[发明专利]一种内轮与外轮相分离的转速可控的推斥性磁悬浮轮子

权利要求书

1.一种内轮与外轮相分离的转速可控的推斥性磁悬浮轮子，其特征在于，包括：内轮、外轮、牵引系统、推斥性悬浮系统、导向系统、控制系统、通信系统和供电系统；

所述的牵引系统为外轮提供切向力，使外轮相对内轮运动，此时外轮和内轮之间的支持力由辅助装置提供；当外轮和内轮相对运动速度使得推斥性悬浮系统所提供的推斥力使外轮相对内轮悬浮时，此时外轮和内轮之间的支持力由推斥性悬浮系统提供；所述的导向系统利用推斥力维持内轮和外轮的相对位置保持不变，当内轮位置发生偏转，外轮也随之偏转，从而实现导向；所述的控制系统通过供电系统控制推斥性悬浮系统、牵引系统、导向系统所提供的力的大小，实现对轮子的控制，并通过通信系统与外界通信。

2.根据权利要求1所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的内轮和外轮为同心圆；所述的内轮开有中心通孔；所述的内轮的中心通过轴与轮子所安装的物体相连。

3.根据权利要求2所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，过内轮的中心轴线的任意截面为两个T型结构，且两个T型结构的尾端相对；在T型首端上表面的两侧设有环形导向板，所述导向板与内轮一体形成；过外轮的过中心轴线的任意截面为矩形形状。

4.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的牵引系统可由一个或多个牵引单元构成；所述的牵引单元包括牵引初级、牵引次级和位置传感器；所述的牵引初级为三相交流绕组，位于内轮，所述的牵引次级为金属板，位于外轮；或所述的牵引初级为三相交流轨道，位于内轮，所述的牵引次级为超导磁体，位于外轮；所述的位置传感器分布于外轮；所述的牵引初级与牵引次级所产生的磁场相互作用，为外轮运动提供切向力，所述切向力的方向沿外轮转动方向。

5.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的推斥性悬浮系统由2n个悬浮单元和辅助装置构成，n≥4；所述的悬浮单元包括悬浮初级、悬浮次级和悬浮气隙传感器；所述的悬浮初级为两排交替极性超导磁铁，位于外轮；所述的悬浮次级为两块铝板或梯形轨道或两排短路线圈，位于内轮，对应于悬浮初级均匀分布；所述的悬浮气隙传感器为气隙传感器，位于外轮或内轮，对应于悬浮初级和悬浮次级分布；所述的悬浮初级产生的磁场与悬浮次级所产生的磁场相互作用以提供外轮相对内轮悬浮的悬浮力，使外轮相对内轮悬浮；所述的悬浮力为推斥力，悬浮力的方向与内轮半径方向一致。

6.根据权利要求5所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的辅助装置为2k个辅助轮，k≥3。

7.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的导向系统由2m个导向单元构成，m≥4；所述的导向单元包括导向初级、导向次级和导向气隙传感器；所述的导向初级为两排交替极性超导磁铁，均匀分布于外轮；所述的导向次级为两块铝板或梯形轨道或两排短路线圈，位于内轮，对应于导向初级均匀分布；所述的导向气隙传感器为气隙传感器，位于外轮或内轮，对应于导向初级和导向次级分布；所述的导向初级产生的磁场与导向次级所产生的磁场相互作用以提供导向力；所述的导向力为推斥力，并与内轮的中心轴线相平行。

8.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的通信系统的通信方式包括有线方式和无线方式。