CN105422619A - 一种铅垂轴向悬浮支承结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铅垂轴向悬浮支承结构，包括铅垂设置的立柱，在立柱上装有能水平旋转的转盘，在所述立柱外壁上设有安装座，在所述安装座与转盘之间设有水平设置的磁悬浮回转支承装置，该装置包括与所述安装座固定连接的横向环形下圈和与转盘固定连接的横向环形上圈，在所述横向环形下圈和与横向环形上圈之间设置有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置，在所述横向环形下圈和与横向环形上圈之间还设有防止横向环形上圈径向偏移的径向定位装置，所述径向定位装置包括设置在横向环形下圈和/或横向环形上圈上的横向环形导向轨道，在横向环形导向轨道内设置有若干限位滚珠，本发明结构简单、维护方便、永磁悬浮、功耗小。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种游乐设备，尤其涉及一种铅垂轴向悬浮支承结构。
[背景技术]
目前回转机构中广泛使用的是普通的回转支承或轴承。普通的回转支承或轴承普遍存在：户外使用，雨淋日晒，粉尘多，自然环境比较恶劣、刚性连接冲击大，保养困难(高空作业)等问题，而且摩擦阻力比较大。无机械接触的磁力轴承具有非接触、无须润滑剂、功耗小、轴承阻尼和刚性可调等优点，可以满足游艺设备的特殊使用场合。但是磁力轴承技术复杂，有源型磁力轴承还涉及到反馈控制系统，成本高昂，目前在游艺机设备并无应用。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种结构简单、维护方便、永磁悬浮、功耗小的铅垂轴向悬浮支承结构。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种铅垂轴向悬浮支承结构，包括铅垂设置的立柱1，在立柱1上装有能相对立柱1水平旋转的转盘2，其特征在于在所述立柱1外壁上设有安装座5，在所述安装座5与转盘2之间设有水平设置的磁悬浮回转支承装置6，所述磁悬浮回转支承装置6包括与所述安装座5固定连接的横向环形下圈61和与转盘2固定连接的横向环形上圈62，所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62分离设置，所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62均套在立柱1外，在所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62之间设置有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置7，在所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62之间还设有防止横向环形上圈62径向偏移的径向定位装置8，所述径向定位装置8包括设置在横向环形下圈61和/或横向环形上圈62上的横向环形导向轨道9，在横向环形导向轨道9内设置有若干限位滚珠10，所述横向环形导向轨道9的径向宽度与限位滚珠10的截面宽度相同。
所述磁悬浮装置7包括安装在所述横向环形上圈62底部的横向设置的上圈环形磁体71和安装在横向环形下圈61上的横向设置的下圈环形磁体72，所述上圈环形磁体71的底部和下圈环形磁体72的顶部之间分离且形成磁悬浮作用力。
所述上圈环形磁体71的截面为凹型，所述下圈环形磁体72的截面为T型，所述上圈环形磁体71底部设有供T型下圈环形磁体72的顶部无接触插入的环形凹槽。
所述横向环形导向轨道9包括设置在横向环形下圈61顶面上的横向设置的下环形导向轨道槽91和设置在横向环形上圈62上的横向设置的上环形导向轨道槽92，所述下环形导向轨道槽91与上环形导向轨道槽92分离且相对设置，所述限位滚珠10一端被下环形导向轨道槽91支撑，所述限位滚珠10另一端伸入到上环形导向轨道槽92内，所述上环形导向轨道槽92的槽宽与限位滚珠10的截面宽度相同，所述横向环形导向轨道9的轴向方向设有允许限位滚珠10轴向滑动的悬浮间隙。
所述滚珠10为圆球体，所述下环形导向轨道槽91的截面为与圆球体紧密配合的半圆形，所述上环形导向轨道槽92槽底设有所述悬浮间隙。
所述滚珠10为截面是跑道形状的柱状体，所述下环形导向轨道槽91的截面为与滚珠10下端紧密配合的半跑道形状，所述上环形导向轨道槽92也为半跑道形状，所述上环形导向轨道槽92槽底设有所述悬浮间隙。
所述径向定位装置8包括设置在所述横向环形上圈62上的环形定位筒81，所述环形定位筒81套在横向环形下圈61外部，所述环形定位筒81内壁与横向环形下圈61的外壁之间形成环形间隙100，所述横向环形导向轨道9包括设置在所述环形定位筒81内壁上的横向设置的外环形导向轨道槽93，所述外环形导向轨道槽93内装有所述限位滚珠10，所述外环形导向轨道槽93与限位滚珠10的外端紧密配合，所述限位滚珠10与横向环形下圈61的外壁紧密配合。
所述上圈环形磁体71包括有固定在横向环形上圈62上的上圈磁体安装环711，所述上圈磁体安装环711上设有横向设置的环形安装槽，环形安装槽内固定有隔开设置的内、外磁体组712、713，所述内磁体组712的半径小于外磁体组713的半径，所述内、外磁体组712、713之间形成供所述T型的下圈环形磁体72插入的第一环形槽200；所述磁体组包括有从上到下固定连接在一起的上圈内磁环7121、上圈隔磁环7122和上圈外磁环7123，所述上圈内磁环7121固定安装到磁体安装环711上；所述上圈内磁环7121、上圈外磁环7123都是永磁体，它们的磁性在径向上相反；两个上圈外磁环7123的磁性在径向上相同，两个上圈内磁环7121的磁性在径向上也相同。
所述下圈环形磁体72包括有从下到上依次固定连接在一起的下圈磁体安装环721、下圈内磁环722、下圈隔磁环723和下圈外磁环724；所述下圈磁体安装环721固定在所述横向环形下圈61上，下圈磁体安装环721作为下圈环形磁体72的横边，所述下圈磁体安装环721和下圈隔磁环723是非导磁体；所述下圈内磁环722、下圈隔磁环723是永磁体，它们的磁性在径向上相反；所述下圈内磁环722、下圈隔磁环723和下圈外磁环724构成了下圈环形磁体72的竖边，所述下圈环形磁体72的下圈内磁环722与所述上圈环形磁体71的上圈外磁环7123的磁性在径向上相反；所述下圈环形磁体72的下圈外磁环724与所述上圈环形磁体71的下圈外磁环7123的磁性在径向上相同。
所述磁悬浮装置7为多个，多个磁悬浮装置7的半径不同，它们同圆心设置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、由于在转盘的主轴与立柱之间的回转支撑上设有磁悬浮装置，所述磁悬浮装置包括固定在横向环形上圈上的上圈环形磁体和固定在横向环形下圈上的下圈环形磁体，上下两磁体分离且形成磁悬浮作用力，从而使到在转盘在360度的水平旋转过程中，上圈环形磁体和下圈环形磁体不会产生摩擦力，这样就减少了阻力和功耗，并降低了噪音。
2、相比有源型的悬浮装置，本发明减少了反馈控制系统，减少了整体安装和维护环节，因此本发明的结构更简单和合理、生产和使用成本更低、维护方便。
3、在横向环形上圈和横向环形下圈之间还设有防止横向环形上圈径向偏移的横向环形导向轨道和限位滚珠，限制了横向环形上圈相对横向环形下圈的径向相对窜动，保证其旋转顺畅。
[附图说明]
图1是本发明应用在水平旋转游艺机上的正视图；
图2是图1的局部J的放大图；
图3是本发明实施例一的结构示意图；
图4是图3的局部H的放大图；
图5是图3的横向环形导向轨道及滚珠的局部放大图之一；
图6是图3的横向环形导向轨道及滚珠的局部放大图之二；
图7是本发明实施例二的结构示意图；
图8是图7的局部I的放大图；
图9是图8中的径向定位装置的结构示意图；
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图1-9，本发明公开一种铅垂轴向悬浮支承结构，包括铅垂设置的立柱1，在立柱1上装有能相对立柱1水平旋转的转盘2，在所述立柱1外壁上设有安装座5，在所述安装座5与转盘2之间设有水平设置的磁悬浮回转支撑装置6，所述磁悬浮回转支撑装置6包括与所述安装5固定连接的横向环形下圈61和与转盘2固定连接的横向环形上圈62，所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62分离设置,所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62均套在立柱1外，工作时，设置在立柱上的电机通过驱动齿轮驱动横向环形上圈62进行旋转，横向环形上圈62相对横向环形下圈61进行旋转。在所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62之间设置使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置7，在所述横向环形下圈61和与横向环形上圈62之间还设有防止横向环形上圈62径向偏移的径向定位装置8，所述径向定位装置8包括设置在横向环形下圈61和/或横向环形上圈62上的横向环形导向轨道9，在横向环形导向轨道9内设置有若干限位滚珠10，所述横向环形导向轨道9的径向宽度与限位滚珠10的截面宽度相同，通过竖向环形导向轨道9和限位滚珠10的设置，限制了横向环形上圈相对横向环形下圈的径向相对窜动，保证其旋转顺畅。
所述磁悬浮装置7包括安装在所述横向环形上圈62底部的横向设置的上圈环形磁体71和安装在横向环形下圈61上的横向设置的下圈环形磁体72，所述上圈环形磁体71的底部和下圈环形磁体72的顶部之间分离且形成磁悬浮作用力，此作用力使得上圈环形磁体71相对下圈环形磁体72无摩擦旋转。
所述上圈环形磁体71的截面为凹型，所述下圈环形磁体72的截面为T型，所述上圈环形磁体71底部设有供T型下圈环形磁体72的顶部无接触插入的环形凹槽。
所述径向定位装置8可以采用多种实施方式，本发明为了说明仅仅列举两种实施例，在此不进行穷举。
如图3-6，实施例一：
所述横向环形导向轨道9包括设置在横向环形下圈61顶面上的横向设置的下环形导向轨道槽91和设置在横向环形上圈62上的横向设置的上环形导向轨道槽92，所述下环形导向轨道槽91与上环形导向轨道槽92分离且相对设置，所述限位滚珠10一端被下环形导向轨道槽91支撑，所述限位滚珠10另一端伸入到上环形导向轨道槽92内，所述上环形导向轨道槽92的槽宽与限位滚珠10的截面宽度相同，所述横向环形导向轨道9的轴向方向设有允许限位滚珠10轴向滑动的悬浮间隙。
为了使得限位滚珠工作时更加稳定，如图5，所述滚珠10为圆球体，所述下环形导向轨道槽91的截面为与圆球体紧密配合的半圆形，所述上环形导向轨道槽92槽底设有所述悬浮间隙，所述上环形导向轨道槽92的槽宽与限位滚珠10的截面宽度相同。
如图6，所述滚珠10为截面是跑道形状的柱状体，所述下环形导向轨道槽91的截面为与滚珠10下端紧密配合的半跑道形状，所述上环形导向轨道槽92也为半跑道形状，所述上环形导向轨道槽92槽底设有所述悬浮间隙，所述上环形导向轨道槽92的槽宽与限位滚珠10的截面宽度相同。
如图7-9，实施例二：
所述径向定位装置8包括设置在所述横向环形上圈62上的环形定位筒81，所述环形定位筒81套在横向环形下圈61外部，所述环形定位筒81内壁与横向环形下圈61的外壁之间形成环形间隙100，所述横向环形导向轨道9包括设置在所述环形定位筒81内壁上的横向设置的外环形导向轨道槽93，所述外环形导向轨道槽93内装有所述限位滚珠10，所述外环形导向轨道槽93与限位滚珠10的外端紧密配合，所述限位滚珠10与横向环形下圈61的外壁紧密配合。
如图3-9，所述上圈环形磁体71包括有固定在横向环形下圈61底部的上圈磁体安装环711，所述上圈磁体安装环711上设有横向设置的环形安装槽，环形安装槽内固定有隔开设置的内、外磁体组712、713，所述内磁体组712的半径小于外磁体组713的半径，所述内、外磁体组712、713之间形成供所述T型的下圈环形磁体72插入的第一环形槽200；所述磁体组包括有从上到下固定连接在一起的上圈内磁环7121、上圈隔磁环7122和上圈外磁环7123，所述上圈内磁环7121固定安装到磁体安装环711上；所述上圈内磁环7121、上圈外磁环7123都是永磁体，它们的磁性在径向上相反；两个上圈外磁环7123的磁性在径向上相同，两个上圈内磁环7121的磁性在径向上也相同。
所述下圈环形磁体72包括有从下到上依次固定连接在一起的下圈磁体安装环721、下圈内磁环722、下圈隔磁环723和下圈外磁环724；所述下圈磁体安装环721固定在所述横向环形下圈61上，下圈磁体安装环721作为下圈环形磁体72的横边，所述下圈磁体安装环721和下圈隔磁环723是非导磁体；所述下圈内磁环722、下圈隔磁环723是永磁体，它们的磁性在径向上相反；所述下圈内磁环722、下圈隔磁环723和下圈外磁环724构成了下圈环形磁体72的竖边，所述下圈环形磁体72的下圈内磁环722与所述上圈环形磁体71的上圈外磁环7123的磁性在径向上相反；所述下圈环形磁体72的下圈外磁环724与所述上圈环形磁体71的下圈外磁环7123的磁性在径向上相同。
所述磁悬浮装置7为多个，多个磁悬浮装置7的半径不同，它们同圆心设置。
如图1，是本发明应用在水平旋转的游艺机上，在转盘2底部通过吊杆3安装有多个座位4。
尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明。
Claims (10)
1.一种铅垂轴向悬浮支承结构，包括铅垂设置的立柱(1)，在立柱(1)上装有能相对立柱(1)水平旋转的转盘(2)，其特征在于在所述立柱(1)外壁上设有安装座(5)，在所述安装座(5)与转盘(2)之间设有水平设置的磁悬浮回转支承装置(6)，所述磁悬浮回转支承装置(6)包括与所述安装座(5)固定连接的横向环形下圈(61)和与转盘(2)固定连接的横向环形上圈(62)，所述横向环形下圈(61)和与横向环形上圈(62)分离设置，所述横向环形下圈(61)和与横向环形上圈(62)均套在立柱(1)外，在所述横向环形下圈(61)和与横向环形上圈(62)之间设置有使它们之间形成磁悬浮作用力的磁悬浮装置(7)，在所述横向环形下圈(61)和与横向环形上圈(62)之间还设有防止横向环形上圈(62)径向偏移的径向定位装置(8)，所述径向定位装置(8)包括设置在横向环形下圈(61)和/或横向环形上圈(62)上的横向环形导向轨道(9)，在横向环形导向轨道(9)内设置有若干限位滚珠(10)，所述横向环形导向轨道(9)的径向宽度与限位滚珠(10)的截面宽度相同。
2.根据权利要求1所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述磁悬浮装置(7)包括安装在所述横向环形上圈(62)底部的横向设置的上圈环形磁体(71)和安装在横向环形下圈(61)上的横向设置的下圈环形磁体(72)，所述上圈环形磁体(71)的底部和下圈环形磁体(72)的顶部之间分离且形成磁悬浮作用力。
3.根据权利要求2所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述上圈环形磁体(71)的截面为凹型，所述下圈环形磁体(72)的截面为T型，所述上圈环形磁体(71)底部设有供T型下圈环形磁体(72)的顶部无接触插入的环形凹槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述横向环形导向轨道(9)包括设置在横向环形下圈(61)顶面上的横向设置的下环形导向轨道槽(91)和设置在横向环形上圈(62)上的横向设置的上环形导向轨道槽(92)，所述下环形导向轨道槽(91)与上环形导向轨道槽(92)分离且相对设置，所述限位滚珠(10)一端被下环形导向轨道槽(91)支撑，所述限位滚珠(10)另一端伸入到上环形导向轨道槽(92)内，所述上环形导向轨道槽(92)的槽宽与限位滚珠(10)的截面宽度相同，所述横向环形导向轨道(9)的轴向方向设有允许限位滚珠(10)轴向滑动的悬浮间隙。
5.根据权利要求4所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述滚珠(10)为圆球体，所述下环形导向轨道槽(91)的截面为与圆球体紧密配合的半圆形，所述上环形导向轨道槽(92)槽底设有所述悬浮间隙。
6.根据权利要求4所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述滚珠(10)为截面是跑道形状的柱状体，所述下环形导向轨道槽(91)的截面为与滚珠(10)下端紧密配合的半跑道形状，所述上环形导向轨道槽(92)也为半跑道形状，所述上环形导向轨道槽(92)槽底设有所述悬浮间隙。
7.根据权利要求1或2所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述径向定位装置(8)包括设置在所述横向环形上圈(62)上的环形定位筒(81)，所述环形定位筒(81)套在横向环形下圈(61)外部，所述环形定位筒(81)内壁与横向环形下圈(61)的外壁之间形成环形间隙(100)，所述横向环形导向轨道(9)包括设置在所述环形定位筒(81)内壁上的横向设置的外环形导向轨道槽(93)，所述外环形导向轨道槽(93)内装有所述限位滚珠(10)，所述外环形导向轨道槽(93)与限位滚珠(10)的外端紧密配合，所述限位滚珠(10)与横向环形下圈(61)的外壁紧密配合。
8.根据权利要求2所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述上圈环形磁体(71)包括有固定在横向环形上圈(62)上的上圈磁体安装环(711)，所述上圈磁体安装环(711)上设有横向设置的环形安装槽，环形安装槽内固定有隔开设置的内、外磁体组(712、713)，所述内磁体组(712)的半径小于外磁体组(713)的半径，所述内、外磁体组(712、713)之间形成供所述T型的下圈环形磁体(72)插入的第一环形槽(200)；所述磁体组包括有从上到下固定连接在一起的上圈内磁环(7121)、上圈隔磁环(7122)和上圈外磁环(7123)，所述上圈内磁环(7121)固定安装到磁体安装环(711)上；所述上圈内磁环(7121)、上圈外磁环(7123)都是永磁体，它们的磁性在径向上相反；两个上圈外磁环(7123)的磁性在径向上相同，两个上圈内磁环(7121)的磁性在径向上也相同。
9.根据权利要求2所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述下圈环形磁体(72)包括有从下到上依次固定连接在一起的下圈磁体安装环(721)、下圈内磁环(722)、下圈隔磁环(723)和下圈外磁环(724)；所述下圈磁体安装环(721)固定在所述横向环形下圈(61)上，下圈磁体安装环(721)作为下圈环形磁体(72)的横边，所述下圈磁体安装环(721)和下圈隔磁环(723)是非导磁体；所述下圈内磁环(722)、下圈隔磁环(723)是永磁体，它们的磁性在径向上相反；所述下圈内磁环(722)、下圈隔磁环(723)和下圈外磁环(724)构成了下圈环形磁体(72)的竖边，所述下圈环形磁体(72)的下圈内磁环(722)与所述上圈环形磁体(71)的上圈外磁环(7123)的磁性在径向上相反；所述下圈环形磁体(72)的下圈外磁环(724)与所述上圈环形磁体(71)的下圈外磁环(7123)的磁性在径向上相同。
10.根据权利要求3所述的一种铅垂轴向悬浮支承结构，其特征在于所述磁悬浮装置(7)为多个，多个磁悬浮装置(7)的半径不同，它们同圆心设置。
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