CN112991944B - 一种磁悬浮结构及展示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁悬浮结构及展示装置，涉及磁悬浮技术领域。磁悬浮结构包括座体及悬浮模组；座体内设置有用于产生磁场的磁控组件；悬浮模组包括外壳及设置于外壳内的悬浮组件和驱动机构，悬浮组件与磁控组件磁力配合，驱动机构连接悬浮组件，驱动机构用于驱动悬浮组件沿预设的轨道运动；当悬浮组件沿预设的轨道运动时，悬浮组件的重心相对座体的位置不变，外壳相对座体运动。磁悬浮结构可使外壳实现灵活多样的运动形式。另外，还可以改变运动的规律，使得外壳的运动具备节奏性，类似于舞动效果。展示装置应用了该磁悬浮结构，使得展示方式更为独特，展示效果更好，增强吸引力。

Description

一种磁悬浮结构及展示装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种磁悬浮结构及展示装置。

背景技术

磁悬浮展示装置可以让被悬浮物不接触地悬浮于空中，达到新奇的展示效果，例如磁悬浮地球仪、磁悬浮摆件、磁悬浮摄像头等。

然而，现有技术中为了使被悬浮物在悬浮的同时进行旋转，通常采用无动力的惯性旋转或者提供旋转磁场驱动被悬浮物旋转，又或者是通过外界气流驱动旋转。但是上述方式中，只能以悬浮点为旋转中心，运动简单，展示效果受限。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供了一种磁悬浮结构及展示装置，用以解决现有技术中，磁悬浮展示装置运动方式简单，展示效果受限的技术问题。

为达上述目的，第一方面，本申请提供的一种磁悬浮结构，包括座体及悬浮模组；

所述座体内设置有用于产生磁场的磁控组件；

所述悬浮模组包括外壳及设置于所述外壳内的悬浮组件和驱动机构，所述悬浮组件与所述磁控组件磁力配合，所述驱动机构连接所述悬浮组件，所述驱动机构用于驱动所述悬浮组件沿预设的轨道运动；

当所述悬浮组件沿预设的所述轨道运动时，其中，所述悬浮组件的重心相对所述座体的位置不变，所述外壳相对所述座体运动。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述悬浮组件沿预设的所述轨道运动时，所述悬浮模组的重心位于以所述悬浮组件的法线为中心的圆柱内。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述悬浮组件包括悬浮本体及运载体；

所述悬浮本体设置于所述运载体；

所述运载体与所述驱动机构连接，所述驱动机构驱动所述运载体沿预设的所述轨道运动。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述悬浮模组位于所述座体的下方，所述悬浮组件与所述磁控组件相吸配合。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述磁控组件包括第一控制电路、至少一个第一悬浮线圈及至少一个第一传感器；

所述第一传感器连接所述第一控制电路，所述第一传感器用于检测所述悬浮组件相对所述座体的位置信息；

所述第一控制电路连接所述第一悬浮线圈，所述第一控制电路获取所述位置信息，并用于控制所述第一悬浮线圈产生可控的磁场。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述悬浮组件的悬浮本体为软磁材质，所述第一传感器为位移传感器。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述悬浮模组位于所述座体的上方，所述悬浮组件与所述磁控组件相排斥配合。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述磁控组件包括磁体件、第二控制电路、至少一个第二悬浮线圈及至少两个第二传感器；

所述磁体件用于提供稳定的磁场；

每个所述第二传感器均连接所述第二控制电路，所述第二传感器用于检测所述悬浮组件相对所述座体的位置信息；

所述第二控制电路连接所述第二悬浮线圈，所述第二控制电路获取所述位置信息，并用于控制所述第二悬浮线圈产生可控的磁场。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述悬浮组件的悬浮本体为永磁材质，所述第二传感器为霍尔传感器。

第二方面，本申请还提供了一种展示装置，包括上述提供的磁悬浮结构；

所述外壳的表面设置有展示结构，所述展示结构包括广告板或显示屏。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的一种磁悬浮结构及展示装置，磁悬浮结构包括座体及悬浮模组；座体内设置有用于产生磁场的磁控组件；悬浮模组包括外壳及设置于外壳内的悬浮组件和驱动机构，悬浮组件与磁控组件磁力配合，驱动机构连接悬浮组件，驱动机构用于驱动悬浮组件沿预设的轨道运动；当悬浮组件沿预设的轨道运动时，其中，悬浮组件的重心相对座体的位置不变，外壳相对座体运动。本申请提供的磁悬浮结构通过调整预设的轨道的轨迹，即可改变外壳的运动轨迹，进而使外壳实现灵活多样的运动形式。另外，还可以改变运动的规律，使得外壳的运动具备节奏性，类似于舞动效果。

展示装置应用了该磁悬浮结构，使得展示方式更为独特，展示效果更好，增强对消费者的吸引力。

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的第一种磁悬浮结构的立体结构示意图；

图2示出了图1中磁悬浮结构中的座体的结构的立体结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的第二种磁悬浮结构的立体结构示意图；

图4示出了图3中磁悬浮结构中的座体的结构的立体结构示意图；

图5示出了本申请实施例提供的磁悬浮结构中的一种悬浮模组的立体结构示意图。

主要元件符号说明：

100-座体；110-磁控组件；111a-第一控制电路；112a-第一悬浮线圈；113a-第一传感器；111b-第二控制电路；112b-第二悬浮线圈；113b-第二传感器；114-磁体件；

200-悬浮模组；210-外壳；220-悬浮组件；221-运载体；222-悬浮本体；230-驱动机构；231-摇杆；240-电源；250-导轨。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1至图4，本实施例提供的一种磁悬浮结构，可实现灵活多样的运动形式，应用在展示装置中，使得展示装置的展示方式更为独特，展示效果更好，增强对消费者的吸引力。

请结合参阅图1和图3，本实施例提供的磁悬浮结构，包括座体100及悬浮模组200，其中，座体100与悬浮模组200沿竖直方向设置，悬浮模组200与座体100通过磁力配合实现悬浮。

进一步的，可以理解的，为了实现悬浮模组200的悬浮，座体100上产生磁力，其中，当磁力与悬浮模组200的重力达到平衡状态，进而实现悬浮模组200的悬浮效果。

具体的，座体100内设置有用于产生磁场的磁控组件110，磁控组件110产生磁场控制悬浮模组200的悬浮，避免悬浮模组200偏移或脱离悬浮位置。

悬浮模组200包括外壳210及设置于外壳210内的悬浮组件220和驱动机构230，悬浮组件220与磁控组件110磁力配合，驱动机构230连接悬浮组件220，驱动机构230用于驱动悬浮组件220沿预设的轨道运动。

可选地，预设的轨道的轨迹包括直线、圆、交叉线或者不规则的曲线。

当悬浮组件220沿预设的轨道运动时，其中，悬浮组件220的重心相对座体100的位置不变，外壳210相对座体100运动。

可以理解的，以外壳210为参照，定义悬浮组件220相对外壳210的运动方向为第一方向；再以悬浮组件220为参照，定义外壳210相对悬浮组件220的运动方向为第二方向，其中，第一方向与第二方向相反。

进一步的，为了保证悬浮模组200运动时悬浮的稳定性，在悬浮组件220沿预设的轨道运动时，悬浮模组200的重心始终位于以悬浮组件220的法线为中心的圆柱内，可以理解的，该圆柱为绕法线形成的虚拟圆柱，其中，该法线为悬浮组件220沿重力方向的法线。进一步的，该法线穿过悬浮组件220的重心。

本实施例提供的磁悬浮结构通过调整预设的轨道的轨迹，即可改变外壳210的运动轨迹，进而使外壳210实现灵活多样的运动形式，进而改变了现有结构只能进行简单的旋转运动的现状。

另外，还可以改变运动的规律，使得外壳210的运动具备节奏性，类似于舞动效果。

磁悬浮结构应用于展示装置，使得展示装置的展示方式更为独特，展示效果更好，展示效果不受限制，进而增强对消费者的吸引力。

实施例二

请参阅图1、图2以及图5，本实施例提供的一种磁悬浮结构，应用在展示装置中。本实施例提供的磁悬浮结构是在上述实施例一的基础上作出的改进，相比上述实施例一，区别之处在于：

请结合参阅图1和图2，在本实例中，座体100与悬浮模组200沿竖直方向设置，悬浮模组200与座体100通过磁力配合实现悬浮，且悬浮模组200位于座体100的下方，悬浮组件220与磁控组件110相吸配合。

也即是说，悬浮模组200与座体100之间磁力为吸力，吸力的大小与悬浮模组200的重力达到平衡状态，进而实现悬浮模组200的上拉式悬浮的效果。

具体的，座体100内设置的磁控组件110包括有第一控制电路111a、至少一个第一悬浮线圈112a及至少一个第一传感器113a。

进一步的，第一传感器113a连接第一控制电路111a，第一传感器113a用于检测悬浮组件220相对座体100的位置信息，并反馈至第一控制电路111a。其中，所述位置信息至少包含重力方向上的位置信息。

可以理解的，第一传感器113a的数量越多，检测的位置信息越准确。

可选地，第一传感器113a选择为位移传感器，位移传感器实现对悬浮组件220位置信息的检测，及时反馈至第一控制电路111a。

第一控制电路111a连接第一悬浮线圈112a，第一控制电路111a获取位置信息，并用于控制第一悬浮线圈112a产生可控磁场，可控磁场可以使悬浮组件220保持平稳的悬浮状态。可以理解的，第一悬浮线圈112a的数量越多，对悬浮组件220的悬浮控制越稳定。

进一步的，第一控制电路111a内包括有控制器，控制器可选用数字控制器或模拟控制器。

悬浮组件220包括悬浮本体222及运载体221，其中，悬浮本体222设置于运载体221内，悬浮本体222为软磁材质，运载体221与驱动机构230连接，驱动机构230驱动运载体221沿预设的轨道运动。

由于悬浮本体222的悬浮位置固定，所以运载体221的位置也相对固定，所以是驱动机构230带动外壳210相对悬浮本体222运动。

进一步的，悬浮模组200内还设置有为驱动机构230供电的电源240，电源240可采用电池，也可以采用无线充电线圈从座体100获得电能，也即是说，座体100内同样也设置有充电线圈，悬浮组件220内的无线充电线圈可安装在运载体221上，保证与座体100内的充电线圈位置相对应。

在一些实施例中，如图1所示，驱动机构230包括小型的电机，电机的输出轴上安装有摇杆231，摇杆231远离电机输出轴的一端与运载体221连接，当电机输出扭矩时，输出轴带动摇杆231绕运载体221摆转，以形成预设的轨道，该轨道的轨迹为圆形。此时驱动机构230会带动外壳210一起运动。

在另一些实施例中，驱动机构230包括小型的电机，电机的输出轴上安装有齿轮，运载体221体上设置有与齿轮啮合的齿条，通过电机输出正反转运动，以形成预设的轨道，该轨道的轨迹为直线。同时驱动机构230会带动外壳210沿直线方向的往复运动，其中，往复运动的方向可以是上下、左右或者前后。当然，齿条也可以换成内齿圈，此时形成的轨道的轨迹为圆形。

在另一些实施例中，驱动机构230包括小型的电机，电机的输出轴上安装有丝杠，运载体221体上设置有与丝杠螺纹啮合的螺母，通过电机输出正反转运动，以形成预设的轨道，该轨道的轨迹为直线。同时驱动机构230会带动外壳210沿直线方向的往复运动，其中，往复运动的方向可以是上下、左右或者前后。

在另一些实施例中，驱动机构230包括伸缩杆，伸缩杆的一端连运载体221，伸缩杆执行伸缩运动，以形成预设的轨道，该轨道的轨迹为直线。同时驱动机构230会即可带动外壳210沿直线方向的往复运动，其中，往复运动的方向可以是上下、左右或者前后。

在另一些实施例中，如图5所示，在外壳210内设置有导轨250，运载体221与导轨250为接触配合，导轨250的布置方式使得运载体221内的悬浮本体222接近外壳210，驱动机构230驱动运载体221沿轨道运动，由于悬浮本体222的悬浮位置固定，所以导轨250连接的外壳210沿反向运动。其中，运载体221可选为小车，驱动机构230可选为电机或马达，驱动机构230驱动小车的车轮转动。

其中，导轨250即为预设的轨道，导轨250的布置形式即为预设的轨道的轨迹。在本实施例中，导轨250的布置形式不受限制，可根据设置需要进行调整。在本实施例中，导轨250布置形式可以是圆形、十字交叉形或者是一些复杂的立体形状。

实施例三

请参阅图1至图5，本实施例提供的一种磁悬浮结构，应用在展示装置中。本实施例是在上述实施例一的基础上作出的改进，相比上述实施例一，区别之处在于：

请结合参阅图3和图4，在本实施例中，座体100与悬浮模组200沿竖直方向设置，悬浮模组200与座体100通过磁力配合实现悬浮，且悬浮模组200位于座体100的上方，悬浮组件220与磁控组件110相斥配合。

也即是说，悬浮模组200与座体100之间磁力为相互排斥的推力，推力的大小与悬浮模组200的重力达到平衡状态，进而实现悬浮模组200的下推式悬浮的效果。

具体的，座体100内设置的磁控组件110包括磁体件114、第二控制电路111b、至少一个第二悬浮线圈112b及至少两个第二传感器113b。

其中，磁体件114用于提供稳定的磁场，换而言之，磁体件114用于为悬浮组件220提供稳定的推力。可选地，磁体件114为永磁体，当然也可以是电磁线圈。

每个第二传感器113b均连接第二控制电路111b，第二传感器113b用于检测悬浮组件220相对座体100的位置信息，并反馈至第二控制电路111b。其中，所述位置信息至少包括垂直于重力方向的平面内的两个自由度的位置信息。

可以理解的，第二传感器113b的数量越多，检测的位置信息越准确。

可选地，第二传感器113b为霍尔传感器。霍尔传感器实现对悬浮组件220位置信息的检测，及时反馈至第二控制电路111b。

进一步的，第二控制电路111b连接第二悬浮线圈112b，第二控制电路111b获取位置信息，并用于控制第二悬浮线圈112b产生可控磁场。可控磁场可以使悬浮组件220保持平稳的悬浮状态。可以理解的，第二悬浮线圈112b的数量越多，对悬浮组件220的悬浮控制越稳定。

在本实施例中，悬浮组件220包括悬浮本体222及运载体221，其中，悬浮本体222及运载体221的设置方式可参考实施例二提供的技术方案，在此不再详细赘述，相比于实施例二，区别之处在于，悬浮本体222为永磁材质。

实施例四

请参阅图1至图5，本实施例提供的一种展示装置，包括如上述任意一个实施例提供的磁悬浮结构。

在本实施例中，悬浮模组200中的外壳210的表面设置有展示结构。其中，外壳210的形状可设置为对边形、球形或者其它形状。

在本实施例中，以多边形中的正方体为例进行说明，正方体结构的外壳210具有6个表面。6个表面中的任意一个上面均可设置有展示结构。

在一些实施例中，展示结构包括广告板或显示屏，若展示结构采用显示屏时，显示屏内部还设置有存储器，可通过4g、wifi等无线接收装置，对显示屏的显示内容进行更新。

在另一些实施例中，外壳210的6个表面也可设置为镜面，以吸引消费者。

本实施例提供的展示装置，应用了上述任意一个实施例提供的磁悬浮结构，使得展示方式更为独特，展示效果更好，增强对消费者的吸引力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种磁悬浮结构，其特征在于，包括座体及悬浮模组；

所述座体内设置有用于产生磁场的磁控组件；

所述悬浮模组包括外壳及设置于所述外壳内的悬浮组件和驱动机构，所述悬浮组件与所述磁控组件磁力配合，所述驱动机构连接所述悬浮组件，所述驱动机构用于驱动所述悬浮组件相对所述外壳沿预设的轨道运动；

其中，预设的所述轨道的轨迹为直线、圆或者交叉线当中的一种，当所述悬浮组件相对所述外壳沿预设的所述轨道运动时，所述悬浮组件的重心相对所述座体的位置不变，所述外壳相对所述座体运动。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述悬浮组件沿预设的所述轨道运动时，所述悬浮模组的重心位于以所述悬浮组件的法线为中心的圆柱内。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述悬浮组件包括悬浮本体及运载体；

所述悬浮本体设置于所述运载体；

所述运载体与所述驱动机构连接，所述驱动机构驱动所述运载体沿预设的所述轨道运动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述悬浮模组位于所述座体的下方，所述悬浮组件与所述磁控组件相吸配合。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述磁控组件包括第一控制电路、至少一个第一悬浮线圈及至少一个第一传感器；

所述第一传感器连接所述第一控制电路，所述第一传感器用于检测所述悬浮组件相对所述座体的位置信息；

所述第一控制电路连接所述第一悬浮线圈，所述第一控制电路获取所述位置信息，并用于控制所述第一悬浮线圈产生可控的磁场。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述悬浮组件的悬浮本体为软磁材质，所述第一传感器为位移传感器。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述悬浮模组位于所述座体的上方，所述悬浮组件与所述磁控组件相排斥配合。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述磁控组件包括磁体件、第二控制电路、至少一个第二悬浮线圈及至少两个第二传感器；

所述磁体件用于提供稳定的磁场；

每个所述第二传感器均连接所述第二控制电路，所述第二传感器用于检测所述悬浮组件相对所述座体的位置信息；

所述第二控制电路连接所述第二悬浮线圈，所述第二控制电路获取所述位置信息，并用于控制所述第二悬浮线圈产生可控的磁场。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮结构，其特征在于，所述悬浮组件的悬浮本体为永磁材质，所述第二传感器为霍尔传感器。

10.一种展示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的磁悬浮结构；

所述外壳的表面设置有展示结构，所述展示结构包括广告板或显示屏。

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