CN109677646A - 一种磁悬浮支撑转台 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于物理实验设备技术领域，具体为一种磁悬浮支撑转台，包括外筒体，所述外筒体上纵向插接有转轴，所述转轴的顶端设置有转台，所述外筒体与转台的相视侧壁上分别设置有第一磁体和第二磁体，所述外筒体的外壁上设置有显示部，通过电磁铁和永磁体之间的配合使用，能够根据具体的使用情况进行针对性的调节磁力，从而达到不同环境使用的作用，适用范围较广；通过压力传感设备和显示部的配合使用，能够将检测的压力通过显示部显示，从而使得数据显示较为直观；通过滑套的设置，使得转轴上下移动时的摩擦较小，使用时转动较为平稳；通过驱动电机对滑动电阻器的阻值进行调节作用，从而能够达到改变阻值和改变输出电流值的作用。

Description

一种磁悬浮支撑转台

技术领域

本发明涉及物理实验设备技术领域，具体为一种磁悬浮支撑转台。

背景技术

当前，随着我国航天事业的发展，对各种类型空间飞行器的研制工作正在紧锣密鼓地开展之中。在研制空间飞行器控制系统的过程中，为了在地面全物理仿真实验中模拟出空间的失重效果，国内外通常采用吊丝配重式、水浮式或气浮的方式。采用吊丝配重的方式，可以保证吊丝偏角很小且拉力与物体重力相等，以补偿飞行器本体重力负载的影响。

例如中国专利公开号为CN201045606公开了一种单轴磁悬浮自由转台，主要用于对航天器等运动体的控制系统进行全物理仿真。该单轴磁悬浮自由转台包括结构支撑单元、轴承单元、轴向磁悬浮单元、传感器单元、间隙调整与控制单元和轴面单元。其中轴面单元、上传感器、上磁体和轴承单元的转子部分作为磁浮转台的转动部分，结构支撑单元、下传感器、下磁体和轴承单元的定子部分、间隙调控单元作为磁浮转台的静止部分，轴向磁悬浮单元中相对设置的上磁体和下磁体产生磁力来平衡转动部分重力的影响，以使转动部分能绕芯轴无摩擦地旋转。

但是其在使用时对于转台的支撑调节不够方便，且准确性不够，易造成降低调节精度的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁悬浮支撑转台，以解决上述背景技术中提出的现有的磁悬浮转台在使用时对于转台的支撑调节不够方便，且准确性不够，易造成降低调节精度的情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁悬浮支撑转台，包括外筒体，所述外筒体上纵向插接有转轴，所述转轴的顶端设置有转台，所述外筒体与转台的相视侧壁上分别设置有第一磁体和第二磁体，所述外筒体的外壁上设置有显示部，所述第一磁体和第二磁体分别为电磁铁和永磁体，所述转轴的外壁上套接有滑套，所述滑套的外壁上螺接有支撑柱，所述支撑柱的另一端与外筒体的内壁固定连接，所述转轴的底端设置有支撑台，所述支撑台的底端设置有压力传感设备，所述外筒体的内腔底部设置有控制器、电源设备和滑动变阻器，所述电源设备、滑动变阻器和电磁铁之间通过导线电性连接，所述外筒体的内腔侧壁上通过电机座安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有螺杆，所述螺杆的外壁上套接有内螺套，所述内螺套的底部固定连接在滑动变阻器的滑动拨叉上，所述压力传感设备的输出端通过导线与控制器的输入接口连接，所述控制器的输出端通过导线与驱动电机、显示部电性连接。

优选的，所述外筒体包括上侧开口的下筒身和设在下筒身上表面的桶盖。

优选的，所述转台的上表面上均匀设置有防滑凸起，且防滑凸起为橡胶防滑凸起。

优选的，所述压力传感设备距离外筒体内腔底部的高度值大于第一磁体距离第二磁体的高度值相同。

优选的，所述第一磁体为直流电磁铁，所述电源设备为锂离子蓄电池。

优选的，所述滑套包括外支撑圈和设置在外支撑圈内部的滚珠支撑卡环，所述滚珠支撑卡环上均匀嵌入有减摩滚珠。

优选的，所述第二磁体为铷磁铁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过电磁铁和永磁体之间的配合使用，能够根据具体的使用情况进行针对性的调节磁力，从而达到不同环境使用的作用，适用范围较广；

2)通过压力传感设备和显示部的配合使用，能够将检测的压力通过显示部显示，从而使得数据显示较为直观；

3)通过滑套的设置，使得转轴上下移动时的摩擦较小，使用时转动较为平稳；

4)通过驱动电机对滑动电阻器的阻值进行调节作用，从而能够达到改变阻值和改变输出电流值的作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1的主视图；

图3为本发明图2的剖视结构示意图；

图4为本发明滑套的剖视结构示意图。

图中：1外筒体、2显示部、3第一磁体、4转轴、5转台、6第二磁体、7滑套、71外支撑圈、72滚珠支撑卡环、73减摩滚珠、8支撑柱、9压力传感设备、10控制器、11电源设备、12滑动变阻器、13驱动电机、14内螺套。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种磁悬浮支撑转台，包括外筒体1，外筒体1上纵向插接有转轴4，转轴4的顶端设置有转台5，外筒体1与转台5的相视侧壁上分别设置有第一磁体3和第二磁体6，通过第一磁体3和第二磁体6的配合作用，产生的磁力能够使得第一磁体3和第二磁体6之间相互排斥，从而达到磁力将转轴4及转台5支撑起的作用，转轴4与转台5之间通过连接销定位卡接；

外筒体1的外壁上设置有显示部2，第一磁体3和第二磁体6分别为电磁铁和永磁体，转轴4的外壁上套接有滑套7，滑套7的外壁上螺接有支撑柱8，支撑柱8的另一端与外筒体1的内壁固定连接，通过转轴4与滑套的配合作用，使得转轴4在纵向滑动的过程中受到的摩擦阻力较小，能够达到普通轴承的作用，且同时转轴4还能够相对滑套7转动，支撑柱8通过螺钉与外筒体1的内壁连接，达到紧固的作用；

转轴4的底端设置有支撑台，支撑台的底端设置有压力传感设备9，通过压力传感设备9的设置对上侧转轴、第二磁体6、转台5及其转台5上的支撑物进行重力测定得到测量值G，测量值G传输至控制器10，控制器10根据计算并输出控制调控滑动变阻器12的阻值，对电源设备11的输出电流值控制，从而达到对电磁铁产生磁场强度调控的作用，使得电磁铁与永磁体之间的磁力作用改变；

外筒体1的内腔底部设置有控制器10、电源设备11和滑动变阻器12，电源设备11、滑动变阻器12和电磁铁之间通过导线电性连接；

外筒体1的内腔侧壁上通过电机座安装有驱动电机13，驱动电机13的输出轴上安装有螺杆，螺杆的外壁上套接有内螺套14，内螺套14的底部固定连接在滑动变阻器12的滑动拨叉上，驱动电机13作为螺杆和内螺套14的动力输出端，螺杆与内螺套14之间组成横移机构(原理与滚珠丝杠机构相同)，通过内螺套14的移动而驱动滑动变阻器12的滑动拨叉移动，从而达到改变滑动变阻器12有效阻值的作用，能够改变电磁铁所在电路的电流，从而改变电磁铁的自身磁场；

压力传感设备9的输出端通过导线与控制器10的输入接口连接，控制器10的输出端通过导线与驱动电机13、显示部2电性连接，压力传感设备9的测量值传输至控制器10，控制器10将压力传感设备9的测量值作为转台5上侧的支撑物的重力意依据。

其中，外筒体1包括上侧开口的下筒身和设置在下筒身上表面的桶盖；

转台5的上表面上均匀设置有防滑凸起，且防滑凸起为橡胶防滑凸起，通过橡胶防滑凸起的设置，增加支撑物与转台5之间的摩擦力，从而起到防止支撑物掉落的情况；

压力传感设备9距离外筒体1内腔底部的高度值大于第一磁体3距离第二磁体6的高度值相同，使得压力传感设备9接触的外筒体1内腔底部，在受到压力作用下压力传感设备9产生形变，避免第一磁体3与第二磁体6相接触而影响测量的准确性；

第一磁体3为直流电磁铁，电源设备11为锂离子蓄电池；

滑套7包括外支撑圈71和设置在外支撑圈71内部的滚珠支撑卡环72，滚珠支撑卡环72上均匀嵌入有减摩滚珠73；

第二磁体6为铷磁铁。

工作原理：压力传感设备9采用CHB系列压力传感器、控制器10采用三菱Q系列的PLC，对PLC编程，使得PLC满足对压力传感设备9的数据接收和对驱动电机13和显示部2的输出控制，电源设备11与第一磁体3之间设置开关，开关为电磁开关，为常断开设置(通过其内电磁的吸附使得开关断开，在内部弹簧弹力使得开关复位，现有技术，此处不做赘述)，当需要使用磁力时，在弹簧弹力作用下使得开关开启；

开关断开时，第一磁体3的电路断开，第一磁体3与第二磁体6之间的磁力视为0，当转台5的上表面设置支撑物时，在重力的作用下，压力传感设备9被压至外筒体1的内腔底部，压力传感设备9对上侧的压力值检测并输出至控制器10,控制器10计算其压力值并对应输出控制驱动电机13，通过驱动电机13带动螺杆转动而调节内螺套14的位置，通过内螺套14带动滑动变阻器12滑动拨叉移动，从而达到改变阻值，进一步的达到改变第一磁体3的电流值和磁场的作用，第一磁体3的磁场与其电流值存在关系函数(现有知识，此处不做赘述)，从而使得第一磁体3对转轴4、转台5、第二磁体6及其上的支撑物作用力与其重力保持平衡，达到悬浮的作用(第一磁体3与第二磁体6的磁力计算为现有知识，此处不做赘述)。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种磁悬浮支撑转台，包括外筒体(1)，所述外筒体(1)上纵向插接有转轴(4)，所述转轴(4)的顶端设置有转台(5)，所述外筒体(1)与转台(5)的相视侧壁上分别设置有第一磁体(3)和第二磁体(6)，其特征在于：所述外筒体(1)的外壁上设置有显示部(2)，所述第一磁体(3)和第二磁体(6)分别为电磁铁和永磁体，所述转轴(4)的外壁上套接有滑套(7)，所述滑套(7)的外壁上螺接有支撑柱(8)，所述支撑柱(8)的另一端与外筒体(1)的内壁固定连接，所述转轴(4)的底端设置有支撑台，所述支撑台的底端设置有压力传感设备(9)，所述外筒体(1)的内腔底部设置有控制器(10)、电源设备(11)和滑动变阻器(12)，所述电源设备(11)、滑动变阻器(12)和电磁铁之间通过导线电性连接，所述外筒体(1)的内腔侧壁上通过电机座安装有驱动电机(13)，所述驱动电机(13)的输出轴上安装有螺杆，所述螺杆的外壁上套接有内螺套(14)，所述内螺套(14)的底部固定连接在滑动变阻器(12)的滑动拨叉上，所述压力传感设备(9)的输出端通过导线与控制器(10)的输入接口连接，所述控制器(10)的输出端通过导线与驱动电机(13)、显示部(2)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮支撑转台，其特征在于：所述外筒体(1)包括上侧开口的下筒身和设置在下筒身上表面的桶盖。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮支撑转台，其特征在于：所述转台(5)的上表面上均匀设置有防滑凸起，且防滑凸起为橡胶防滑凸起。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮支撑转台，其特征在于：所述压力传感设备(9)距离外筒体(1)内腔底部的高度值大于第一磁体(3)距离第二磁体(6)的高度值相同。

5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮支撑转台，其特征在于：所述第一磁体(3)为直流电磁铁，所述电源设备(11)为锂离子蓄电池。

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮支撑转台，其特征在于：所述滑套(7)包括外支撑圈(71)和设置在外支撑圈(71)内部的滚珠支撑卡环(72)，所述滚珠支撑卡环(72)上均匀嵌入有减摩滚珠(73)。

7.根据权利要求1所述的一种磁悬浮支撑转台，其特征在于：所述第二磁体(6)为铷磁铁。