BRPI0210805B1 - sistema e método para levitar e mover objetos e carreta - Google Patents

Abstract

"aparelho, sistemas e métodos para levitar e mover objetos". aparelho, sistemas e métodos para levitar e mover objetos são mostrados e descritos aqui. as modalidades incorporam uma via com trilhos inferiores tendo imãs permanentes apoiados um contra o outro e alinhados tal que a superfície superior de cada um dos trilhos inferiores possui uma polaridade uniforme; e o objeto com trilhos superiores tendo imãs permanentes alinhados com os trilhos inferiores e orientados para se opor a polaridade de imãs permanentes inferiores. as chapas de reforço ferrosas atrás dos trilhos inferiores e/ou trilhos superiores podem ser incorporados. as modalidades podem também incorporar um terceiro trilho de um material eletrocondutor, e um disco de acionamento posicionado perto do terceiro trilho. os imãs permanentes no disco de acionamento podem ser rodados com o disco de acionamento na presença do terceiro trilho para acelerar os trilhos superiores com respeito aos trilhos inferiores.

Description

"SISTEMA E MÉTODO PARA LEVITAR E MOVER OBJETOS E CARRETA" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Campo da Invenção [001] A invenção refere-se a aparelho, sistemas e métodos para mover objetos. Mais particularmente, a invenção refere-se a levitar, acelerar e desacelerar objetos com fricção reduzida e eficiência aumentada.

Descrição da Técnica Relacionada [002] Trens magneticamente levitados, sistemas de condução e meios de transporte relacionados foram tentados muitas vezes nas últimas décadas em um esforço em fornecer meios de transporte mais eficientes para indivíduos e carga. Uns poucos exemplos de tais sistemas podem ser vistos na Patente U.S. N° . 4.356.772 para Van der He ide; Patente U.S. N° . 4.805.761 para Totsch; e Patente U.S. N°. 5.601.029 para Geraghty e outros. Estes sistemas operam na propriedade geral que imãs tendo polaridades iguais repelem um ao outro, e ímãs tendo polaridades opostas atraem um ao outro. Apesar do fato que pedidos de patente têm sido depositados para tais sistemas por décadas, um sistema para mover pessoas e carga que seja viável sob condições de mundo real ainda tem que ser desenvolvido.

SUMÁRIO DÃ INVENÇÃO

[003] A presente invenção está direcionada a aparelho, sistemas de métodos para levitar e acelerar objetos. Em particular, as modalidades da presente invenção permitem que objetos sejam magneticamente levitados e magneticamente acelerados com respeito a trilhos, tais como vias férreas.

[004] Em uma modalidade, o sistema incorpora um número de trilhos inferiores espaçados lateralmente afastados um do outro, e um objeto tendo um número de trilhos superiores alinhados com os trilhos inferiores. Os trilhos inferiores possuem imãs permanentes apoiados um contra o seguinte e alinhados tal que a superfície superior do trilho inferior possuí uma polaridade uniforme ao longo de seu comprimento. O trilho inferior também possui uma chapa de reforço ferroso que acopla de modo eletrocondutor os ímãs permanentes ao longo do· comprimento da via. Os trilhos superiores possuem um número de imãs permanentes alinhados para se opor a imãs nos trilhos inferiores para levitar o objeto*. Os trilhos superiores também possuem uma chapa de reforço ferroso acoplando de modo eletrocondutor os imãs permanentes.

[005] Outra modalidade da invenção compreende um número de primeiros trilhos, ura objeto* a ser transferido, um terceiro trilho e um disco de acionamento. Os primeiros trilhos possuem um número de imãs permanentes alinhados perto de sua superfície superior. Os imãs permanentes são orientados para criar uma polaridade uniforme ao longo de um comprimento de cada ura dos primeiros trilhos. O objeto sendo transportado possui segundos trilhos que são configurados para alinhar-se com os primeiros trilhos. Os segundos trilhos possuem imãs permanentes montados nos mesmos que são orientados para opor a polaridade dos imãs nos primeiros trilhos. Consequentemente, o objeto levita acima dos primeiros trilhos. 0 terceiro trilho se estende ao longo do comprimento dos primeiros trilhos. O terceiro trilho é feito a partir de material eletrocondutor, tal como cobre ou alumínio. 0 disco é conectado ao objeto sendo transportado, e roda cora respeito ao objeto. 0 disco suporta um número de imãs permanentes. O disco é posicionado tal que os imãs permanentes estão na proximidade âO terceiro trilho durante a operação. A rotação do disco, e mais importante, os ímãs permanentes, na proximidade do terceiro trilho resulta em correntes de Foucault que aceleram o objeto ao longo do terceiro trilho em uma direção oposta a rotação relativa do disco.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A Figura 1 é uma vista isométrica de uma via e uma carreta levitando acima da via de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[007] A Figura 2 é uma vista isométrica da carreta da F igura 1.

[008] A Figura 3 é uma vista isométrica da carreta da Figura 2 com uma plataforma removida da mesma.

[009] A Figura 4 é uma vista terminal de uma parte da via e carreta da Figura 1.

[0010] A Figura 5 é uma vista terminal da via e carreta da Figura 1.

[0011] A Figura 6 é uma vista isométrica de um conjunto de acionamento da carreta da Figura 1.

[0012] A Figura 7 é uma vista em. elevação em seção de um disco do conjunto de acionamento da Figura 6 engatado com um terceiro trilho da via da Figura 1, ilustrado ao longo de uma seção diametral.

[0013] A Figura 9 é uma vista terminal de uma via e uma carreta de uma modalidade alternada da presente invenção.

[0014] A Figura 9A é uma vista aumentada de uma parte da carreta da Figura 9, [0015] A Figura 10 é uma vista em seção transversal da carreta da Figura 9, vista ao longo da seção 10-10.

[0016] A Figura 11A é uma vista esquemática da parte da carreta da Figura 10, ilustrada em uma configuração de-sengatada.

[0017] A Figura 11B é a parte da carreta da Figura 11Ά, ilustrada em uma configuração engatada.

[0018] A Figura 12 é uma vista terminal de uma parte da via e carreta da Figura 9, ilustrando um sistema de frenagem em uma configuração desengatada.

[0019] A Figura 13 é a parte da via e carreta da Figura 12, ilustrada com o sistema de frenagem em uma configuração engatada.

[0020] A Figura 14 é uma vista plana de um conjunto de imãs da carreta da Figura 9.

[0021] A Figura 15 é uma vista em seção transversal do conjunto de ímãs da Figura 14, vista ao longo da seção 15-15.

[0022] A Figura 16 é uma vista plana ilustrando esquemáticamente uma carreta tendo imãs alinhados para se deslocar em torno de um canto.

[0023] A Figura 17 é uma vista plana ilustrando esquemát icamente uma carreta tendo· imãs alinhados para deslocamento linear.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRADAS

[0024] A presente descrição detalhada é em geral direcionada a sistemas, aparelho e métodos para levitar uma carreta ou outro objeto acima de uma via, e para acelerar o objeto com respeito à via. Várias modalidades da presente invenção podem permitir que um indivíduo levite um objeto acima de uma via, e acelere e desacelere o objeto, tudo sem contatar a via. Consequentemente, tais modalidades podem fornecer meios de transporte altamente eficientes para indivíduos ou carga. Muitos detalhes específicos de certas modalidades da invenção são descritos na descrição seguinte e nas Figuras 1-17 para fornecer um entendimento completo de tais modalidades. Alguém versado na técnica, no entanto·, entenderá que a presente invenção pode ter modalidades adicionais ou pode ser praticada sem vários dos detalhes descritos na descrição seguinte.

[0025] A Figura 1 ilustra um sistema 10 para levitar e acelerar objetos. O sistema 10 incorpora uma via 12 e uma carreta 14 configurada para se mover longitudinalmente em cada direção com respeito à via. A via 12 incorpora um par de trilhos de suporte 16 e um trilho de acionamento 18.

[0026] Na modalidade ilustrada, os trilhos de suporte 16 e o trilho de acionamento 18 são suportados por um número de sapatas 20 espaçadas uma da outra ao longo de um comprimento da vía 12. As sapatas 20 são ancoradas no solo como em geral entendido na técnica. 0 trilho de acionamento 18 na modalidade ilustrada é montado díretamente nas sapatas 20, tal como por um flange formado na borda inferior do· trilho de acionamento. O trilho de acionamento ilustrado 18 está localizado centralmente ao longo do comprimento de cada uma das sapatas 20. Dependendo do desenho particular da carreta 14, no entanto, está previsto que o trilho de acionamento 18 pode ser posicionado em outras localizações dentro, fora, acima e abaixo dos trilhos de suporte, como seria apreciado por alguém versado na técnica relevante.

[0027] Na modalidade ilustrada, os trilhos de suporte 16 são acoplados nas sapatas 20 por um número de pilares 22 e cantoneiras 24, e se estendem ao longo de extremidades opostas das sapatas. Como com o trilho de acionamento 18, no entanto, são possíveis configurações diferentes, como alguém verdadeiramente versado na técnica apreciaria.

[0028] A superfície superior de cada um dos trilhos de suporte 16 suporta um número de imãs permanentes 26 se estendendo ao longo de uma parte operável de seu comprimento. Na modalidade ilustrada, os imas permanentes 26 nos trilhos de suporte 16 são todos de um comprimento comum. Os imãs permanentes 2 6 são encostados um contra o outro ao longo do comprimento da via 12 para fornecer força magnética que seja suficientemente constante para permitir que a carreta 14 se mova suavemente ao longo da via. Os imas permanentes 26 são orientados tal que cada imã ao longo do trilho de suporte respectivo 16 possui sua polaridade verticalmente alinhada com os imas permanentes adjacentes. O inventor avalia que não é necessário que cada imã permanente 26 seja alinhado a fim da invenção operar, A modalidade ilustrada, no entanto, é fornecida como um exemplo de uma modalidade preferida.

[0029] As Figuras 2 e 3 ilustram melhor a carreta 14 de acordo com esta modalidade particular da presente invenção. A carreta 14 incorpora um par de trilhos laterais opostos 28 espaçados para alinhar em geral com os trilhos de suporte 16 na via 12. Ma modalidade ilustrada/ os trilhos laterais são feitos a partir de um material ferroso tal como aço. Outros materiais de qualidades iguais podem ser substituídos por aço.

[0030] Fixados no lado de baixo de cada um dos trilhos laterais 28 está outro conjunto de imãs permanentes 30 que se alinham com os imãs permanentes 26 nos trilhos de suporte 16 quando a carreta 14 é engatada com a via 12. Na modalidade lustrada, os imãs permanentes 30 nos trilhos laterais 28 são todos de ura comprimento comum. O comprimento de cada imã permanente 2 6 tio trilho de suporte 16 é diferente neste caso mais longo, que o comprimento do imã permanente 30 no trilho lateral 28. Alguém versado na técnica, depois de rever esta descrição, avaliará imediatamente que a diferença em comprimento evita que duas emendas adjacentes nos imãs permanentes de trilho de suporte 26 se alinhem simultaneamente com duas emendas adjacentes nos ímãs permanentes de trilho lateral 30, impedindo assim o engate magnético. Os imãs permanentes 30 no carrinho 14 são orientados cora suas polaridades opostas daquelas dos imãs permanentes 26 dos trilhos de suporte 16, Como um resultado, a carreta 14 levita acima da via 12. Na modalidade ilustrada, os imãs permanentes 30 fixado nos trilhos laterais 28 são apoiados um contra o seguinte. O inventor avalia, no entanto, que estes imãs permanentes não precisam estar em contato um com o outro para a carreta 14 ter uma locomoção suave sobre a via 12.

[0031] A carreta 14 possui uma plataforma 32 (Figura 2) para suportar indivíduos ou objetos. A presente invenção pode ser configurada para suportar carga ou pessoas e, como um resultado, a plataforma 32 pode ter uma ampla variedade de configurações. Por exemplo, a plataforma 32 pode estar no formato de um vagão de trem ou um Container de carga. Igualmente, a plataforma 32 e a carreta 14 podem ser dimensionadas para carregar somente pequenos objetos.

[0032] Os lados da carreta 14 possuem um número de cilindros 36 espaçados longitudinalmente ao longo da carreta. O cilindros 36 são posicionados para contatar os trilhos de suporte 16 se a carreta se move para fora do alinhamento apropriado com a via 12. Os cilindros 36 rodam em torno de eixos verticais, e conseqüentemente nâo afetam de modo significante o movimento da carreta 14 ao longo da via 12. É previsto pelo inventor que uma ampla variedade de meios podem ser substituídos por cilindros 36 para manter a carreta 14 centralizada ao longo da via 12.

[0033] Como ilustrado na Figura 3, uma batería 38, um motor 40 e um disco de acionamento 42 são alojados dentro desta carreta particular 14. A batería ilustrada 38 é uma batería de 12 volts similar àquela usada comumente em ura automóvel. 0 inventor avalia, no entanto, que uma ampla variedade de fontes de energia podem, ser substituídas pela batería 38, tal como uma célula de combustível.

[0034] 0 motor 40 é acoplado ao disco de acionamento 42 por uma correia 44. O inventor avalia de modo similar, no entanto, que o motor 40 e a correia 44 pode ter outras configurações, uma vez que o disco de acionamento 42 pode ser ■controlávelmente rodado para acelerar ou desacelerar a carreta 14 com respeito a via 12. Um sistema de controle a bordo 45 (Figura 6} é incorporado para permitir que um usuário acelere e desacelere de modo controlado a rotação do disco de acionamento 42 para controlar a velocidade e aceleração da carreta 14, [0035] A Figura 4 ilustra a orientação relativa dos imãs permanentes 30 nos trilhos laterais 28 da carreta 14 quando engatada com a via 12. Como discutido acima, a polaridade dos imãs permanentes 30 é oposta à polaridade dos imãs permanentes 26. Em adição, nesta modalidade particular, a dimensão lateral dos imãs permanentes 30 é maior que a dimensão lateral dos imãs permanentes 26. 0 inventor avalia que estes imãs permanentes 26, 30 podem ter as mesmas dimensões, ou os imãs permanentes 26 poderiam ser maiores que os imãs permanentes 30 . Alguém verdadeiramente versado na técnica apreciará, no entanto, que quando os imãs são da mesma largura, como visto na técnica anterior, o suporte lateral e/ou controles adicionais são necessários para manter a estabilidade lateral ótima entre os imãs. Do contrário, na modalidade ilustrada, a pegada magnética do imã superior 30 é mais larga que aquela do imã inferior 26, fornecendo naturalmente estabilidade lateral adicional.

[0036] Um material de reforço ferroso 46 é posicionado sob os imãs permanentes 2 6 no trilho de suporte 16, Como com. os trilhos laterais 28, o material de reforço ferroso 46 pode ser aço ou um material equivalente, 0 material de reforço 46 se estende ao longo do comprimento do trilho lateral 16.

[0037] Como melhor ilustrado na Figura 5, uma polia de acionamento 48 no motor 40 opera a correia 44 para rodar uma podia acionada 50 fixada no disco de acionamento 42. O motor 40 é montado em um travessão 52, que por sua vez é montado na carreta 14. Similarmente, o disco de acionamento 42 é montado em um lado de baixo do travessão 52. 0 disco de acionamento 42 é montado de modo rotativo em um par de mancais 54 para rodar com respeito a carreta 14.

[0038] Como ilustrado na Figura 7, O terceiro trilho 18 possui um pescoço 56 e um flange 58, 0 flange 58 é montado na sapata 20 para reter o terceiro trilho 18 em um alinhamento fixo com respeito a via 12. O pescoço 56 está na forma de uma chapa plana se estendendo o comprimento da via 12. 0 disco de acionamento 42 na modalidade ilustrada possui um par de rotores de imâ 60, espaçados um em cada lado do pescoço 56 do terceiro· trilho 18. Cada um dos rotores de imã 60 possui um disco de montagem não ferroso 62 reforçado por um disco de reforço ferroso 64, de preferência de aço doce. Os discos de montagem 62 podem ser alumínio ou um composto não magnético adequado, e cada um é fabricado com um número de ímãs permanentes 66 espaçados um do outro e dispostos em um círculo em torno de uma haste 68 que suporta o disco de acionamento 42. Cada um dos imãs permanentes 66 se apoia no exterior do disco de acionamento 42 contra o disco de reforço respectivo 64, Os imãs permanentes adjacentes 66 podem ter suas polaridades invertidas. Os imãs permanentes 66 são espaçados por um espaço de ar 70 do pescoço 56.

[0039] Os discos de montagem 62 são montados na haste 68 para rodar em uníssono com a haste. A rotação do disco de acionamento 42 com respeito ao pescoço· 56 resulta em movimento relativo entre os imãs permanentes 66 e o pescoço em uma direção em geral tangencial ao disco de acionamento. Esta direção tangencial se alinha com o comprimento da via. Como é em geral conhecido na indústria, o movimento· relativo entre um ímã permanente e um material eletrocondutor resulta em uma corrente de Foucault impelindo o material eletrocondutor para seguir os imãs permanentes. No caso presente, no entanto, porque o material eletrocondutor no pescoço 56 é fixado na sapata 20, o material eletrocondutor não pode seguir os imãs permanentes. Em vez disto, uma força igual e oposta é exercida na carreta que suporta os imãs permanentes 66. Esta força oposta acelera a carreta em uma direção oposta ao movimento dos imãs permanentes 66. Consequentemente, a rotação controlada do disco de acionamento 42 com respeito ao pescoço 56 pode acelerar ou desacelerar a carreta 14 com respeito à via 12.

[0040] É também entendido na indústria que acoplamentos de espaço ajustáveis podem ser usados para aumentar e diminuir as forças resultantes entre os imãs permanentes 66 e o pescoço 56. 0 inventor incorpora aqui por referência a Patente U.S. N°. 6.005.317; Patente U.S. N°. 6.072.258; e Patente U.S. N°. 6.242.832 em suas totalidades para descrever várias estruturas que podem ser usadas para ajustar o espaçamento entre os imãs permanentes 66 e o pescoço 56. Adicionalmente, o inventor avalia que um rotor de imã único 62 pode ser usado em vez de um par de rotores de imã.

[0041] As modalidades da presente invenção possuem numerosas vantagens sobre os sistemas de condução da técnica anterior. Por exemplo, as polaridades alinhadas nas vias e o material de reforço ferroso combinam para criar uma força magnética potente e consistente que permite peso substancial seja suportado e permite movimento suave quando o peso é transportado ao longo da via. Similarmente, O material de reforço ferroso incorporado nos trilhos laterais da carreta fornece benefícios iguais.

[0042] Além disso, o disco de acionamento magnético contido na carreta permite a aceleração e desaceleração eficiente, estritamente controlada, Porque o disco de acionamento não contata o terceiro trilho, não existe desgaste entre as duas partes. AdicionaImente, porque o disco de acionamento está contido na carreta, cada carreta pode ser independentemente controlada para acelerar e desacelerar ao longo do trilho.

[0043] As Figuras 9 e 9A ilustram uma via 112 e uma carreta 114 de acordo com outra modalidade da presente invenção. Em geral, a carreta 114 e a via 112 ilustrada na Figura 9 operam similar àquelas descritas acima e ilustradas nas Figuras 1-8. Em particular, no entanto, o sistema de orientação e o sistema de acionamento são ambos diferentes daqueles descritos acima. Conseqüentemente, na medida em que os elementos, aspectos e vantagens não são discutidos abaixo, pode-se assumir que s&o similares a ou idênticos àqueles descritos acima.

[0044] Na modalidade ilustrada, o trilho de acionamento 118 incorpora um flange 58 e um pescoço 56, similar àqueles descritos acima. Além disso, uma chapa de cobertura 157 é posicionada sobre os lados opostos do pescoço 56 e se estende ao longo do comprimento do trilho de acionamento 118. Nesta modalidade particular, o pescoço 56 e o flange 58 sáo fabricados de aço, enquanto a chapa de cobertura 157 é fabricado de alumínio. Os inventores avaliam, no entanto, que a chapa de cobertura 157 pode ser feita de qualquer outro material condutor, o pescoço 56 pode ser feito de qualquer outro material, de preferência um material ferroso tal como aço, e o flange 58 pode ser feito de qualquer material adequado. Pa modalidade ilustrada, o alumínio na chapa de cobertura 157 serve como um condutor para um conjunto de rotores de imã inferiores 142, e o aço no pescoço 5 6 serve como uma chapa de reforço ferrosa para cada uma das chapas de cobertura opostas.

[0045] Como com a modalidade acima, os rotores de imã inferiores 142 são posicionados em lados opostos do trilho de acionamento 118, e são operáveis para acelerar e desacelerar a careta 114 com respeito ao trilho 112. Nesta modalidade particular, no entanto, dois pares de rotores de imã inferiores opostos 142 são posicionados um par em frente ao outro ao longo* do trilho de acionamento 118 [melhor ilustrado na Figura 10). Cada par de rotores de imã inferiores 142 roda em torno de uma haste inferior 168 para criar movimento relativo entre o* rotor de imã inferior 142 e o trilho de acionamento 118 e acelerar e desacelerar a carreta 114 com respeito à via 112.

[0046] Como visto na Figura 10, cada haste inferior 168 possui uma roldana 159 fixada na mesma para rodar o rotor de imã inferior 142 em resposta ao movimento de uma correia horizontal 161. As correias horizontais 161 são acionadas por uma polia central 163, que por sua vez é acionado por uma correia vertical 165. Diferente da modalidade anterior, onde a correia é acionada díretamente pelo motor 40, a correia vertical 165 na modalidade presente é acionada por um par de rotores de imã superiores 167. Estes rotores de imã superiores 167 compartilham uma haste superior 169 e uma polia superior 171, que aciona a correia vertical 165.

[0047] A rotação dos rotores de imã superiores 167 em torno da haste superior 169 resulta em rotação da polia superior 171, que por sua vez aciona a correia vertical 165, rodando a polia central 163. A rotação da polia central 163 aciona as correias horizontais opostas 161, cada uma das quais aciona uma roldana 159 em um dos pares de hastes inferiores 168. A rotação da haste inferior 168 resulta em rotação de ambos os pares de rotores de imã inferiores 142. Como· discutido acima, a rotação dos rotores de imã 142 com respeito ao trilho de acionamento 118 resulta em aceleração ou desaceleração da carreta 114 com respeito à via 112.

[0048] A velocidade e energia dos rotores de imã 167 é ajustada através de movimento axial de um par de rotores de condutor opostos 173 posicionados para se voltar para os rotores de imã superiores 167 a partir de lados opostos. Os rotores de condutor 173 e os rotores de imã superiores opostos funcionam similar a acoplamentos de espaço ajustáveis conhecidos na técnica. Como tal, o torque transferido dos rotores de condutor 173 para os rotores de imã superiores 167 é variado mudando a dimensão de um espaço 175 entre os mesmos. Na modalidade ilustrada na Figura 9, o espaço 175 no acoplamento na extremidade esquerda da haste superior 169 é maior que o espaço na extremidade direita da haste superior. Os inventores avaliam, que os acoplamentos cooperam para acionar a haste superior 169, e que os acoplamentos opostos podem ser ajustados de modo independente ou em combinação para aumentar ou diminuir o torque transferido dos rotores de condutor 173 para os rotores de imã superiores 167.

[0049] 0 espaço 175 é ajustado movendo um motor 140 na direção ou afastado do rotor de imã superior 167. o motor 140 possui um eixo de acionamento 177 se projetando do mesmo que é acoplado ao rotor de condutor 173. 0· motor 140 é montado na carreta 114 em um embuchamento deslizante 179, que se move lateralmente ao longo de uma vareta de ajuste 181. O embuchamento deslizante 179 pode ser movido para trás e para frente ao longo da vareta de ajuste 181 por um cilindro de ar de atuação dupla 183. O cilindro de ar 183 move o embuchamento deslizante 179 ao longo da vareta de ajuste 181 entre um par de batentes internos 185 e um par de batentes externos opostos 187. Porque os rotores de condutor 17 3 são montados nos motores 140, o movimento axial dos motores resulta em movimento axial dos rotores de condutor e, como um resultado, o ajuste do espaço 175.

[0050] Os motores 140 são operados com um atuador, tal como um comutador 186 ilustrado na Figura 9. O comutador ilustrado 186 é acoplado entre uma fonte de eletricidade, tal como uma bateria 188, e os motores 140, e pode ser atuado para rodar os motores em cada direção para acelerar ou desacelerar a carreta 114 com respeito à via 112.

[0051] As Figuras 1 IA e 11B ilustram os rotores de imã inferiores 142 desengatados do trilho de acionamento 118 e engatados com o trilho de acionamento, respectivamente. Cada rotor de imã inferior 142 está ligado à carreta 114 por um braço· oscilante 189 que é pivotantemente montado para oscilar o rotor de imã em torno de ura eixo substancialmente horizontal tal que o rotor de imã move verticalmente para engatar com e desengatar do trilho de acionamento 118. Um par de cabos 191 são dirigidos a partir de um guincho 193 sobre as polias 195, e são controlados por uma atuador 197 para ajustar a altura de cada um dos rotores de ima inferiores 142.

[0052] Os rotores de imã 142 podem ser levantados ou abaixados para compensar o peso da carga útil na carreta 114, Em particular, cora uma carga útil mais pesada, a carreta 114 pode se locomover mais baixo na via 112 e, para compensar, os rotores de imã 142 poderiam ser levantados, ou vice versa.

[0053] As Figuras 12 e 13 ilustram ura conjunto· de frenagem particular 202 de acordo· com uma modalidade da presente invenção. 0· conjunto de frenagem 202 é ilustrado na configuração desengatada na Figura 12 e na configuração engatada na Figura 13.

[0054] O conjunto de freio 202 incorpora um pistão pneumático 204, um atuador 206 e um par de alavancas de freio opostas 208. O pistão pneumático 204 é conectado por ura par de linhas pneumáticas 210 para uma unidade de controle 212. A unidade de controle 212 direciona ar pressurizado através das linhas pneumáticas 210 para ou do pistão pneumático 204 para pressurizar uma câmara interna no mesmo (nâo mostrada) e para mover um pistão na mesma (não mostrada) axialmente com respeito ao pistão pneumático, 0 atuador 206 é acoplado ao pistão interno para mover com o pistão interno quando é controlado pela unidade de controle 212.

[0055] As alavancas de freio 208 são acopladas ao atuador 206 em um par de fendas alongadas 214. Quando o atuador 206 se move para baixo, um pino 216 na alavanca de freio 208 desliza para dentro ao longo da fenda 214. Quando O pino 216 se move internamente ao longo da fenda 214, a alavanca de freio 208 pivota era torno de um ponto pivô 218 e as almofadas de freio 220 rodam para longe do trilho de acionamento 118. Igualmente, quando o atuador 206 se move para cima como visto na Figura 13, os pinos 216 se movem para fora ao longo das fendas 214 e as alavancas de freio 208 rodam em torno dos pontos pivô 218 para comprimir os freios contra o trilho· de acionamento 118. Porque o conjunto de freio 202 é rigidamente fixado na carreta 114, quando as almofadas de freio 220 comprimem contra o trilho de acionamento 118, a carreta pode ser colocada em apoio com respeito à via 112.

[0056]As Figuras 14 a 16 ilustram ura conjunto de imãs 300 para facilitar a manobra da carreta em torno de cantos justos. Como melhor ilustrado na Figura 15, o conjunto de imãs 330 incorpora um imã permanente 302 alojado dentro de um carrinho deslizante 304 para mover lateralmente dentro de uma cantoneira 306. O carrinho deslizante 304 incorpora um corpo 308 que recebe o imã 302 voltado para baixo e que possui uma chapa de reforço ferroso 310 posicionado acima do corpo 308. 0' imã permanente 302 contata a chapa de reforço ferroso 310 para aumentar o efeito das forças exercidas pelos ímãs permanentes no imã oposto na via (Não mostrado) . Um par de braços 312 conecta o carrinho deslizante 304 a uma haste transversa 314. Um embuchamento 316 é configurado para permitir que o carrinho deslizante 30 4 se mova ao longo do comprimento da haste transversa 314. Um par de cilindros 318 são acoplados ao· carrinho deslizante 304 por varetas de montagem respectivas 320. Os cilindros 318 sâo retidos por mancais de compressão 322 em suas varetas de montagem respectivas 320, que são por sua vez retidas no carrinho deslizante 304 por porcas respectivas 324. Os mancais de compressão 322 permitem que os cilindros 318 rodem livremente em torno das varetas de montagem 320. Uma luva 326 posicionada entre o corpo 308 e o cilindro 318 mantém um espaçamento desejado entre o corpo e o cilindro.

[0057] Como ilustrado na Figura 16, os conjuntos de imãs 300 são montados pelas cantoneiras 306 em elementos estruturais longitudinais 328 na carreta 313. As hastes transversas 314 são orientadas substancialmente perpendiculares aos elementos estruturais longitudinais 328, tal que os conjuntos de imãs 30 0 são livres para se mover lateralmente com respeito à carreta. A carreta 313 ilustrado na Figura 16 é configurada para mover em torno de um canto. Como tal, os conjuntos de imãs 300 se moveram lateralmente para conformar com o formato curvado da via 330. Porque cada conjunto de imãs 300 está livre para se mover independente dos outros conjuntos de imãs, os cilindros 318 movem cada conjunto de imã quando necessário para conformar ao formato particular da via. Os conjuntos de imas 300 podem ser orientados, tal como por molas ou outros meios, para mover em uma configuração para acionar ao longo de um comprimento reto da via. Igualmente, os conjuntos de imã 300 podem ser configurados para mover sem. qualquer restrição.

[0058] A Figura 17 ilustra esquematicamente o carrinho 313 desta modalidade alternativa configurada para movimento ao longo de um comprimento reto do trilho. Os imas 302 são todos alinhados com os elementos estruturais longitudinais 328 para permitir que a carreta 313 se mova ao longo da via em um alinhamento desejado.

[0059] O requerente avalia que muitas modificações e variações podem ser feitas nas modalidades discutidas acima sem divergir do espírito da invenção, por exemplo, as carretas podem ser fabricadas com um, dois ou mais discos de acionamento para acelerar e desacelerar a carreta independente ou coletivamente nas direções para frente e reversa. Igualmente, mais ou menos trilhos de suporte podem ser incorporados para modificar as características de distribuição de peso e forças de levltaçao de um sistema particular. Como discutido acima, o disco de acionamento e o terceiro trilho podem ser posicionados em outras localizações, tal como acima da carreta por configurações "suspensas". Outras modificações e variações seriam evidentes àqueles versados na técnica. Conseqüentemente, o escopo da invenção deve ser interpretado somente baseado nas reivindicações abaixo.

[0060] Todas as patentes U.S., publicações de pedido de patente U. 5., pedidos de patente U . 5 ., patentes estrangeiras, pedidos de patente estrangeira e publicações de não patente acima referidas neste relatório e/ou listados na Application Data Sheet, são incorporados aqui por referência, em sua totalidade.

REIVINDICAÇÕES

Claims (31)

1. Sistema para levitar e mover magneticamente um objeto, o sistema compreende: uma via (12) tendo uma pluralidade de primeiros trilhos (16) espaçados lateralmente um do outro ao longo de um comprimento da via, cada primeiro trilho suportando uma pluralidade de imãs permanentes (26) tendo seus pólos alinhados um com o outro tal gue uma superfície superior de cada um dos primeiros trilhos possui uma polaridade uniforme ao longo de uma parte operável do comprimento; um objeto (14) tendo uma pluralidade de segundos trilhos (28) configurados para alinhar com os primeiros trilhos (16), cada segundo trilho suportando uma pluralidade de imãs permanentes (30) orientados para se opor à polaridade dos imãs permanentes (26) no primeiro trilho correspondente (16) tal gue o objeto (14) levita acima da via (12); em gue o sistema é CARACTERIZADO pelo fato de que um terceiro trilho (18) feito de um material ele-trocondutor, o terceiro trilho estendendo o comprimento da via (12); e pelo menos um disco (42) acoplado ao objeto (14) para rodar em torno de um eixo rotativo com respeito ao objeto, o disco tendo uma pluralidade de imãs permanentes (66) espaçados em torno do eixo rotativo, o disco (42) sendo posicionado com uma parte do mesmo em proximidade com o terceiro trilho (18) e sendo controlavelmente rotativo na presença do terceiro trilho para criar uma corrente de Foucault entre os imãs permanentes (66) no disco (42) e o material eletrocondutor do terceiro trilho (18) para acelerar e desacelerar o objeto (14) com respeito à via (12) .

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de primeiros trilhos (16) compreende dois primeiros trilhos.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada um da pluralidade de imãs permanentes (26) no primeiro trilho (16) está em contato com os imãs permanentes adjacentes (26) no primeiro trilho respectivo (16) .

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma dimensão lateral dos imãs permanentes (26) nos primeiros trilhos (16) é maior que uma dimensão lateral correspondente dos imãs permanentes (30) nos segundos trilhos (28).

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma dimensão lateral dos imãs permanentes (26) nos primeiros trilhos (16) é menor que uma dimensão lateral correspondente dos imãs permanentes (30) nos segundos trilhos (28).

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento retentor ferroso (46) em contato com a pluralidade de imãs permanentes (26) em pelo menos um dos primeiros trilhos (16) .

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo elemento retentor ferroso (28) em contato com a pluralidade de imãs permanentes (30) em pelo menos um dos segundos trilhos.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento retentor ferroso (46) em contato com a pluralidade de imãs permanentes (26) em cada um dos primeiros trilhos (16), o elemento retentor (46) sendo posicionado em uma superfície dos imãs permanentes mais afastada da superfície superior do trilho (16) .

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um retentor ferroso (46) e uma cobertura eletrocondutora em cada um dos primeiros trilhos (16), o retentor (46) estando em contato com a pluralidade de imãs permanentes (26) no primeiro trilho (16) e sendo posicionado de uma superfície dos imãs permanentes (26) mais afastados da superfície superior do trilho, a cobertura sendo posicionada sobre a superfície superior do primeiro trilho (16).

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente elementos guia (36) acoplados à via (12) e o objeto (14) para manter o objeto (14) alinhado com a via (12).

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente elementos guia acoplados à via (12) e cilindros complementares (36) acoplados ao objeto para manter o objeto alinhado com a via.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente cilindros (36) acoplados ao objeto (14), os cilindros sendo espaçados por um espaço dos trilhos (12) mantêm o objeto alinhado com a via.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro trilho (18) está na forma de uma placa alongada (56) e o eixo rotativo é pelo menos substancialmente perpendicular à placa.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro elemento retentor (46) é posicionado em uma superfície da primeira pluralidade de imãs permanentes (26) mais afastada da superfície superior do trilho (16) .

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma cobertura eletrocondutora e em que o primeiro retentor (46) é posicionado em uma superfície na primeira pluralidade de imãs permanentes (26) mais afastada da superfície superior do trilho (16), e em que a cobertura é posicionada sobre a superfície superior do primeiro trilho (16).

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma cobertura eletrocondutora posicionada sobre as superfícies superiores dos segundos trilhos (28).

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma dimensão longitudinal da segunda pluralidade de imãs permanentes (30) é mais longa que uma dimensão longitudinal correspondente da primeira pluralidade de imãs permanentes (26) .

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma dimensão longitudinal da segunda pluralidade de imãs permanentes (30) é mais curta do que uma dimensão longitudinal correspondente da primeira pluralidade de imãs permanentes (26).

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um disco (42) compreende um par de discos posicionados para rodar na proximidade com o terceiro trilho (18).

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um disco (42) é acoplado de modo móvel ao objeto (14) para mover controla-velmente entre uma posição engatada, na qual os imãs permanentes (66) no disco (42) estão próximos ao terceiro trilho (18), e uma posição desengatada, na qual os imãs permanentes (66) no disco (42) são espaçados do terceiro trilho (18) por uma distância suficiente para pelo menos eliminar substancialmente a corrente de Foucault entre os mesmos.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um disco (42) compreende um par de discos posicionados para rodar na proximidade do terceiro trilho (18), o par de discos (42) sendo acoplados de modo móvel no objeto (14) para mover de modo controlado entre uma posição engatada, na qual os imãs permanentes (66) no disco (42) estão próximos ao terceiro trilho (18), e uma posição desengatada na qual os imãs permanentes (66) no disco (42) são espaçados do terceiro trilho (18) por uma distância que permite ao menos eliminar a corrente de Foucault entre os mesmos.

22. Carreta (14) para levitar acima e mover ao longo de um comprimento de uma via (12), a via (12) tendo um par de primeiros trilhos (16) cada um tendo uma primeira pluralidade de imãs permanentes (26) de polaridade alinhada nos mesmos, e uma segunda pluralidade de imãs permanentes (30) acoplados a um par de terceiros trilhos (28) e alinhados para opor à polaridade dos imãs permanentes (26) nos primeiros trilhos (16) tal que a carreta (14) levite acima da via (12); um retentor ferroso (28) contatando a segunda pluralidade de imãs permanentes (30); CARACTERIZADA por compreender: um segundo trilho (18) feito de material eletro-condutor se estendendo ao longo do comprimento da via (12), a carreta (14); um disco (42) acoplado à carreta (14) para rodar em torno de um eixo rotativo com respeito à carreta, o disco (42) tendo uma pluralidade de imãs permanentes (66) espaçados em torno do eixo rotativo, o disco (42) sendo posicionado com uma parte do mesmo em proximidade ao segundo trilho (18) e sendo controlavelmente rotativo na presença do segundo trilho (18) para criar uma corrente de Foucault entre os imãs permanentes (66) no disco (42) e o material eletrocondutor do segundo trilho (18) para acelerar e desacelerar a carreta (14) com respeito à via (12).

23. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente elementos guia (36) acoplados à carreta (14) para manter a carreta (14) alinhada com a via (12).

24. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente cilindros (36) acoplados à carreta (14), os cilindros (36) estando posicionados para ser espaçados por um espaço a partir dos primeiros trilhos (16) para manter a carreta (14) alinhada com a via (12).

25. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo trilho (18) está na forma de uma placa alongada (56) e o eixo rotativo é alinhado para ser pelo menos substancialmente perpendicular à placa.

26. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda pluralidade de imãs permanentes (302) é acoplada de modo móvel ao par de terceiros trilhos (28).

27. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda pluralidade de imãs permanentes (302) é acoplada ao par de terceiros trilhos (28) em uma maneira que permite cada um da segunda pluralidade de imãs permanentes (302) se mover lateralmente com respeito ao terceiro trilho respectivo (28).

28. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda pluralidade de imãs permanentes (302) é deslizantemente acoplada ao par de terceiros trilhos (28) para mover lateralmente com respeito ao terceiro trilho respectivo (28).

29. Carreta, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda pluralidade de imãs permanentes (302) é deslizantemente acoplada ao par de terceiros trilhos (28) para mover lateralmente com respeito ao terceiro trilho respectivo (28), e ainda compreendendo pelo menos um elemento guia (318) acoplado a cada um da segunda pluralidade de imãs permanentes (302), o pelo menos um elemento guia (318) sendo posicionado para contatar um dos primeiros trilhos (16) durante a operação tal que o movimento lateral da carreta (14) com respeito à via (12) resulta em movimento lateral de pelo menos um da segunda pluralidade de imãs (302) .

30. Método para levitar um objeto (14) acima de uma via (12), o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fixar à via (12) uma primeira pluralidade de imãs permanentes (26) com suas polaridades alinhadas ascendentemente ; contatar cada um da primeira pluralidade de imãs permanentes (26) com um material ferroso (46); fornecer um objeto (14) tendo uma segunda pluralidade de imãs permanentes (30) posicionados para alinhar com a via (12), a segunda pluralidade de imãs permanentes (30) tendo suas polaridades alinhadas para se opor à primeira pluralidade de imãs permanentes (26); e contatar cada um da segunda pluralidade de imãs permanentes com um material ferroso.

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente: posicionar um trilho de material eletrocondutor (18) ao longo do comprimento da via (12); e rodar um disco (42) suportando imãs permanentes (66) na proximidade do trilho de material eletrocondutor (18) tal que uma força de Foucault entre o trilho e os imãs permanentes (66) no disco (42) façam o objeto (14) se mover com respeito à via (12) .