CN109632351B - 一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，包括悬浮托盘、永磁体壳、环状永磁体、配重柱、配重块、直线轴承和导杆，永磁体壳将环状永磁体封装在悬浮托盘，配重柱连接至悬浮托盘，配重块安装至配重柱，直线轴承安装于悬浮托盘，直线轴承的轴承孔内插入导杆且相对于导杆可滑动；导杆通过其底部的安装块固定于试验台上，导杆通过直线轴承的轴承孔插入，直线轴承相对于导杆可滑动，悬浮架通过直线轴承和导杆进行沿直线方向运动的悬浮实验，装置安装于水平的试验台时，悬浮托盘沿竖直方向运动并悬浮；本装置能够解决针对永磁电动悬浮技术试验方面的发明仍然比较缺失，无法验证该项技术的理论研究成果的问题，有利于此技术的推广的问题。

Description

一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置

技术领域

本发明涉及永磁电动悬浮列车技术领域，具体而言，涉及一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置。

背景技术

磁浮列车通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮与导向，同时利用列车上的牵引电机产生的牵引力向前行驶。磁浮列车的悬浮系统是磁浮列车技术至关重要的核心，分为电磁悬浮、永磁悬浮以及电动悬浮三种。

永磁电动悬浮技术是永磁悬浮以及电动悬浮两种技术结合的产物。当永磁体在感应板上保持一定距离，以一定相对速度运动时，会在感应板中产生感应涡流，并形成与源磁场磁极方向相反的感应磁场，两磁场相互排斥从而产成悬浮力。由于永磁电动悬浮能够悬浮自稳，并且系统简单可靠，因此在高速磁浮列车领域，永磁电动悬浮有着巨大的优势和广阔的应用前景。

现有技术(申请号：CN205800824U)公开了一种用于磁浮列车的线圈式永磁电动悬浮装置，现有技术(申请号：CN105109360B)公开了一种用于永磁电动式磁悬浮列车的静态悬浮装置，然而目前国内外对于永磁电动悬浮技术的研究较少，针对永磁电动悬浮技术试验方面的发明仍然比较缺失，没有相对容易实施的装置以验证该项技术的理论研究成果，这不利于此技术的推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其能够通过装置的精简结构进行快速装配，消除磁阻力对装置影响进行悬浮实验，实验数据精确度高，能够适用各种工况范围，利于该技术的推广应用。

本发明的实施例是这样实现的：

一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其包括：悬浮架和固定于悬浮试验台的导杆，悬浮架包括悬浮托盘、永磁体壳、环状永磁体、配重柱、配重块和直线轴承，环状永磁体由多段永磁体组成且为一组，多组环状永磁体呈环形列阵排列且使充磁方向符合Halbach阵列的规律，永磁体壳将环状永磁体封装在悬浮托盘，配重柱连接至悬浮托盘，配重块安装至配重柱，直线轴承安装于悬浮托盘，直线轴承的轴承孔内插入导杆且相对于导杆可滑动；导杆通过其底部的安装块固定于试验台上，导杆通过直线轴承的轴承孔插入，直线轴承相对于导杆可滑动，悬浮架通过直线轴承和导杆进行沿直线方向运动的悬浮实验，装置安装于水平的试验台时，悬浮托盘沿竖直方向运动并悬浮。

在本发明较佳的实施例中，上述永磁体壳、配重柱、直线轴承分别与悬浮托盘之间为拆卸式连接，配重块和配重柱之间为拆卸式连接。

在本发明较佳的实施例中，上述拆卸式连接包括螺纹连接、螺栓连接、卡扣连接、法兰连接或插销连接；进一步地，悬浮托盘与直线轴承之间采用法兰连接；悬浮托盘与永磁体壳之间采用螺栓连接；悬浮托盘与配重柱之间采用螺纹连接；进一步地，悬浮托盘的底面设有凹槽，用于安放环状永磁体；进一步地，悬浮托盘设有安装直线轴承的法兰孔、设有固定永磁体壳的固定孔、设有连接配重柱的螺纹孔。

在本发明较佳的实施例中，上述配重块设置有多个，配重柱通过安装不同重量或不同数量的配重块而调节悬浮架的重量。

在本发明较佳的实施例中，上述电动悬浮试验台的悬浮托架装置还包括垫圈，垫圈设置于导杆且位于直线轴承下方，导杆通过设置不同厚度或不同数量的垫圈而调节悬浮架的起浮高度。

在本发明较佳的实施例中，上述永磁体壳连接至悬浮托盘的顶面或底面，悬浮托盘或永磁体壳向内凹设有放置环状永磁体的凹槽；进一步地，悬浮托盘的底面向内凹设有放置环状永磁体的凹槽。

在本发明较佳的实施例中，上述悬浮托盘、永磁体壳和配重柱采用轻质材料，轻质材料包括铝合金、钛合金或镁合金；进一步地，悬浮托盘、配重柱与永磁体壳材料为铝合金；导杆材料为不锈钢。

在本发明较佳的实施例中，上述导杆的顶端还设置有用于卡位的止挡盘，止挡盘的直径大于导杆，止挡盘通过插销连接至导杆。

在本发明较佳的实施例中，上述悬浮托盘连接有至少2个配重柱和至少2个永磁体壳，悬浮托盘安装有至少2个直线轴承，配重柱、永磁体壳和直线轴承呈中心对称分布。

在本发明较佳的实施例中，上述3个配重柱间隔连接至悬浮托盘，配重柱设置有插销孔，配重块通过中部设置的通孔卡入配重柱，插销通过插销孔将配重块卡住；3个直线轴承间隔安装于悬浮托盘的边缘；3个永磁体壳分别将3组环状永磁体封装于悬浮托盘底部。

本发明的有益效果是：

本发明通过装置整体的中心对称布置，其重量的分布比较均匀，有效地避免了起浮时发生侧倾的情况，将永磁体封装在环形悬浮托盘形成结构精简巧和占用空间小的装置，通过配重柱和配重块调节装置的重量，以完成不同重量的悬浮试验，通过各部件之间拆卸式连接快速进行装配，便于装置的安装拆卸与维修，具有很好的实用性，通过导杆和直线轴承将装置自由度限制在竖直方向，降低磁阻效应对实验的影响，通过不同垫圈的增减来调节悬浮永磁铁的起浮高度，从而进行更多组工况下的永磁电动悬浮试验；能够提供一种结构简单可靠和精简的悬浮实验装置，方便拆卸装配，实验数据精确度高，适用工况范围广，有利于该技术的推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第一实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明第一实施例的永磁体壳连接示意图；

图4为本发明第一实施例的直线轴承连接示意图；

图5为本发明第二实施例的俯视结构示意图；

图6为本发明第二实施例的正视结构示意图；

图7为本发明第三实施例的俯视结构示意图；

图8为本发明第三实施例的永磁体壳连接示意图；

图标：1-悬浮托盘；2-永磁体壳；3-环状永磁体；4-配重柱；5-配重块；6-导杆；7-直线轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其包括悬浮架和固定于悬浮试验台的导杆6，悬浮架包括悬浮托盘1、永磁体壳2、环状永磁体3、配重柱4、配重块5和直线轴承7；悬浮托盘1、永磁体壳2和配重柱4采用轻质材料铝合金，导杆6使用不锈钢材质；悬浮托盘1的顶部安装有配重柱4，其用于加装不同重量的配重块5，永磁体壳2安装于悬浮托盘1的底部，其内放置有环状永磁体3，直线轴承7设置于悬浮托盘1的边缘处，导杆6通过其底部的安装块固定于试验台上，导杆6通过直线轴承7的轴承孔插入，直线轴承7相对于导杆6可滑动，悬浮架通过直线轴承7和导杆6进行沿直线方向运动的悬浮实验，装置安装于水平的试验台时，悬浮托盘1沿竖直方向运动并悬浮；该装置悬浮稳定，噪声小，满足设计要求，同时装置的安装拆卸十分方便，有利于零部件的维修以及更换，可靠性良好。

请参照图2，本实施例的环状永磁体3由8段永磁体组成，该8段永磁体为一组，3组环状永磁体3呈环形列阵排列且使充磁方向符合Halbach阵列的规律，该悬浮架共有3个配重柱4、6个永磁体壳2和3个直线轴承7，且呈中心对称分布，3个配重柱4间隔连接至悬浮托盘1，配重柱4沿轴向设置有5个插销孔，配重块5通过中部设置的通孔卡入配重柱4，插销通过插销孔将配重块5卡住，3个直线轴承7间隔安装于悬浮托盘1的边缘，3个永磁体壳2分别将3组环状永磁体3封装于悬浮托盘1底部。

悬浮托盘1呈扁平环状，悬浮托盘1的顶部安装有3个配重柱4，该3个配重柱4之间间隔设置，悬浮托盘1设置有安装配重柱4的安装孔，安装孔内部设置为螺纹状，配重柱4的底端设置有螺纹，配重柱4通过安装孔与悬浮托盘1之间为螺纹连接，装配时通过旋转的方式即将配重柱4固定于悬浮托盘1，配重柱4沿轴向设置有5个相互平行的插销孔，5个插销孔沿配重柱4的轴向排布，其用于卡住不同数量的配重块5，该插销孔将配重柱4的侧面呈相对状贯穿且连通，配重块5卡入配重柱4后，将插销插入卡住配重块5，配重柱4通过安装不同重量或不同数量的配重块5而调节悬浮架的重量，以进行不同重量下的多组试验；配重块5呈柱体状，配重块5的中部设置有连通其顶底两侧的通孔，配重块5通过通孔卡入配重柱4，该实施例中共设置有3个配重块5，该3个配重块5分别插入一个配重柱4，根据实验需要选择不同数量的配重块5卡入配重柱4，这样便于调节该装置悬浮的部件重量，以完成不同重量的悬浮试验。

请参照图3，永磁体壳2设置于悬浮托盘1的底部，悬浮托盘1的底面向内凹设有放置永磁体的扇形凹槽，永磁体壳2的顶部向内凹设有扇形凹槽，两个凹槽形成的空间用于放置试验所用的环状永磁体3，悬浮托盘1的底面向内凹设有6个凹槽，其中3个凹槽中放置有环状永磁体3，在该扇形凹槽处，永磁体壳2将环状永磁体3封装在悬浮托盘1，永磁体壳2共设置有3个，其呈间隔状连接至悬浮托盘1的底部，3个永磁体壳2的分布位于环形上，永磁体壳2的边部设置有连通其两面的固定孔，悬浮托盘1与其相对的位置设置有固定孔，永磁体置于凹槽内，永磁体壳2的顶部将悬浮托盘1底部的凹槽封装，永磁体壳2通过螺栓插入固定孔进行装配固定，将永磁体壳2固定连接至悬浮托盘1的底部，固定后永磁体壳2将永磁体封装在悬浮托盘1底部；永磁体为环状永磁体3，其由多个永磁体块组合而成，该实施例采用8块，8块永磁体左右相互连接形成环状永磁体3，永磁体的充磁方向排列符合Halbach阵列的规律，可以在固定的永磁体重量下产生更强的外部磁场，有利于试验台的轻量化。

请参照图4，悬浮托盘1的边缘处设置有3个用于固定直线轴承7的固定孔，直线轴承7通过该固定孔连接至悬浮托盘1，直线轴承7共设置有3个，3个直线轴承7利用法兰连接的方式固定连接至悬浮托盘1，直线轴承7固定于法兰盘，悬浮托盘1设置有法兰孔，悬浮托盘1与法兰盘固定，通过螺栓将直线轴承7、悬浮托盘1和法兰盘相互固定；导杆6通过直线轴承7的轴承孔插入，直线轴承7相对于导杆6可沿导杆6自由滑动，导杆6的底端固定连接至安装块，安装块用于将导杆6固定安装于悬浮试验台，导杆6的顶端装有销与止挡，止挡的直径大于导杆6的直径并用于将直线轴承7卡住，导杆6的顶部设置有销孔，销通过销孔插入并起到卡位的作用，其防止在悬浮试验中悬浮托盘1由于意外脱离试验台。

导杆6加装有垫圈，垫圈设置于导杆6且位于直线轴承7下方，垫圈位于悬浮托盘1的下方，垫圈呈环状，其设置于导杆6的底端，垫圈起到支承的作用，导杆6通过设置不同厚度或不同数量的垫圈而调节悬浮架的起浮高度，这样使得试验范围更广。

悬浮架的安装基准导杆6固定在悬浮试验台的安装平面上，在试验开始时，悬浮永磁体产生悬浮力，推动整个悬浮托盘1起浮，此时直线轴承7沿导杆6向上滑动，由于直线轴承7与导杆6之间的摩擦系数很小，导杆6可以在抵消悬浮永磁体所产生的磁阻力的同时对装置的悬浮高度影响很小，试验的精确度高，得出的试验结果比较客观。

第二实施例

请参照图5，本实施例提供一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其包括悬浮架和固定于悬浮试验台的导杆6，悬浮架包括悬浮托盘1、永磁体壳2、环状永磁体3、配重柱4、配重块5和直线轴承7；悬浮托盘1、永磁体壳2和配重柱4采用轻质材料铝合金，导杆6使用不锈钢材质；悬浮托盘1的顶部安装有配重柱4，其用于加装不同重量的配重块5，永磁体壳2安装于悬浮托盘1的底部，其内放置有环状永磁体3，直线轴承7设置于悬浮托盘1的边缘处，导杆6通过其底部的安装块固定于试验台上，导杆6通过直线轴承7的轴承孔插入，直线轴承7相对于导杆6可滑动，悬浮架通过直线轴承7和导杆6进行沿直线方向运动的悬浮实验，装置安装于水平的试验台时，悬浮托盘1沿竖直方向运动并悬浮；该装置悬浮稳定，噪声小，满足设计要求，同时装置的安装拆卸十分方便，有利于零部件的维修以及更换，可靠性良好。

第二实施例和第一实施例部分相同，不同之处在于永磁体壳2、环状永磁体3、配重柱4和直线轴承7的数量、配重柱4和悬浮托盘1的连接方式。

本实施例的环状永磁体3由10段永磁体组成，该10段永磁体为一组，2组环状永磁体3呈环形列阵排列且使充磁方向符合Halbach阵列的规律，该悬浮架共有2个配重柱4、2个永磁体壳2和2个直线轴承7，且呈中心对称分布，2个配重柱4间隔连接至悬浮托盘1，配重柱4沿轴向设置有5个插销孔，配重块5通过中部设置的通孔卡入配重柱4，插销通过插销孔将配重块5卡住，2个直线轴承7间隔安装于悬浮托盘1的边缘，2个永磁体壳2分别将2组环状永磁体3封装于悬浮托盘1底部。

请参照图6，悬浮托盘1呈扁平环状，悬浮托盘1的顶部安装有2个配重柱4，该2个配重柱4之间间隔设置，悬浮托盘1设置有安装配重柱4的安装孔，配重柱4的底端向内凹设有螺纹孔，螺钉通过安装孔插入螺纹孔并旋转拧紧，配重柱4通过螺钉锁紧螺纹孔与悬浮托盘1相互固定，装配时通过拧紧螺钉的方式即将配重柱4固定于悬浮托盘1，配重柱4沿轴向设置有5个相互平行的插销孔，5个插销孔沿配重柱4的轴向排布，其用于卡住不同数量的配重块5，该插销孔将配重柱4的侧面呈相对状贯穿且连通，配重块5卡入配重柱4后，将插销插入卡住配重块5，配重柱4通过安装不同重量或不同数量的配重块5而调节悬浮架的重量，以进行不同重量下的多组试验；配重块5呈柱体状，配重块5的中部设置有连通其顶底两侧的通孔，配重块5通过通孔卡入配重柱4，该实施例中共设置有2个配重块5，该2个配重块5分别插入一个配重柱4，根据实验需要选择不同数量的配重块5卡入配重柱4，这样便于调节该装置悬浮的部件重量，以完成不同重量的悬浮试验。

永磁体壳2设置于悬浮托盘1的底部，悬浮托盘1的底面向内凹设有放置永磁体的扇形凹槽，永磁体壳2的顶部向内凹设有扇形凹槽，两个凹槽形成的空间用于放置试验所用的环状永磁体3，在该扇形凹槽处，永磁体壳2将环状永磁体3封装在悬浮托盘1，永磁体壳2共设置有2个，其呈间隔状连接至悬浮托盘1的底部，2个永磁体壳2的分布位于环形上，永磁体壳2的边部设置有连通其两面的固定孔，悬浮托盘1与其相对的位置设置有固定孔，永磁体置于凹槽内，永磁体壳2的顶部将悬浮托盘1底部的凹槽封装，永磁体壳2通过螺栓插入固定孔进行装配固定，将永磁体壳2固定连接至悬浮托盘1的底部，固定后永磁体壳2将永磁体封装在悬浮托盘1底部；永磁体为环状永磁体3，其由多个永磁体块组合而成，该实施例采用10块，10块永磁体左右相互连接形成环状永磁体3，永磁体的充磁方向排列符合Halbach阵列的规律，可以在固定的永磁体重量下产生更强的外部磁场，有利于试验台的轻量化。

悬浮托盘1的边缘处设置有2个用于固定直线轴承7的固定孔，直线轴承7通过该固定孔连接至悬浮托盘1，直线轴承7共设置有2个，2个直线轴承7利用螺栓连接的方式固定连接至悬浮托盘1，悬浮托盘1设置有螺栓孔，直线轴承7边部设置有螺栓孔，螺栓通过拧紧将直线轴承7与悬浮托盘1相互固定；导杆6通过直线轴承7的轴承孔插入，直线轴承7相对于导杆6可沿导杆6自由滑动，导杆6的底端固定连接至安装块，安装块用于将导杆6固定安装于悬浮试验台，导杆6的顶端装有销与止挡，止挡的直径大于导杆6的直径并用于将直线轴承7卡住，导杆6的顶部设置有销孔，销通过销孔插入并起到卡位的作用，其防止在悬浮试验中悬浮托盘1由于意外脱离试验台。

导杆6加装有垫圈，垫圈设置于导杆6且位于直线轴承7下方，垫圈位于悬浮托盘1的下方，垫圈呈环状，其设置于导杆6的底端，垫圈起到支承的作用，导杆6通过设置不同厚度或不同数量的垫圈而调节悬浮架的起浮高度，这样使得试验范围更广。

悬浮架的安装基准导杆6固定在悬浮试验台的安装平面上，在试验开始时，悬浮永磁体产生悬浮力，推动整个悬浮托盘1起浮，此时直线轴承7沿导杆6向上滑动，由于直线轴承7与导杆6之间的摩擦系数很小，导杆6可以在抵消悬浮永磁体所产生的磁阻力的同时对装置的悬浮高度影响很小，试验的精确度高，得出的试验结果比较客观。

第三实施例

请参照图7，本实施例提供一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其包括悬浮架和固定于悬浮试验台的导杆6，悬浮架包括悬浮托盘1、永磁体壳2、环状永磁体3、配重柱4、配重块5和直线轴承7；悬浮托盘1、永磁体壳2和配重柱4采用轻质材料铝合金，导杆6使用不锈钢材质；悬浮托盘1的顶部安装有配重柱4，其用于加装不同重量的配重块5，永磁体壳2安装于悬浮托盘1的底部，其内放置有环状永磁体3，直线轴承7设置于悬浮托盘1的边缘处，导杆6通过其底部的安装块固定于试验台上，导杆6通过直线轴承7的轴承孔插入，直线轴承7相对于导杆6可滑动，悬浮架通过直线轴承7和导杆6进行沿直线方向运动的悬浮实验，装置安装于水平的试验台时，悬浮托盘1沿竖直方向运动并悬浮；该装置悬浮稳定，噪声小，满足设计要求，同时装置的安装拆卸十分方便，有利于零部件的维修以及更换，可靠性良好。

第三实施例和第二实施例部分相同，不同之处在于永磁体壳2、环状永磁体3、配重柱4和直线轴承7的数量、永磁体壳2和环状永磁体3的设置位置。

本实施例的环状永磁体3由4段永磁体组成，该4段永磁体为一组，4组环状永磁体3呈环形列阵排列且使充磁方向符合Halbach阵列的规律，该悬浮架共有4个配重柱4、4个永磁体壳2和4个直线轴承7，且呈中心对称分布，4个配重柱4间隔连接至悬浮托盘1，配重柱4沿轴向设置有5个插销孔，配重块5通过中部设置的通孔卡入配重柱4，插销通过插销孔将配重块5卡住，4个直线轴承7间隔安装于悬浮托盘1的边缘，4个永磁体壳2分别将4组环状永磁体3封装于悬浮托盘1底部。

悬浮托盘1呈扁平环状，悬浮托盘1的顶部安装有4个配重柱4，该4个配重柱4之间间隔设置，悬浮托盘1设置有安装配重柱4的安装孔，配重柱4的底端向内凹设有螺纹孔，螺钉通过安装孔插入螺纹孔并旋转拧紧，配重柱4通过螺钉锁紧螺纹孔与悬浮托盘1相互固定，装配时通过拧紧螺钉的方式即将配重柱4固定于悬浮托盘1，配重柱4沿轴向设置有5个相互平行的插销孔，5个插销孔沿配重柱4的轴向排布，其用于卡住不同数量的配重块5，该插销孔将配重柱4的侧面呈相对状贯穿且连通，配重块5卡入配重柱4后，将插销插入卡住配重块5，配重柱4通过安装不同重量或不同数量的配重块5而调节悬浮架的重量，以进行不同重量下的多组试验；配重块5呈柱体状，配重块5的中部设置有连通其顶底两侧的通孔，配重块5通过通孔卡入配重柱4，该实施例中共设置有4个配重块5，该4个配重块5分别插入一个配重柱4，根据实验需要选择不同数量的配重块5卡入配重柱4，这样便于调节该装置悬浮的部件重量，以完成不同重量的悬浮试验。

请参照图8，永磁体壳2设置于悬浮托盘1的顶部，悬浮托盘1的顶面与放置的永磁体的底部接触，永磁体壳2的底部向内凹设有扇形凹槽，扇形凹槽用于放置试验所用的环状永磁体3，在该扇形凹槽处，永磁体壳2将环状永磁体3封装在悬浮托盘1，永磁体壳2共设置有4个，其呈间隔状连接至悬浮托盘1的底部，4个永磁体壳2的分布位于环形上，永磁体壳2的边部设置有连通其两面的固定孔，悬浮托盘1与其相对的位置设置有固定孔，永磁体置于凹槽内，永磁体壳2的顶部将悬浮托盘1底部的凹槽封装，永磁体壳2通过螺栓插入固定孔进行装配固定，将永磁体壳2固定连接至悬浮托盘1的底部，固定后永磁体壳2将永磁体封装在悬浮托盘1底部；永磁体为环状永磁体3，其由多个永磁体块组合而成，该实施例采用4块，4块永磁体左右相互连接形成环状永磁体3，永磁体的充磁方向排列符合Halbach阵列的规律，可以在固定的永磁体重量下产生更强的外部磁场，有利于试验台的轻量化。

悬浮托盘1的边缘处设置有4个用于固定直线轴承7的固定孔，直线轴承7通过该固定孔连接至悬浮托盘1，直线轴承7共设置有4个，4个直线轴承7利用螺栓连接的方式固定连接至悬浮托盘1，悬浮托盘1设置有螺栓孔，直线轴承7边部设置有螺栓孔，螺栓通过拧紧将直线轴承7与悬浮托盘1相互固定；导杆6通过直线轴承7的轴承孔插入，直线轴承7相对于导杆6可沿导杆6自由滑动，导杆6的底端固定连接至安装块，安装块用于将导杆6固定安装于悬浮试验台，导杆6的顶端装有销与止挡，止挡的直径大于导杆6的直径并用于将直线轴承7卡住，导杆6的顶部设置有销孔，销通过销孔插入并起到卡位的作用，其防止在悬浮试验中悬浮托盘1由于意外脱离试验台。

导杆6加装有垫圈，垫圈设置于导杆6且位于直线轴承7下方，垫圈位于悬浮托盘1的下方，垫圈呈环状，其设置于导杆6的底端，垫圈起到支承的作用，导杆6通过设置不同厚度或不同数量的垫圈而调节悬浮架的起浮高度，这样使得试验范围更广。

悬浮架的安装基准导杆6固定在悬浮试验台的安装平面上，在试验开始时，悬浮永磁体产生悬浮力，推动整个悬浮托盘1起浮，此时直线轴承7沿导杆6向上滑动，由于直线轴承7与导杆6之间的摩擦系数很小，导杆6可以在抵消悬浮永磁体所产生的磁阻力的同时对装置的悬浮高度影响很小，试验的精确度高，得出的试验结果比较客观。

本发明提供的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，具有以下优点：

装置本身结构精巧，重量较轻，同时永磁体壳2与悬浮托盘1夹持永磁体封装，可靠性高，安全性能优越。

装置各部件之间、导杆6与悬浮装置的安装平面之间采用螺纹连接、螺栓连接以及法兰连接，安装与拆卸十分简便，同时配合可靠性较好。

本装置设计精巧，利用一些简单的部件可完成永磁体阵列的安装夹持以及装置本身的悬浮，性能稳定，噪声小，便于装置的安装拆卸与维修，具有很好的实用性。

悬浮托盘1设有扇状的永磁体凹槽，可安装环形永磁体阵列以代替传统的矩形永磁体阵列，结构更加紧凑，占地空间小。

配重柱4上可以安装不同重量的配重块5来调节试验台悬浮部件的整体重量，完成不同重量的悬浮试验。

导杆6上设有不同厚度的垫圈，可通过不同垫圈的增减来调节悬浮永磁铁的起浮高度，从而进行更多组工况下的永磁电动悬浮试验，有较好的适用性。

直线轴承7与导杆6之间的配合不仅可以将装置的自由度限制为竖直方向，抵消电动悬浮所产生的磁阻力对装置的影响，同时由于这种配合关系的摩擦系数很小，最大限度地降低了磁阻效应对实验结果的影响。

装置整体为中心对称布置，其重量的分布比较均匀，有效地避免了起浮时发生侧倾的情况，同时减小了直线轴承7的负荷。

综上所述，本发明通过将永磁体封装在环形悬浮托盘形成结构精简巧和占用空间小的装置，通过配重柱4和配重块调节装置的重量，通过各部件之间拆卸式连接快速进行装配，通过导杆和直线轴承将装置自由度限制在竖直方向，降低磁阻效应对实验的影响；能够提供一种结构简单可靠和精简的悬浮实验装置，方便拆卸装配，减小磁阻力影响，精确度高，适用范围广。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，包括：悬浮架和固定于悬浮试验台的导杆，所述悬浮架包括悬浮托盘、永磁体壳、环状永磁体、配重柱、配重块和直线轴承，所述悬浮托盘呈扁平环状，所述环状永磁体由多段永磁体组成且为一组，多组所述环状永磁体呈环形列阵排列且使充磁方向符合Halbach阵列的规律，所述永磁体壳呈间隔状将所述环状永磁体封装在所述悬浮托盘，所述配重柱连接至所述悬浮托盘，所述配重块安装至所述配重柱，所述直线轴承安装于所述悬浮托盘，所述直线轴承的轴承孔内插入所述导杆且相对于所述导杆可滑动；配重柱间隔连接至悬浮托盘，配重柱沿轴向设置有多个插销孔，配重块通过中部设置的通孔卡入配重柱，插销通过插销孔将配重块卡住。

2.根据权利要求1所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述永磁体壳、所述配重柱、所述直线轴承分别与所述悬浮托盘之间为拆卸式连接，所述配重块和所述配重柱之间为拆卸式连接。

3.根据权利要求2所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述拆卸式连接包括螺纹连接、螺栓连接、卡扣连接、法兰连接或插销连接。

4.根据权利要求3所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述配重块设置有多个，所述配重柱通过安装不同重量或不同数量的所述配重块而调节所述悬浮架的重量。

5.根据权利要求3所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述电动悬浮试验台的悬浮托架装置还包括垫圈，所述垫圈设置于所述导杆且位于所述直线轴承下方，所述导杆通过设置不同厚度或不同数量的所述垫圈而调节所述悬浮架的起浮高度。

6.根据权利要求3所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述永磁体壳连接至所述悬浮托盘的顶面或底面，所述悬浮托盘或所述永磁体壳向内凹设有放置所述环状永磁体的凹槽。

7.根据权利要求3所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述悬浮托盘、所述永磁体壳和所述配重柱采用轻质材料，轻质材料包括铝合金、钛合金或镁合金。

8.根据权利要求6所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述导杆的顶端还设置有用于卡位的止挡盘，所述止挡盘的直径大于所述导杆，所述止挡盘通过插销连接至所述导杆。

9.根据权利要求8所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，所述悬浮托盘连接有至少2个所述配重柱和至少2个所述永磁体壳，所述悬浮托盘安装有至少2个所述直线轴承，所述配重柱、所述永磁体壳和所述直线轴承呈中心对称分布。

10.根据权利要求9所述的电动悬浮试验台的悬浮托架装置，其特征在于，3个所述配重柱间隔连接至所述悬浮托盘，所述配重柱设置有插销孔，所述配重块通过中部设置的通孔卡入所述配重柱，插销通过插销孔将所述配重块卡住；3个所述直线轴承间隔安装于所述悬浮托盘的边缘；3个永磁体壳分别将3组环状永磁体封装于所述悬浮托盘底部。

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