CN208062879U - 一种太阳能主控体磁悬浮装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能主控体磁悬浮装置，主要包括主控悬浮体(或主控体)、磁性底座和无线控制器。所述主控悬浮体，主要由太阳能电池片、霍尔传感系统、控制电路模块(含无线接收模块)、主控体外壳、铁芯、励磁线圈、环形强磁钕铁硼、太阳能充放电模块及可充电电池集成一体构成；所述磁体底座包括实心强磁钕铁硼、环形普通永磁体、非磁性柱体、非磁性圆台底座和圆柱凹槽；所述无线控制器设置于悬浮体的一旁。磁性底座向上排斥主控体上固定的环形强磁钕铁硼，通过主控体上的太阳能电池片将光能转换为电能，为主控体上的控制电路和励磁线圈供电，保持主控体动态平衡，使主控体达到悬浮的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁悬浮技术、电子技术及太阳能供电领域，具体涉及一种太阳能供能、闭环反馈系统控制的主控体上悬浮的磁悬浮系统。
背景技术
磁悬浮技术(electromagnetic levitation，electromagnetic suspension，简称EML技术或EMS技术)是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。早在 1842年，英国物理学家Earnshow就提出了稳定磁悬浮的原理，指出：单靠永久磁铁是不能将一个铁磁体在所有六个自由度上都保持在自由稳定的悬浮状态。
磁悬浮的种类很多，如抗磁质悬浮、超导磁悬浮、伺服电磁悬浮、涡流悬浮等多种形式的悬浮技术。磁悬浮系统具备近零摩擦、无污染、高定位精度的特点，在国防业和高端制造业发挥着重要的作用。本实用新型实现的悬浮属于伺服电磁悬浮，它对不能够自稳的悬浮系统采用闭环控制的方法进而实现动态平衡悬浮。本实用新型结合绿色能源太阳能及主控装置的控制，达到上推式主控式的磁悬浮效果。
本实用新型曾有同名的授权专利，授权公告号CN 204258669U，该专利公开了一种太阳能主控体磁悬浮装置。本实用新型专利与之共同之处在于，都利用太阳能转化为电能给系统供电并储能，并利用电路控制产生主控的磁悬浮效果。而本实用新型的不同之处在于，本装置的主控体被向上排斥而不是被向上吸引，以致于悬浮的控制方法更为复杂，达到的悬浮效果更玄妙，应用也更为广泛。
随着经济的发展，磁悬浮各类技术正广泛应用于航空制造，工业生产，智能机器中，如智能家居，精密测量仪器，医疗的微粒悬浮等。不仅如此，在工艺及广告等领域，这类磁悬浮装置能以更独特的方式进行展示，如磁悬浮广告显示，无线供电悬浮LED等方面都具可观的市场。
发明内容
本实用新型提出了一种太阳能主控体磁悬浮装置，实现了由太阳光能转换成电能提供悬浮的功率消耗，控制模块和电源集成一体作为主控体被磁性底座向上排斥而悬浮。
本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能主控体磁悬浮装置，主要包括主控悬浮体、磁性底座和无线控制器,
所述主控悬浮体，主要由太阳能电池片、主控体外壳、太阳能充放电模块及可充电电池、铁芯、励磁线圈、环形强磁钕铁硼、霍尔传感系统、含无线接收模块的控制电路模块集成一体构成；所述太阳能电池片以主控体中心对称的分布在主控体外壳的上外表面；所述励磁线圈内含铁芯，励磁线圈有4个，分布于正方形四个角，固定于主控体的控制电路模块板上，4个励磁线圈所分布的正方形中心及主控体中心重合，在正方形中心位置设霍尔传感系统，在正方形两对角延长线上中心对称分布的4个顶点固定有环形强磁钕铁硼，太阳能充放电模块及可充电电池固定在主控体外壳的上内表面；控制电路模块板与主控体外壳连接并固定；各部件合理分布，主控体重心与主控体几何中心重合；
所述磁体底座包括实心强磁钕铁硼、环形普通永磁体、非磁性柱体、非磁性圆台底座和圆柱凹槽,组合方式为：非磁性柱体牢固于非磁性圆台底座上表面中心处，环形普通永磁体恰好套于非磁性柱体上，由此永磁体可固定在非磁性圆台底座上，实心强磁钕铁硼嵌入非磁性柱体上表面的圆柱凹槽中，且实心强磁钕铁硼顶部高出环形普通永磁体一定距离，位于环形普通永磁体的正中心上方位置；
所述无线控制器设置于悬浮体的一旁。
所述主控体悬浮方式为受向上磁排斥力的伺服磁悬浮。
所述主控体悬浮能量供应方式为，太阳能电池片将光能转换为电能存储在可充电电池中，可充电电池为主控体提供电能。
太阳能电池片进行光伏转换，转换后电能由充放电模块处理后储存于可充电电池中，可充电电池(含自带稳压模块)直接为主控体控制电路模块和励磁线圈提供稳定电源。非磁性圆台底座上固定的环形普通永磁体和实心强磁钕铁硼共同向上排斥主控体上4个环形强磁钕铁硼，也就使主控体整体被磁排斥力举起。非磁性圆台底座上固定了实心强磁钕铁硼，由此，控制电路模块上霍尔传感系统可检测到主控体相对实心强磁钕铁硼位置的改变(x,y二维)，生成反馈信号，通过反馈电路调节主控体上的励磁线圈电流，从而对主控体的位置进行动态纠正。若悬浮动态平衡效果不理想，则可由无线控制器发送信号给控制电路模块调节基准锁定位置，使主控体位置逐渐接近整个装置中心位置，实现持续的动态悬浮。
本实用新型的优点是：整个装置具有非常好的可移动性，不受固定电源限制；有阳光的地方就能展现悬浮，续航时间长，绿色节能；其主控体的向上悬浮的形式，更具科学趣味性和商业广告装饰性。
附图说明
图1为本实用新型的外形结构示意图。
图2为本实用新型的主控体仰视示意图。
图3为本实用新型的控制流程图。
其中：1太阳能电池片、2主控体外壳、3控制电路模块4实心强磁钕铁硼、5 环形普通永磁体、6非磁性柱体、7圆柱凹槽、8太阳能充放电控制模块、9可充电电池、10非磁性圆台底座、11无线控制器、12环形强磁钕铁硼、13励磁线圈、14铁芯、15霍尔传感系统。
具体实施方式
结合所示图1、图2与图3，本实用新型所采用的技术方案是：一种太阳能主控体磁悬浮装置，所述主控悬浮体，主要由太阳能电池片、霍尔传感系统、控制电路模块、主控体外壳、铁芯、励磁线圈、环形强磁钕铁硼、太阳能充放电模块及可充电电池(具体为充电锂电池)集成一体构成；所述磁体底座包括实心强磁钕铁硼、环形普通永磁体、非磁性柱体、非磁性圆台底座和圆柱凹槽；所述无线控制器设置于悬浮体的一旁。
磁体底座由实心强磁钕铁硼(4)、环形普通永磁体(5)、非磁性柱体(6)、圆柱凹槽(7)和非磁性圆台底座(10)构成，其组合方式为：非磁性柱体(6)牢固于非磁性圆台底座(10)上，环形普通永磁体(5)恰好套于非磁性柱体(6)上，由此永磁体(5) 可固定在非磁性圆台底座(10)上，多个实心强磁钕铁硼(4)重叠并嵌入非磁性柱体 (6)上表面的圆柱凹槽(7)中，且重叠后的实心强磁钕铁硼(4)顶部高出永磁体(5) 一定距离，如图1所示位于永磁体(5)的正中心上方位置。
主控悬浮体主要由太阳能电池片(1)、主控体外壳(2)、控制电路模块(3)、霍尔传感系统(15)、铁芯(14)、励磁线圈(13)、环形强磁钕铁硼(12)、锂电池(9)和太阳能充放电模块(8)组成。主控悬浮体中的太阳能电池片(1)发电经过太阳能充放电模块(8)处理，将光能转化的电能储存于锂电池(9)中，再通过锂电池(9)稳定传输给电路控制模块(3)供电，如图1，主控体外壳(2)用于主控悬浮体中所述的模块的物理结构的组合。无线控制器(11)设置于主控悬浮体的一旁，用于远距离调节悬浮基点从而控制悬浮系统。
所述控制电路模块(3)包括闭环反馈电路以及霍尔传感系统(15)中的霍尔开关检测和霍尔信号反馈，其中霍尔传感系统(15)的开关检测部分是单独一个的霍尔作为开关检测，检测主控体下方的磁性基座(实心强磁钕铁硼(4))的位置是否放置合适，当检测到了正下方的实心强磁钕铁硼(4)后，使之后的反馈等电路开启工作。霍尔传感系统(15)中的信号反馈部分是由两个霍尔传感系统位于控制板中心位置，检测对角线圈方向上的下方空间磁场变化并转化成电压信号进行信号的反馈，而这两个霍尔安装位置应接近四个线圈的中间高度，因为这里的磁力线近似与霍尔平行，产生的影响可以忽略。
装置通过太阳能自身发电并且有一定电能储存后，在水平方向上，经霍尔传感系统(15)的霍尔传感系统反馈后及控制电路模块(3)中的闭环反馈电路后，若悬浮动态平衡效果不理想，则可由无线控制器发送信号给控制电路模块调节基准锁定位置，使主控体位置逐渐接近整个装置中心位置，这样在励磁线圈(13) 与底座中心上的实心强磁钕铁硼(4)作用后便将主体的水平平衡问题解决。
在主控板上的对角线圈连线的同距离延长线的4个位置均有等量的环形强磁钕铁硼(12)被固定于这四个点，在竖直方向上，底座固定的实心强磁钕铁硼(4) 和环形普通永磁体(5)共同对主控体上固定的环形强磁钕铁硼(12)产生向上的磁排斥力，经过合适的环形强磁钕铁硼(12)的数量匹配可使排斥力大小能解决克服主控体重力的问题。
最终，整个装置在太阳光或热光照射下，装置中的太阳能电池片(1)发电传输给太阳能充放电模块(8)处理，然后可将光能转化的电能储存于锂电池(9)中，通过锂电池(9)稳定传输给控制电路模块(3)供电，再通过无线控制器(11)发送信号给控制电路模块(3)调节悬浮基点从而控制悬浮系统，实现一种太阳能电源模块与主控板集成一体位于上方，磁性底座位于下方的主控体悬浮的效果。
Claims (2)
1.一种太阳能主控体磁悬浮装置，其特征在于：一种太阳能主控体磁悬浮装置，主要包括主控悬浮体、磁性底座和无线控制器，
所述主控悬浮体，主要由太阳能电池片、主控体外壳、太阳能充放电模块及可充电电池、铁芯、励磁线圈、环形强磁钕铁硼、霍尔传感系统、含无线接收模块的控制电路模块集成一体构成；所述太阳能电池片以主控体中心对称的分布在主控体外壳的上外表面；所述励磁线圈内含铁芯，励磁线圈有4个，分布于正方形四个角，固定于主控体的控制电路模块板上，4个励磁线圈所分布的正方形中心及主控体中心重合，在正方形中心位置设霍尔传感系统，在正方形两对角延长线上中心对称分布的4个顶点固定有环形强磁钕铁硼，太阳能充放电模块及可充电电池固定在主控体外壳的上内表面；控制电路模块板与主控体外壳连接并固定；主控体重心与主控体几何中心重合；
所述磁体底座包括实心强磁钕铁硼、环形普通永磁体、非磁性柱体、非磁性圆台底座和圆柱凹槽,组合方式为：非磁性柱体牢固于非磁性圆台底座上表面中心处，环形普通永磁体恰好套于非磁性柱体上，由此永磁体可固定在非磁性圆台底座上，实心强磁钕铁硼嵌入非磁性柱体上表面的圆柱凹槽中，且实心强磁钕铁硼顶部高出环形普通永磁体一定距离，位于环形普通永磁体的正中心上方位置；
所述无线控制器设置于悬浮体的一旁。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能主控体磁悬浮装置，其特征在于：所述主控体外壳具有固连特征，形状可以是封闭壳状结构，或者非封闭壳状结构，或者架状结构。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109296685A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-01 | 美钻深海能源科技研发（上海）有限公司 | 水下磁悬减震器 |
| CN112356681A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-02-12 | 桂林电子科技大学 | 一种氢能供电磁悬浮小车的动力系统及其控制方法 |
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2018
- 2018-04-25 CN CN201820594820.1U patent/CN208062879U/zh not_active Expired - Fee Related
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