CN201638469U - 磁悬浮旋转地球仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁悬浮旋转地球仪，包括支架，该支架设有支架底座，支架立柱和支架上架，其特征在于支架上架下方通过绳子悬挂有第一磁铁，第一磁铁下方设有一地球仪，该地球仪上端设有第二磁铁，第一磁铁底部设有一定位小铁钉，定位小铁钉与地球仪上端接触，第一磁铁的下端和第二磁铁的上端极性相反。在地球仪的上端和支架上分别固定两块磁铁，将小铁钉夹在中间，铁钉的尖端对着地球仪，当作用于地球仪向上的磁力≥地球仪向下的重力时，就产生了磁悬浮现象。而当地球仪转动时，小铁钉阻碍地球仪转动的阻力矩微乎其微，接近于悬空状态时的旋转阻力矩。本实用新型的优点在于结构简单，成本低廉，磁浮稳定性高。

Description

磁悬浮旋转地球仪

技术领域：

本实用新型涉及文化教育领域，具体涉及一种磁悬浮旋转地球仪。

背景技术：

目前市场上销售的磁悬浮地球仪，均采用220伏交流电供电，功率在5W左右。磁浮的稳定性较差，操作者稍有操作不当，球体既会下落，或者向上被支架上的磁铁吸引住。要让地球仪产生旋转，需要人为给地球仪一个初速度，由于磁悬浮物体所受阻力极小，依靠惯性将保持其运动状态。除磁悬浮地球仪以外，还衍生出其它许多磁悬浮产品，其电路原理基本一样。因此存在工作耗电多、220V电压安全性差、地球仪无自带旋转功能和操作不方便的技术需要改进。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种磁浮稳定性高的磁悬浮旋转地球仪。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种磁悬浮旋转地球仪，包括支架，该支架设有支架底座，支架立柱和支架上架，其特征在于支架上架下方悬挂有第一磁铁，第一磁铁下方设有一地球仪，该地球仪上端设有第二磁铁，第一磁铁底部设有一定位小铁钉，定位小铁钉与地球仪上端接触，第一磁铁下端和第二磁铁上端的极性相反。根据本实用新型的一个实施例，在地球仪内部水平设置有第三磁铁，第三磁铁的中部与电子时钟机芯连接。根据本实用新型的另一实施例，在地球仪内部水平设置有第三磁铁，支架底座位于第三磁铁下方位置水平设置有第四磁铁，第四磁铁中部与电子时钟机芯连接。

在地球仪的上端和支架上分别固定两块磁铁，将小铁钉夹在中间，铁钉的尖端对着地球仪，当作用于地球仪向上的磁力≥地球仪向下的重力时，就产生了磁悬浮现象。而当地球仪转动时，小铁钉阻碍地球仪转动的阻力矩微乎其微，接近于悬空状态时的旋转阻力矩。本实用新型的优点在于结构简单，成本低廉，磁浮稳定性高。

附图说明：

图1为本实用新型第一实施例的结构示意图

图2为本实用新型第二实施例的结构示意图

图3为第二实施例中地球仪水平旋转力矩产生原理图

图4为本实用新型第三实施例的结构示意图

图5为第三实施例中地球仪水平旋转力矩产生原理图

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

一种磁悬浮旋转地球仪，包括支架，该支架设有支架底座1，支架上架3通过支架立柱2安装在支架底座1上，其特征在于支架上架3下方通过绳子4悬挂有第一磁铁5，第一磁铁5下方设有一地球仪6，该地球仪6上端设有第二磁铁7，第一磁铁5底部设有一定位小铁钉8，定位小铁钉8顶端与地球仪6上端接触，第一磁铁5下端和第二磁铁7上端的极性相反。地球仪6球体直径为20cm，定位小铁钉8的长度为3～5mm。

在地球仪的上端和支架上分别固定两块极性相反的磁铁，将小铁钉夹在中间，铁钉的尖端对着地球仪，当作用于地球仪向上的磁力f≥地球仪向下的重力G时，就产生了磁悬浮现象。而当地球仪转动时，小铁钉阻碍地球仪转动的阻力矩微乎其微，接近于悬空状态时的旋转阻力矩。当地球仪的位置略有偏差时，在两块极性相反的磁铁之间的磁力作用下，固定在第一磁铁底部的定位小铁钉可以自动对准第二磁铁中心，从而起到自动对准的作用。要使该地球仪旋转，可以在地球仪内/外设置旋转磁场。

根据本实用新型的一个实施例，在地球仪6内部水平设置有第三磁铁9，第三磁铁9的中部与电子时钟机芯10连接。在地球仪内部安装一个电子时钟机芯，用以驱动第三磁铁旋转(如图2所示)，通电后便产生了旋转磁场，成为地球仪旋转的动力源，而真正推动地球仪旋转的外部施力者，却是看不见摸不着的地球磁场。为了使得地球仪平衡旋转，一般使得第三磁铁的中心位于地球仪的中轴线上。在地球仪的旋转驱动方面，本实用新型采用了独特的旋转磁场驱动物体转动，而产生旋转磁场的装置，来自目前广泛使用的电子时钟机芯(上海中国钟厂的555等多种机芯均可使用)，优点是低电压(1.5V)和低功耗(用一节5号干电池供电，几乎可以连续工作一年)。当嵌入地球仪内的电子时钟机芯，用第三磁铁替代秒针旋转，便在水平方向上第三磁铁产生的磁力线与地球磁场磁力线保持一定夹角a，根据磁科学原理，第三磁铁两端将受到一个反向作用力，传递到地球仪上，产生旋转力矩。力矩的大小与夹角a有关，当夹角a为90度时有极大值，夹角a为0度时有极小值(即平衡位置，见图3所示)，此技术在地磁场的开发应用上为一项新突破。

根据本实用新型的另一实施例，在地球仪6内部水平设置有第三磁铁9，支架底座1位于第三磁铁9下方位置水平设置有第四磁铁11，第四磁铁11中部与电子时钟机芯10连接。第三磁铁9和第四磁铁11之间间隔3～5mm。在该实施例中旋转磁场脱离地球仪，安放在支架底座内，而在地球仪的下端只要固定一块小磁铁，保持两部分磁力线分布在靠近的两个平面上，这样可以忽略地球磁场，而是靠两个永久磁铁间的磁场相互作用，推动地球仪产生恒定的旋转。第三磁铁旋转使得夹角b增大，第四磁铁将自动以相同的转速运动，从而带动地球仪旋转。图中f1是第一磁铁和第二磁铁之间的磁力，f2为第三磁铁和第四磁铁之间的磁力，G为地球仪的重力。

其中第三磁铁9和第四磁铁11均采用条状磁铁，水平方向两端极性相反。

本实用新型在使物体旋转方面，既没用传统的机械传动方式，也不是依靠惯性原理，而是一个转动速度可控的磁场物理技术，它的应用领域可以拓展到其它凡需要无接触传递旋转动力的产品上，这是目前市场上尚未使用的技术。

Claims (4)

1.一种磁悬浮旋转地球仪，包括支架，该支架设有支架底座，支架立柱和支架上架，其特征在于支架上架下方悬挂有第一磁铁，第一磁铁下方设有一地球仪，该地球仪上端设有第二磁铁，第一磁铁底部设有一定位小铁钉，定位小铁钉与地球仪上端接触，第一磁铁下端和第二磁铁上端的极性相反。

2.如权利要求1所述的磁悬浮旋转地球仪，其特征在于在地球仪内部水平设置有第三磁铁，第三磁铁的中部与电子时钟机芯连接。

3.如权利要求1所述的磁悬浮旋转地球仪，其特征在于在地球仪内部水平设置有第三磁铁，支架底座位于第三磁铁下方位置水平设置有第四磁铁，第四磁铁中部与电子时钟机芯连接。

4.如权利要求3所述的磁悬浮旋转地球仪，其特征在于第三磁铁和第四磁铁之间间隔3～5mm。

Images