CN114451749B - 一种非接触式磁限位装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式磁限位装置及其制作方法，其特征在于：包括非接触式磁限位装置本体，非接触式磁限位装置本体由磁限位组件A和被固定件C组成，磁限位组件A设置在固定件C的周侧，且磁限位组件A与固定件C互不接触，磁限位组件A与被固定件C放置在较近位置时相互之间的力既吸引又排斥，具体表现为：小于磁限位组件中斥磁半径时排斥；大于引磁直径1/3时吸引，使得磁限位组件A与固定件C始终保持在斥磁半径与引磁直径1/3的距离内。本发明的有益效果：没有采用电磁方式，无发热、漏电的安全隐患；无交变电磁场，安全无辐射，无污染；稳定、可靠，更有利于人体健康，同时核心的磁限位模块可应用于不同的悬浮体以实现上述功能。

Description

一种非接触式磁限位装置及其制作方法

技术领域

本发明属于磁学领域，尤其涉及非接触式磁限位装置及其制作方法。

背景技术

目前，在车辆、床垫、座垫、产品展台等需要减震限位的场合一般采用弹簧、轴套、弹性材料等进行限位，使位移力在弹簧、轴套、弹性材料上产生较大的衰减，从而达到保持被限位物体的位置和受力回馈的平稳性。该类材料在长期使用后，会因反复的弹性变形而产生松弛或者疲劳破坏，并且会因为磨损产生越来越大的噪音和稳定性的降低。影响到人的舒适性。通过研制非接触式的电磁减震器可达到同样目的，现有磁悬浮床垫也有一些技术和产品出现，如公开号为2756085公开一种磁悬浮床结构，202011321512.X磁悬浮床垫、磁悬浮床垫的控制方法和床等均采用上下竖直方向相斥的磁铁磁力配合大功率电磁铁的原理，进行升降，或者201820626175.7一种磁悬浮床采用两块同极排列的磁铁中间放置同极的磁铁进行挤压排斥的方法形成所谓的悬浮功能。目前均为这种结构类型，但是其具有不稳定性，无论怎么排斥推动都无法做到真正的无接触，并且需要外部支撑装置保持悬浮状态；同时在大功率电磁铁成本较高，在工作时产生大电流的交变电磁场，容易发热，有不安全的隐患存在。已经经过科学研究发现强电磁场的辐射大、环保低、经常处在强电磁场环境下会导致男性阳痿、早泄和前列腺增生，女性会导致月经失调、痛经和妇科症等，未成年人会导致不长个子、瘦弱、精神迟钝、反应性差等等问题。因此，不利于人们的健康生活。

综上可知，现有弹簧、轴套、弹性材料等限位不能做到无接触，长时间使用均会磨损产生噪音和损坏，电磁限位在结构上较复杂，制造成本较高，在功能使用上，稳定性，安全性较差，使用效果亟待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式磁限位装置及其制作方法，用以解决现有磁悬浮体（被限位物体）中存在的有电磁辐射、结构不稳定、制造成本高、有安全隐患的缺陷。

为实现所述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种非接触式磁限位装置，包括非接触式磁限位装置本体，所述非接触式磁限位装置本体由磁限位组件A和被固定件C组成，所述磁限位组件A设置在固定件C的周侧，且磁限位组件A与固定件C互不接触，所述磁限位组件A与被固定件C放置在较近位置时相互之间的力既吸引又排斥。

优选的，磁限位组件A包括斥磁组和引磁组，所述斥磁组设于引磁组的周侧，且所述斥磁组的磁石位于被稳定件C和磁限位组件A的中间位置。

优选的，斥磁组的磁石至少设有2个，各个磁石极性相向排列，排列方式包括并排排列、三角形排列、正方形排列、矩形排列、圆形排列；引磁组的磁石至少设有1个，设有多个磁石通过叠加组成。

优选的，斥磁组与引磁组间磁石的圆心夹角M：40°～70°。

优选的，所述斥磁组和引磁组的距离与固定件C的限位距离成正比。

优选的，还包括悬浮体和被悬浮体，所述被悬浮体周侧开设有放置所述磁限位组件A的定位槽，所述定位槽外侧放置被固定件C；所述悬浮体位于被悬浮体的下方，且所述悬浮体的下部设有磁悬浮组件。

优选的，所述磁悬浮组件包括成对设置的悬浮件a和悬浮件b，所述悬浮件a的上端设置在悬浮体的下方，所述悬浮件a对应设置在悬浮件b的上方。

一种非接触式磁限位装置的制作方法，所述方法用于制作所述的非接触式磁限位装置，其中所述斥磁组、引磁组和固定件C内磁石的排布方法为：设斥磁组的磁石直径为r，引磁组的磁石直径为R，固定件C的磁石直径为R1，斥磁组的磁石与引磁组的磁石之间的最短距离为T，且满足：

R/2.5 ≤r≤R/3.5；

0≤T＜R/r/1.5～2.5；

r＜R1＜R。

磁悬浮组件提供垂直推力使被限位物体（被悬浮体）不接触水平支撑面并悬空，非接触式磁限位装置提供水平推力使被限位物体不接触垂直支撑面保持稳定不位移。

本发明的有益效果：

1、没有采用电磁方式提供悬浮的所需的力，无发热、漏电的安全隐患；

2、无交变电磁场，安全无辐射，无污染；

3、物理材料、方法，稳定、可靠，更有利于人体健康。

附图说明

图1为非接触式磁限位装置本体整体示意图；

图2为非接触式磁限位装置本体各磁石半径意图；

图3为非接触式磁限位装置本体磁石夹角M示意图；

图4 为磁限位组件A和固定件C俯视图及横截面视图；

图5为磁限位组件A和固定件C另一实施例俯视图及横截面视图；

图6为应用于被限位物体整体截面结构示意图；

图7为应用于被限位物体整体立体结构示意图；

图8为设置两组固定件C的实施例俯视图；

图9为两组固定件C结构的透视结构示意图；

图10为两组固定件C结构的整体示意图。

其中，图中各附图标记：

1、被悬浮体；2、悬浮体；3、磁悬浮组件；4、非接触式磁限位装置本体；5、定位槽；6、斥磁组；7、引磁组；8、固定件C，9、悬浮件a；10、悬浮件b。

实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了 说明的目的，并不表示是唯一的实施方式，本文所使用的术语“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“前端”、“后端”以及类似的表达是参考附图的位置关系。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例

如图1～7所示，为解决现有磁悬浮床存在的有电磁辐射、结构不稳定、制造成本高、有安全隐患的缺陷，本发明实施例提供了一种非接触式磁限位装置，包括非接触式磁限位装置本体4，非接触式磁限位装置本体4由磁限位组件A和被固定件C8组成，所述磁限位组件A设置在固定件C8的周侧，且磁限位组件A与固定件C8互不接触，磁限位组件A与被固定件C8放置在较近位置时相互之间的力既吸引又排斥。

在本具体实施例中，磁限位组件A包括斥磁组6和引磁组7，斥磁组6设于引磁组7的周侧，且斥磁组6的磁石位于被稳定件C和磁限位组件A的中间位置。

在本具体实施例中，斥磁组6的磁石至少设有2个，各个磁石极性相向排列，排列方式包括并排排列、三角形排列、正方形排列、矩形排列、圆形排列；引磁组7的磁石至少设有1个，当引磁组7的磁石设有多个时，其磁石通过叠加组成。

在本具体实施例中，斥磁组6与引磁组7间磁石的圆心夹角M：40°～70°。

在本具体实施例中，斥磁组6和引磁组7的距离与固定件C8的限位距离成正比。

在本具体实施例中，还包括悬浮体2和被悬浮体1，被悬浮体1周侧开设有放置磁限位组件A的定位槽5，定位槽5外侧放置被固定件C8（值得注意的是，这里对于磁限位组件A和固定件C8放置的位置可以自由选择，即也可以选择将固定件C8放入到定位槽5中，对应的磁限位组件A放置在固定件C8的外侧来设计）；悬浮体2位于被悬浮体1的下方，且悬浮体2的下部设有磁悬浮组件3。

在本具体实施例中，磁悬浮组件3包括成对设置的悬浮件a9和悬浮件b10，悬浮件a9的上端设置在悬浮体2的下方，悬浮件a9对应设置在悬浮件b10的上方。

一种非接触式磁限位装置的制作方法，本方法用于制作非接触式磁限位装置本体4，其中斥磁组6、引磁组7和固定件C8内磁石的排布方法为：设斥磁组6的磁石直径为r，引磁组7的磁石直径为R，固定件C8的磁石直径为R1，斥磁组6的磁石与引磁组7的磁石之间的最短距离为T，且满足：

R/2.5 ≤r≤R/3.5；

0≤T＜R/r/1.5～2.5；

r＜R1＜R。

使用时，由于磁悬浮组件3提供垂直推力使被限位物体（被悬浮体1）不接触水平支撑面并悬空，非接触式磁限位装置本体4则由于磁限位组件A和固定件C的相互作用，会提供水平推力使被限位物体（被悬浮体1）不接触垂直支撑面保持稳定不位移。

作为其中一个实施例，如图4所示，被悬浮体1受到外力时，外力带动磁限位组件A向固定件C8挤压，斥磁组6与固定件C8相斥，磁石自动排斥被悬浮体1与悬浮体2受到磁石产生的推力，被悬浮体1与悬浮体2之间悬空；外力消失时，斥磁组6与固定件C8相斥的力减弱，引磁组7与磁限位组件A相互吸引的力大于磁组与固定件C8相斥的力，被悬浮体1上升至一定位置高度后，被悬浮体1停止上升且稳定在与水平面平行的一个平面上。

作为其中一个实施例，如图5所示，引磁组7与斥磁组6不直接相接，设置在不同的位置，只要保证，被悬浮体1受到外力时，外力带动磁限位组件A向固定件C8挤压，磁石自动排斥被悬浮体1与悬浮体2受到磁石产生的推力，被悬浮体1与悬浮体2之间悬空；外力消失时，被悬浮体1上升至一定位置高度后，停止上升且稳定在与水平面平行的一个平面上。

悬浮体2通过磁限位模块4的磁限位组件A与设置在墙面或底座的磁限位模块4的固定件C8磁性连接，磁限位组件A与固定件C8放置在较近位置时既吸引又排斥，具体表现为：

①小于磁限位模块4中斥磁半径时排斥；

②大于引磁直径1/3时吸引，使得磁限位组件A与固定件C8始终保持在斥磁半径与引磁直径1/3的距离内。

实施例

如图8～10所示，一组非接触式磁限位装置本体4包括：一个引磁磁石、四个斥磁和两个固定件C8。则对应的设计方式可以对应如附图所示，则在四周设计。

需要说明的是，上述实施例的说明只是说明了较好的实施方式，实际上磁限位装置内磁铁的排布方法、非接触式磁限位装置应用范围（场景包括床垫、座垫、产品展台等各类实物用品中）的延伸、磁限位装置内磁铁的形状、大小、材料性能的改变均不影响保护范围。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种非接触式磁限位装置，其特征在于：包括非接触式磁限位装置本体，所述非接触式磁限位装置本体由磁限位组件 A 和被固定件 C 组成，所述磁限位组件 A 设置在固定件 C 的周侧，且磁限位组件 A 与固定件 C 互不接触，所述磁限位组件 A 与被固定件 C放置在较近位置时相互之间的力既吸引又排斥，所述磁限位组件 A 包括斥磁组和引磁组，所述斥磁组设于引磁组的周侧，且所述斥磁组的磁石位于被稳定件 C 和磁限位组件 A 的中间位置。

2.根据权利要求 1 所述的非接触式磁限位装置，其特征在于：斥磁组的磁石至少设有2 个，各个磁石极性相向排列，排列方式包括并排排列、三角形排列、正方形排列、矩形排列、圆形排列；引磁组的磁石至少设有 1 个，设有多个磁石通过叠加组成。

3.根据权利要求 2 所述的非接触式磁限位装置，其特征在于：斥磁组与引磁组间磁石的圆心夹角 M：40°～70°。

4.根据权利要求 3 所述的非接触式磁限位装置，其特征在于：所述斥磁组和引磁组的距离与固定件 C 的限位距离成正比。

5.根据权利要求 1-4 任意所述的非接触式磁限位装置，其特征在于：还包括悬浮体和被悬浮体，所述被悬浮体周侧开设有放置所述磁限位组件 A 的定位槽，所述定位槽外侧放置被固定件 C；所述悬浮体位于被悬浮体的下方，且所述悬浮体的下部设有磁悬浮组件。

6.根据权利要求 5 所述的非接触式磁限位装置，其特征在于：所述磁悬浮组件包括成对设置的悬浮件 a 和悬浮件 b，所述悬浮件 a 的上端设置在悬浮体的下方，所述悬浮件a对应设置在悬浮件 b 的上方。

7.一种非接触式磁限位装置的制作方法，其特征在于：所述方法用于制作权利要求1-6任意一项所述的非接触式磁限位装置，其中所述斥磁组、引磁组和固定件 C 内磁石的排布方法为：设斥磁组的磁石直径为 r，引磁组的磁石直径为 R，固定件 C 的磁石直径为R1，斥磁组的磁石与引磁组的磁石之间的最短距离为 T，且满足：

R/2 .5≤r≤R/3 .5；

0≤T＜R/r/1 .5～2 .5；

r＜R1＜R。