[发明专利]一种基于势能自驱动的密排磁阵列超导磁浮列车科普系统

说明书

本发明涉及一种基于势能自驱动的密排磁阵列超导磁浮列车科普系统，它主要由超导磁悬浮列车模型、树状形立杆支架、可升降立杆底座、螺旋式永磁轨道、莫比乌斯环型永磁轨道及类月牙形立台底座组成。所述的螺旋式永磁轨道和莫比乌斯环型永磁轨道均包括强磁性带孔永磁块、螺钉、螺母和底层轨道，底层轨道包括螺旋式带孔型底层轨道和双并行莫比乌斯环型带孔型底层轨道，若干强磁性带孔永磁块按底层轨道的螺孔阵列排列，经螺钉与螺母的固定形成螺旋式永磁轨道和莫比乌斯环型永磁轨道系统。该科普系统在保证科普系统完整性的同时，能更便捷的组装、拆卸及维护强磁性带孔永磁块，使得超导磁浮科普演示更为便利，有助于推动此类科普活动的普及。

技术领域

本发明涉及一种超导磁悬浮列车模型，特别涉及一种基于势能自驱动的密排磁阵列超导磁浮列车科普系统。

背景技术

超导磁悬浮列车的永磁轨道是超导磁悬浮列车运行的必备条件，在超导磁悬浮列车各大试验平台中，搭建适应环境的永磁轨道是实现成功试验的重要环节。永磁轨道一般情况下是由整个永磁体或若干小型永磁磁块组装完成的，由整个永磁体加工而成的永磁轨道，其轨道磁性强大，可增强对超导磁悬浮列车的“钉扎力”特性及其运行的稳定性，但相对的成本及加工难度也很高；利用若干小型永磁磁块组装完成的永磁轨道，依赖于事先完成的非铁磁性金属材料或其他材质制作的底层轨道，在底层轨道的基础上利用粘连磁块的胶水进行磁块的粘接，形成与底层轨道相适应的永磁轨道。在实验之中，无论是操作的失误，或是物体坠落到轨道上都会对永磁轨道产生损伤，而经粘连在一起的永磁磁块，由于其强大的磁性，若想替换损坏的磁块，就会牵一发而动全身，使得周边磁块也会“跳出”，严重时会造成整个轨道的磁块重新组装的情况。而基于常规的环形永磁轨道或单一类型永磁轨道的超导磁悬浮列车的实验演示，广泛深入地开展大量科普演示已捉襟见肘，难以较为完备的体现超导磁悬浮列车所独特的“钉扎力”特性与稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了克服超导磁悬浮列车的永磁轨道的安装或磁体受损后替换不便捷的不足，提供了一种基于势能自驱动的密排磁阵列超导磁浮列车科普系统，能便捷的安装、拆卸和维护永磁磁块，并使超导磁悬浮列车在势能的驱动下可自稳定的运行在螺旋式及莫比乌斯环组合的复杂永磁轨道上。

本发明所采用的技术方案是：

本发明一种基于势能自驱动的密排磁阵列超导磁浮列车科普系统，它主要由树状形立杆支架、可升降立杆底座、螺旋式永磁轨道、莫比乌斯环型永磁轨道及类月牙形立台底座组成。

所述的树状形立杆支架包括圆柱立杆和连接于圆柱立杆上的U形托槽型树杈支架，但不限于圆柱立杆和U形托槽型树杈支架，也可以是方形或多边形的台柱立杆和打孔固定型的树杈支架；

所述的可升降立杆底座安装于树状形立杆支架的圆柱立杆或方形多边形的台柱立杆底部，用于调整树状形立杆支架的高度，以适应螺旋式永磁轨道的位置及角度，使螺旋式永磁轨道与莫比乌斯环形永磁轨道形成一个完整的系统；

所述的螺旋式永磁轨道包括螺旋式底层轨道、密排磁阵列、螺钉、螺母及平底垫片。螺旋式底层轨道的材质是铝合金或非铁磁性金属材料并带有密排的螺孔阵列，密排磁阵列经螺钉与螺母固定在螺旋式底层轨道的螺孔阵列上形成螺旋式永磁轨道，螺旋式永磁轨道绕树状形立杆支架螺旋，受树状形立杆支架的U形托槽型的树杈支架的支撑和固定；

所述的莫比乌斯环型永磁轨道包括双并行有螺孔阵列的莫比乌斯环型底层轨道、密排磁阵列、螺钉、螺母及平底垫片，莫比乌斯环型永磁轨道由两条螺钉固定式永磁轨道按莫比乌斯环的形状环绕而成，磁块面朝外，相对的螺钉面对应的一对螺钉共用一个较深的螺母，形成一个两面都为磁块的莫比乌斯环型系统，实现超导磁浮列车模型可循环运行的莫比乌斯环型永磁轨道；