊轨道俯视图。

图2为单人磁悬浮公交在轨道上运行时的竖截面图。

图3为单人磁悬浮公交两翼线圈产生动力的原理图。

图4为单人磁悬浮公交底部和轨道接触面的竖截面图。

图中1.轨道，2.单人磁悬浮公交，3.座位，4.手动发电器，5.轨道铺设的永磁铁，6.单人磁悬浮公交底部永磁铁，7.动力线圈，8.动力磁场，9.地磁屏蔽网，10.站台，11.加速区，12.减速区，13.公交磁屏蔽网，14.动力磁场线，15.动力电流。

具体实施方式

图1中，用户从站台(10)坐上单人磁悬浮公交(2)上的座位(3)，经加速带(11)加速至恒速，进入轨道(1)，开始匀速运动直至目的地，然后在目的地进入减速带(12)，把多余的动能回收。为了新乘客顺利进入轨道而不会与轨道上的其他乘客碰撞，把轨道视为循环往复的传送带，为每个站台分配传送带上的一段空间，站台只会在下一次所属空间到来时，才允许乘客入轨。为了保障单人磁悬浮公交(2)在转弯时保持稳定，根据单人磁悬浮公交(2)转弯的向心力方向，把轨道设计成倾斜一定角度。在造价方面，轨道上只需铺设一层永磁铁，基层用水泥固定，轨道两侧也用永磁铁保持动力磁场(8)，永磁铁建议采用钕铁硼磁铁，磁性强，磁性持久且造价便宜。

图2所示的实施例中，单人磁悬浮公交(2)与地面零接触匀速运行，乘客在座位(3)上舒适地欣赏城市风光。如图4中单人磁悬浮公交永磁铁(6)和轨道铺设的永磁铁(5)同极互斥，单人磁悬浮公交(2)完全腾空，所受的阻力来源于空气，为了使单人磁悬浮公交在运行过程中不至于脱轨，把轨道和单人磁悬浮公交底部的接触面设计成凸凹相嵌的形状。如图3中两翼的动力线圈(7)在动力磁场线(14)产生动力电流(15)，动力线圈(7)受到的安培力为单人磁悬浮公交(2)提供前进的动力。为了防止磁场对乘客产生未知的危害，使用磁屏蔽技术，在轨道铺设的永磁铁(5)和动力永磁铁(8)的周围用地磁屏蔽网(9)围绕，同时在单人磁悬浮公交永磁铁(6)上层覆盖公交磁屏蔽网(13)，地磁屏蔽网(9)和公交磁屏蔽网(13)在公交运行过程中保持接触。