CN207339688U - 具有可转动机构的悬浮体及包含此悬浮体的磁浮装置 - Google Patents

Abstract

一种具有可转动机构的悬浮体及包含此悬浮体的磁浮装置，其中磁浮装置由悬浮体与底座构成。所述悬浮体经由配置而悬浮于产生的平衡磁场中。所述悬浮体包含：转轴、驱动马达以及永久磁铁，其中转轴沿水平方向延伸；所述驱动马达机械耦接所述转轴，用以驱动所述转轴；所述永久磁铁相对设置于所述转轴的径向距离上，且所述永久磁铁经由配置而维持在所述产生的平衡磁场中的一平衡位置。

Description

具有可转动机构的悬浮体及包含此悬浮体的磁浮装置

技术领域

本发明关于一种磁浮装置及其悬浮体，尤其是所述悬浮体具有可转动的机构。

背景技术

现有一种磁浮装置(或磁磁浮装置)，适用于物品的展示，主要包含底座模块及悬浮体。底座模块不属于悬浮的部分，其具有磁场产生模块，用以产生特定磁场。此特定磁场可创造稳定点，供悬浮体稳固地漂浮于此。磁场产生模块可经配置而产生动态磁场，用以驱动悬浮体，使悬浮体呈现特定的运动。

如图1显示一种已知的磁浮装置，其包含悬浮体10和底座12。悬浮体10内固定有圆柱形永久磁铁101，底座12内固定有水平放置的环形磁铁121。利用环形磁铁121上表面的S极，在环形磁铁的上方位于中心线处创造N极区域(未显示)。利用悬浮体10的圆柱形永久磁铁101下方的N极与环形磁铁121上方的N极区域对应相斥，使悬浮物10的重力被平衡而支撑悬浮物10。底座12内还进一步包含多个由复数线圈与磁性物质组成的电磁铁组122，其被驱动以控制悬浮物10在水平方向上的运动。具体技术内容可参阅中国实用新型专利第CN1819436A号所公开的磁磁浮装置。

所述第CN1819436A号专利利用结构的独特性，除了能达到悬浮效果外，在不需要额外设置旋转机构的情况下，悬浮体在悬浮状态下还能够在基准位置做自由水平旋转，从而具有独特的视觉效果。因此，产生独特的视觉效果应为此类磁浮装置所期待发展的目标之一。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种悬浮体，该悬浮体经由配置而悬浮于产生的平衡磁场中。所述悬浮体包含：沿水平方向延伸的转轴；机械耦接所述转轴且用以驱动所述转轴的驱动马达；相对设置于所述转轴的一径向距离上的永久磁铁，且所述永久磁铁经由配置而维持在所述产生的平衡磁场中的一平衡位置。

本发明的另一目的在于提供一种悬浮体，该悬浮体经由配置而悬浮于产生的平衡磁场中。所述悬浮体包含：沿水平方向延伸的转轴，所述转轴将所述悬浮体分为上半部和下半部；机械耦接所述转轴且用以驱动所述转轴的驱动马达；相对设置于所述转轴的一径向距离上的基部，且所述基部设置于所述悬浮体的下半部，致使所述下半部的重量大于所述上半部。

在一具体实施例中，所述悬浮体还包含外壳，所述转轴具有两端，分别固定于所述外壳。

在一具体实施例中，所述外壳为球型。

在一具体实施例中，所述悬浮体还包含伸缩机构，相对于所述转轴垂直延伸，并沿着一伸缩路径移动，所述伸缩机构的一端具有另一磁铁，所述另一磁铁受到一外部磁场的牵引而驱动所述伸缩机构。

在一具体实施例中，所述驱动马达与机械开关电性耦接，所述机械开关设置于所述伸缩路径上，所述伸缩机构具有突出部，所述突出部沿着伸缩路径移动并触碰所述机械开关以操作所述驱动马达。

在一具体实施例中，所述悬浮体还包含伸缩机构，设置于所述上半部且相对于所述转轴垂直延伸，并沿着一伸缩路径移动，所述伸缩机构的一端具有另一磁铁，所述另一磁铁受到外部磁力的牵引而驱动所述伸缩机构。

本发明还提供一种磁浮装置，其包含悬浮体及底座。所述悬浮体经由配置而悬浮于所述底座所产生的平衡磁场中。所述悬浮体包含：外壳；转轴，容置于所述外壳中并沿水平方向延伸，所述转轴具有两端固定耦接至所述外壳；驱动马达，机械耦接所述转轴，用以驱动所述转轴；永久磁铁，相对设置于所述转轴的一径向距离上，且所述永久磁铁经由配置而维持在所述平衡磁场中的一平衡位置，其中，所述转轴经所述驱动马达驱动时，所述外壳以所述转轴为中心而转动。

附图说明

从如附图所说明的具体实施例的下列说明，即可清楚理解本发明的前述与其他目的、特征和优势，其中相同参考字符在各个视图中指称相同的部件。附图未必依照实际尺寸绘制，其重点是在于说明本发明的原理。

图1显示一种现有的磁浮装置的示意图。

图2显示本发明磁浮装置的实施例的示意图。

图3显示本发明磁浮装置另一实施例的示意图。

图4A显示本发明磁浮装置的机械开关的示意图。

图4B显示本发明磁浮装置的机械开关的具体实施例。

具体实施方式

现将于下文中参照如附图来更完整地说明本发明，这些附图形成本文的一部分，且其仅藉由例示说明而呈现特定的示例性具体实施例。然而，本发明目标可具体表现为各种不同形式，因此所涵盖或主张的目标意欲被解释为不限于本文所提的任何例示具体实施例；例示具体实施例仅提供作为例示性之用。同样地，意欲涵盖的是所主张或涵盖目标的合理广泛范畴。举例而言，除其他事项外，目标可具现为方法、装置、组件或系统。因此，下述详细说明并不是要作为限制性概念。

在整份说明书与权利要求中，用语可具有在明确陈述的意义以外建议的、或在上下文中暗示的细微意义。同样地，本文中所使用的用语「在一具体实施例中」未必是指相同具体实施例，而本文中所使用的用语「在另一具体实施例中」未必是指不同的具体实施例。举例而言，所主张之目标系意欲包括例示具体实施例在整体上或部分之组合。

本发明提供一种磁浮装置，包含悬浮体及底座，该悬浮体经由配置而悬浮于该底座所产生的一平衡磁场中。图2为本发明磁浮装置一实施例的示意图，显示悬浮体20及底座22。悬浮体20经由配置而悬浮于底座22所产生的平衡磁场中。

悬浮体20包含本体201、转轴202、驱动马达203及永久磁铁204。本体201为悬浮体20的主结构，其由复数个结构件组成。本体201定义有多个容置空间，用以容置所述驱动马达203、永久磁铁204和/或电路板等组件。本体201具有基部205，作为容置所述永久磁铁204的结构。本体201具有上半部及下半部。基部205位于本体201的下半部，致使本体201的重心位于其下半部。

驱动马达203容置于本体201中并机械耦接转轴202以驱动该转轴202。在本发明的实施例中，所述驱动马达203为转子马达。驱动马达203位于本体201的上半部并与基部205中的永久磁铁204以适当距离隔开。

转轴202沿水平方向延伸并机械耦接至驱动马达203，使得转轴202可相对主体201纵向转动。举例而言，转轴202与驱动马达203之间可以齿轮组连接或其他已知传动手段实现。如图所示，转轴202具有两端，其分别自本体201的两侧延伸。转轴202的两端可为直线延伸。在其他具体实施例中，转轴的两端可以其他方向延伸。转轴202将悬浮体20分为上半部及下半部，而基部205设置于悬浮体20的下半部，致使悬浮体20及主体201下半部的重量大于上半部。

永久磁铁204相对设置于转轴202的径向距离D上。永久磁铁204经由配置而能够维持在底座22产生的平衡磁场中的平衡位置。在本发明的一具体实施例中，可包含一个以上的永久磁铁204设置于本体201的基部205位置。磁极的配置可参考图1的安排。

悬浮体20还可包含外壳206，其具有容置空间，用以容纳本体201。如图所示，外壳206为球型外壳。转轴202的两端分别固定于外壳206的内侧。举例而言，转轴202的两端设置有结构件，而外壳206内侧设置有对应抓住所述结构件的容纳结构，藉此转轴202与外壳206同步转动，而外壳206相对于主体201纵向转动。外壳206应足够大以容置本体201且在转动时不与本体201相互干扰。

悬浮体20可包含电源供应单元207，用以供应操作驱动马达203及电路的电力。如图所示，电源供应单元207配置于驱动马达203及永久磁铁204之间的位置且靠近基部205。因此，本体201的重心位于其下半部。在本发明一具体实施例中，电源供应单元207为电池。本体201内可设置有电池插座，用以容置及替换电池。

本体201内可容置有电路，像是用以驱动马达的驱动电路。在本发明的一具体实施例中，电路可配置成讯号接收器，用以接收远程遥控讯号像是蓝芽、红外线无线讯号以驱动马达运作。

悬浮体20经由配置而悬浮于底座22产生的平衡磁场中。底座22可如图1的配置，包含环型磁铁221及电磁铁组222。环形磁铁221的上表面磁性为S，致使在底座22的上方形成有磁性为N的区域，其包含用以放置悬浮体20的稳定位置。悬浮体20的永久磁铁204以N极朝下的方向，放置于所述N型区域的稳定位置上，藉由同极相斥的作用使悬浮体20悬浮于底座22上。

电磁铁组222包含多个电磁铁，每一个电磁铁是由线圈缠绕磁柱所组成。电磁铁组222可以特定的数量及安排设置于环形磁铁221中。举例而言，四个电磁铁可被包含并且以二乘二的方式安排。电磁铁组222与设置在底座中的控制电路电性连接，电磁铁组222可依据控制产生特定的动态磁场，用以控制悬浮体20的水平方向运动。本发明图标的底座配置仅为举例，更多不同的技术手段亦包含在本发明磁浮装置的底座。

除了前述经由无线讯号驱动马达，本发明的磁浮装置亦可利用机械机构驱动马达。图3为本发明磁浮装置又一具体实施例，其显示悬浮体30经由配置而悬浮于底座32产生的平衡磁场中。悬浮体30包含有与前述实施例相同的主体301、转轴302、驱动马达303、永久磁铁304、基部305、外壳306及电源供应单元307等，底座32亦包含与前述实施例相同的环形磁铁321、电磁铁组322，故相同说明不在此赘述。

图3所示实施例，自主体301的上端308设置有伸缩机构309，其相对于转轴302垂直延伸，并沿着伸缩路径310移动。该伸缩机构309的端设置有另一磁铁311，其可受到外部磁场的牵引而驱动该伸缩机构309。虽未显示，所述磁铁311沿着伸缩路径在第一位置及第二位置之间移动，其中在第一位置的磁铁311靠近外壳306，而在第二位置的磁铁311靠近主体301。磁铁311由所述外部磁场吸引而移动至第二位置，且磁铁311在第二位置时不干涉外壳306的转动。当外部磁场移除，磁铁311回到第一位置。

所述外部磁场可由设置于外壳306外围的附加组件提供。如图3所示之实施例，悬浮体30还包含滑动组件312放置于外壳306上且靠近磁铁311。滑动组件312承载磁铁313，其提供磁场用以吸引附近的磁铁311。磁铁313的磁场强度需足够大以将伸缩机构309的磁铁311吸引致所述第一位置。滑动组件312还提供有复数个滑动件。举例而言但不限于此，滑动组件312的一侧，像是在与外壳306的接触面上，提供有复数个滚珠314。滚珠314是以已知的手段配置，例如至少三个，以至于滚珠314可延任一方向滚动。藉由滚珠314，滑动组件312与外壳306间的摩擦力得以减小。因此，在外壳306转动的期间，滑动组件312能够在外壳306上滑动并且停留在与伸缩机构309的磁铁311对应的位置。换言之，悬浮体30转动期间，外壳306相对于主体301及滑动组件312转动，同时主体301及滑动组件312大致上维持在一致的位置。滑动组件312与外壳306的接触面可相互匹配，像是所述接触面可为曲面结构，使滑动组件312能更顺畅地沿着外壳306表面滑动。

所述伸缩机构309在所述第一位置及第二位置变化的过程直接或间接驱动马达303。图4A显示根据图3的再一具体实施例，其中部分组件系省略以避免复杂。如图所示，悬浮体的主体401的上端408设置有伸缩机构409，其沿着纵向方向410伸缩。伸缩机构409的一端设置有磁铁411，其经由伸缩机构409的带动而在第一位置及第二位置之间移动。具体而言，伸缩机构409包含导引组件412及支柱413，两者构成一套迭结构(telescope)。导引组件412固定于主体401的上端408，例如可以是管状结构。支柱413配置在导引组件412中且可沿着方向410移动。支柱413的一端设置有所述磁铁411。举例来说，支柱413的一端可设置维持磁铁411的结构件。

伸缩机构409的支柱413还具有突出部414，沿着方向410的垂直方向延伸且延伸至导引组件412之外，如图4B所示。较佳地，突出部414设置于靠近支柱413的另一端贴近主体401。突出部414可以是与支柱413一体成形并随着支柱413在所述第一位置及第二位置之间移动。突出部414被配置以触碰机械开关。

如图4A所示，机械开关415设置于该方向410上并且与所述驱动马达电性耦接，使得突出部414沿着该方向410移动并触碰该机械开关415以接通电力至驱动马达。当未施加外部磁场时，支柱413的突出部414静止于导引组件412底部(即所述第一位置)。当受到外部磁场拉起的突出部414触碰机械开关415，支柱413则停止滑动(即所述第二位置)。受到拉起的突出部414施加机械力于机械开关415上，迫使该机械开关415变形以接通导电路径。

图4B显示根据图3的一具体实施例。导引组件412具有狭缝416沿着方向410延伸。狭缝416暴露出导引组件412内的支柱413及其部分结构。狭缝416系配置以导引支柱413沿着方向410移动。突出部414通过狭缝416与支柱413耦接，致使狭缝416仅允许突出部414及支柱413沿着方向410移动。突出部414可为不同形状。举例而言但不限于图4B，突出部414末端具有拨片417，其在水平面有最大面积，藉此有助于使突出部414触碰机械开关415。

机械开关415设置以经由突出部414触碰而形成电性导通。突出部414之触碰施予压力于机械开关415，致使机械变形而接通导电路径。举例而言但不限于图4B，机械开关415包含第一导电端418及第二导电端419，其分别电性耦接至一电路回路图中未示，如前述驱动电路或控制电路。开关415在未受到外力的状态下，第一导电端418及第二导电端419不相接触，因此所述电路回路为开路状态。开关415受到足够外力的状态下，第一导电端418及第二导电端419彼此接触，使所述电路回路为闭路状态。图示之导电端418、419为金属片体，其由一结构维持于一定高度，其至少高于突出部414的所述第一位置，且维持于突出部414移动的路径上。

如图所示，第一导电端418设置于第二导电端419之上，且各导电端418、419可稍微偏折或弯曲使彼此易于接触。此外，该等导电端418、419的接触部可设置凸件，有助于该等导电端418、419彼此触碰，像是凸点或凸条。受外部磁场拉起的突出部414自所述第一位置升高至第二位置并撞击第二导电端419，使第二导电端419偏向第一导电端418。如图所示，在第二导电端419与突出部414的接触部可设置垫片420，用以提供更佳的施力效果。

突出部414会一直维持在所述第二位置直到外部磁场移除，像是将图3的滑动组件312自外壳306移除，则突出部414返回第一位置，而第二导电端419因失去压力而回复原状，机械开关415回复为开路。

返回参考图3，未放上滑动组件312之前，悬浮体30系经由底座32提供的平衡磁场而悬浮在该平衡磁场中的稳定位置，且转轴302及外壳306静止。同时参阅图3及图4A，当滑动组件312放上位于支柱(对应图4A的413)上方的外壳306，磁铁313与磁铁311相互吸引而迫使支柱(对应图4A的413)连同突出部图4A的414一起上升。机械开关415受到上升的突出部414作用而触发，导通所述电路回路。驱动马达303回应所述导通而驱动转轴302。滑动组件312的重量及摩擦力经由适当配置，使得外壳306转过过程中，滑动组件312会大致上停留在与磁铁311相吸的位置。

综上所述，本发明的磁浮装置可呈现不同的视觉效果，意即悬浮体被允许稳定地悬浮于一平衡磁场中并藉由转轴使悬浮体视觉上滚动。本发明的磁浮装置还允许经由外部磁场触发该悬浮体的转动，像是由前述提供外部磁场的附加组件放置于悬浮体上，致使本发明具有另一种视觉效果。

符号说明

10 悬浮体 202 转轴

101 永久磁铁 203 驱动马达

12 底座 204 永久磁铁

121 环形磁铁 205 基部

122 电磁铁组 206 外壳

20 悬浮体 207 电源供应单元

201 本体 22 底座

221 环形磁铁 321 环形磁铁

222 电磁铁组 322 电磁铁组

30 悬浮体 401 主体

301 主体 408 上端

302 转轴 409 伸缩机构

303 驱动马达 410 纵向方向

304 永久磁铁 411 磁铁

305 基部 412 导引组件

306 外壳 413 支柱

307 电源供应单元 414 突出部

308 上端 415 机械开关

309 伸缩机构 416 狭缝

310 伸缩路径 417 拨片

311 磁铁 418 第一导电端

312 滑动组件 419 第二导电端

313 磁铁 420 垫片

314 滚珠 D 径向距离

32 底座

Claims (12)

1.一种具有可转动机构的悬浮体，所述悬浮体经由配置而悬浮于一产生的平衡磁场中，其特征在于，所述悬浮体包含：

转轴，所述转轴沿水平方向延伸，所述悬浮体可沿所述转轴转动；

驱动马达，所述驱动马达耦接于所述转轴以驱动所述转轴；以及

永久磁铁，所述永久磁铁相对设置于所述转轴的一径向距离上，且所述永久磁铁经由配置而维持在所述产生的平衡磁场中的一平衡位置。

2.如权利要求1所述的悬浮体，其特征在于，所述悬浮体还包含外壳，且所述转轴的两端分别固定于所述外壳。

3.如权利要求2所述的悬浮体，其特征在于，所述外壳为球型。

4.如权利要求1所述的悬浮体，其特征在于，所述悬浮体还包含伸缩机构，所述伸缩机构相对于所述转轴垂直延伸，并沿着伸缩路径移动，其中所述伸缩机构的一端具有另一磁铁，所述另一磁铁受到外部磁场的牵引而驱动所述伸缩机构。

5.如权利要求4所述的悬浮体，其特征在于，所述驱动马达与机械开关电性耦接，所述机械开关设置在所述伸缩路径上，所述伸缩机构具有突出部，所述突出部沿着所述伸缩路径移动并触碰所述机械开关以操作所述驱动马达。

6.一种具有可转动机构的悬浮体，所述悬浮体经由配置而悬浮在产生的平衡磁场中，其特征在于，所述悬浮体包含：

转轴，所述转轴沿水平方向延伸，所述悬浮体可沿所述转轴转动，其中所述转轴将所述悬浮体分为上半部和下半部；

驱动马达，所述驱动马达耦接于所述转轴以驱动所述转轴；

基部，所述基部相对设置于所述转轴的一径向距离上，且所述基部设置于所述悬浮体的下半部，致使所述下半部的重量大于所述上半部。

7.如权利要求6所述的悬浮体，其特征在于，所述悬浮体还包含外壳，所述转轴具有两端，分别固定于所述外壳。

8.如权利要求7所述的悬浮体，其特征在于，所述外壳为球型。

9.如权利要求7所述的悬浮体，其特征在于，所述基部包含永久磁铁以及与所述驱动马达电性耦接的电力供应单元，所述永久磁铁经由配置而维持在所述产生的平衡磁场中的一平衡位置。

10.如权利要求6所述的悬浮体，其特征在于，所述悬浮体还包含伸缩机构，所述伸缩机构设置于所述上半部且相对于所述转轴垂直延伸，并沿着一伸缩路径移动，其中所述伸缩机构的一端具有另一磁铁，所述另一磁铁受到一外部磁力的牵引而驱动所述伸缩机构。

11.如权利要求10所述的悬浮体，其特征在于，所述驱动马达与机械开关电性耦接，所述机械开关设置于所述伸缩路径上，所述伸缩机构具有突出部，所述突出部沿着所述伸缩路径移动并触碰所述机械开关以操作所述驱动马达。

12.一种磁浮装置，包含底座及可在所述底座上浮置与转动的悬浮体，所述悬浮体经由配置而悬浮于所述底座所产生的一平衡磁场中，其特征在于，所述悬浮体包含：

外壳；

转轴，所述转轴容置于所述外壳中并沿水平方向延伸，所述转轴的两端固定耦接至所述外壳；

驱动马达，所述驱动马达耦接于所述转轴以驱动所述转轴；

永久磁铁，所述永久磁铁相对设置于所述转轴的一径向距离上，且所述永久磁铁经由配置而维持在所述平衡磁场中的一平衡位置，

其中，所述转轴被所述驱动马达驱动时，所述外壳以所述转轴为中心而转动。