CN214707571U - 一种自动升降的磁悬浮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动升降的磁悬浮装置，其包括悬浮体及带有底座的支撑架，底座内设有升降结构，升降结构上方设有用于托举悬浮体沿竖直方向移动的支撑件，支撑架顶部及悬浮体顶部对应设有异性磁件；升降结构包括定位框、设置在定位框内的定轴转盘以及通过定轴转盘带动其在定位框内做上下往复运动的升降件，支撑件固设于升降件顶部；定轴转盘转动使悬浮体恰好被平稳悬浮在支撑架顶部下方时做反向转动以使悬浮体恰好悬浮在预设高度。

Description

一种自动升降的磁悬浮装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动升降的磁悬浮装置。

背景技术

磁悬浮装置作为室内桌面摆件或教学演示，因其悬浮状态的壮观受大家青睐，为了增强演示效果，市面上也出现许多带有升降结构的磁悬浮装置，其原理是通过升降结构把悬浮体支撑上推至一定高度，所述一定高度为底座电磁铁刚好能将悬浮体悬浮的高度。具有少量如中国专利CN6243844Y将其做成具有升降结构的上悬式磁悬浮装置，专利CN6243844Y公开了一种磁悬浮地球仪演示模型，包括地球模型、磁悬电磁体、升降托盘、旋转驱动电磁体，将地球模型设置于磁悬电磁体的下方，地球模型内且近北极设置一只永久磁铁，地球模型内近南极设置二只永久磁铁，当该磁力与地心引力相等时，地球模型则悬浮在空中，达到自动升起悬浮的效果。但是升降位置不能很精准确定，需要增设光电探测器再控制通过磁悬电磁体的电流以控制对地球模型的磁吸力，显然稳定性不足。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种自动升降的磁悬浮装置，旨在解决现有的上悬式磁悬浮装置升降及悬浮位置稳定性不足的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种自动升降的磁悬浮装置，其包括悬浮体及带有底座的支撑架，所述底座内设有升降结构，升降结构上方设有用于托举悬浮体沿竖直方向移动的支撑件，所述支撑架顶部及悬浮体顶部对应设有异性磁件；

所述升降结构包括定位框、设置在定位框内的定轴转盘以及通过定轴转盘带动其在定位框内做上下往复运动的升降件，所述支撑件固设于升降件顶部；

所述定轴转盘转动使悬浮体恰好被平稳悬浮在支撑架顶部下方时做反向转动。

优选地，所述底座内配置有控制板及作为定轴转盘动力驱动的马达，升降件与支撑件间设有重力传感器，其中控制板分别电连接至马达和重力传感器以使悬浮体脱离支撑件时控制马达反转。

优选地，所述马达通过减速齿轮传动驱使定轴转盘转动，所述减速齿轮通过小齿轮与大齿轮间啮合从而进行动力传动，所述小齿轮设置在马达输出轴。

优选地，所述悬浮体内顶部设有第一永磁体，底部设有第二永磁体，所述支撑架顶部对应第一永磁体设有电磁铁，所述底座相对第二永磁体对称设有两旋转驱动电磁铁。

优选地，所述控制板电连接至两旋转驱动电磁铁，当悬浮体悬浮时支撑件不受悬浮体重力，重力传感器将信号传递给控制板从而为两旋转驱动电磁铁供电以使悬浮体悬浮旋转。

优选地，所述升降件贴合定轴转盘设置，所述定轴转盘周侧上固设有凸点；其中升降件呈倒T型且两垂直边分别开设有互相与各自边平行的长条通孔，升降件宽边与定位框宽度适配，所述升降件宽边的通孔套设于所述凸点。

优选地，所述定位框相对于升降件的竖直边开设避让口，使升降件的竖直边可自由伸出定位框，所述避让口中间位置固设有立于竖直边的长条通孔内的限位柱。

优选地，所述悬浮体为类球状，所述支撑件呈碗径略大于悬浮体直径的碗状。

优选地，所述悬浮体表面呈地球状、月球状或其他类球星体状。

优选地，所述底座设有与控制板电连接的USP电池。

与现有技术相比，本实用新型实的有益效果在于：

升降件与支撑件间设有重力传感器，当悬浮体恰好被平稳悬浮在支撑架顶部下方时，即支撑件不受悬浮体重力时重力传感器将信号传递给控制板使马达反转带动定轴转盘反转从而将支撑件竖直向下运动，保证其悬浮位置的稳定性。升降机构由马达通过减速齿轮传动。增加减速齿轮级数，增大扭矩使升降机构能稳定的带动悬浮体上升。

附图说明

图1为本实用新型自动升降的磁悬浮装置结构示意图；

图2为本实用新型自动升降的磁悬浮装置齿轮传动的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在一实施例中，参见图1-2，该自动升降的磁悬浮装置包括悬浮体4及带有底座的支撑架1，底座内设有升降结构2，升降结构2上方设有用于托举悬浮体4沿竖直方向移动的支撑件3，支撑架1顶部及悬浮体4顶部对应设有异性磁件；升降结构2包括定位框203、设置在定位框203内的定轴转盘202以及通过定轴转盘202带动其在定位框203内做上下往复运动的升降件201，支撑件3固设于升降件201顶部；定轴转盘202转动使悬浮体恰好被平稳悬浮在支撑架1顶部下方时做反向转动。

在本实施例中，升降结构2设计成将悬浮体4恰好托举到预设高度，悬浮体4处在预设高度时，支撑架1顶部的电磁铁5对悬浮体4的磁吸力与悬浮体4的重力刚好抵消，使悬浮体4在竖直方向上受力为零。

电磁铁5对悬浮体4的磁场力可设为固定的，使升降结构2恰好把悬浮体4托举到预设位置而不产生上下误差则是因为在底座内配置有控制板6及作为定轴转盘202动力驱动的马达204，升降件201与支撑件3间设有重力传感器8，其中控制板6分别电连接至马达204和重力传感器8以使悬浮体4脱离支撑件3时控制马达204反转。在测量好预设位置到支撑架1顶部电磁铁5的竖直距离或与底座间的悬浮高度或其他测量基准，优选当支撑件3位于底座上时刻的高度位置到悬浮体4达到预设位置的高度间的数值，此数值即是需要托举悬浮体4上升的数值，然后再设计升降件201在定位框203内运动时竖直方向上升的数值等于需要托举悬浮体4上升的数值，在托举悬浮体4到预设位置时，控制板6控制马达204暂停工作使升降件201及支撑件3停止上升，当电磁铁5对悬浮体4产生向上的磁吸力以平衡掉悬浮体4自身重力时重力传感器8感应到悬浮体5以处于正常悬浮状态，此时重力传感器8将信息传递到控制板6使其控制马达204进行反转到初始位置完成工作。

马达204通过减速齿轮传动驱使定轴转盘202转动，减速齿轮通过小齿轮205与大齿轮206间啮合从而进行动力传动，小齿轮205设置在马达输出轴2041。为了使在短距离升降情况下托举较为重型的悬浮体4，齿轮传动可设计为多级齿轮传动增大扭矩。在本实施例中，减速齿轮设计为三级，通过马达204提供动力，通过大小齿轮206,205间的啮合形式进行动力传动减小动力传输部件的占用空间。

其中，悬浮体4内顶部设有第一永磁体401，底部设有第二永磁体402，支撑架1顶部对应第一永磁体401设有电磁铁5，底座相对第二永磁体402对称设有两旋转驱动电磁铁9。第一永磁体401与电磁铁5相对面磁性相反以产生磁吸力将悬浮体4悬浮于预设位置，底座内设置有两旋转驱动电磁铁9，作用于悬浮体4内的第二永磁体402驱动悬浮体4在预设位置悬浮旋转。第一永磁体401和第二永磁体402形状可为圆形或环形，材质为高磁性钕铁硼。

为了在托举悬浮体4上升过程至平稳悬浮中受到两旋转驱动电磁铁9的磁力影响，控制板6电连接至两旋转驱动电磁铁9，当悬浮体4悬浮时支撑件3不受悬浮体4重力，重力传感器8将信号传递给控制板6从而为两旋转驱动电磁铁9供电以使悬浮体4悬浮旋转。这样在悬浮体4上升过程中两旋转驱动电磁铁9没通电流不产生磁性，当悬浮体4被电磁铁5与第一永磁体401间的磁吸力作用使之平稳悬浮时，重力传感器8将信号发至控制板6使其控制两旋转驱动电磁铁9通电，两旋转驱动电磁铁9工作作用于第二永磁体402使悬浮体4旋转。

其中，升降件201贴合定轴转盘202设置，定轴转盘202周侧上固设有凸点2021；其中升降件201呈倒T型且两垂直边分别开设有互相与各自边平行的长条通孔，升降件201宽边与定位框203宽度适配，升降件201宽边的通孔套设于凸点2021。

升降结构2分被定位框203分为两个部分，一个部分为设于定位框203背面马达204通过齿轮传动的动力传动部分，另一部分则为设于定位框203内的传动升降部分，齿轮传动的末级为与定轴转盘202固设的杆轴，杆轴横穿定位框套设有大齿轮206，通电使马达204工作时，通过齿轮啮合传动到杆轴从而使定轴转盘202围绕杆轴在定位框203内转动，其定轴转盘202周侧或边沿设有一凸点2021，凸点2021卡设在升降件201宽边的通孔内带动升降件201在定位框203内做上升运动。

定位框203相对于升降件201的竖直边开设避让口，使升降件201的竖直边可自由伸出定位框203，避让口中间位置固设有立于竖直边的长条通孔内的限位柱2031。设置限位柱2031和避让口，可使升降件201平稳的在竖直方向上做升降动作。

其中，悬浮体4为类球状，支撑件3呈碗径略大于悬浮体4直径的碗状。碗状结构的支撑件3与类球状的悬浮体4外形适配，在托举时可使悬浮体4稳定在支撑件3内不发生翻滚以及变位，从而使第一永磁体401始终位于悬浮体4顶部位置，以防止在上升悬浮时发生偏移。悬浮体4可为表面呈地球状、月球状或其他类球星体状。也可在类球体外扩贴膜或绘画使之成为不同外观颜色。

其中，底座设有与控制板6电连接的USP电池7。当意外停电时，USP电池7可作为电源继续为装置内用电器件供电，USP电池7当供电到预设时间点时，控制板6控制启动升降结构2，将支撑件3置于悬浮体4下端接近贴合而保持间隙，当USP电池7电量用完悬浮体4因只受自身重力竖直下落时，支撑件3接住悬浮体4避免悬浮体4损坏或发生安全事故，保证装置的安全性。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (10)

1.一种自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，包括悬浮体及带有底座的支撑架，所述底座内设有升降结构，升降结构上方设有用于托举悬浮体沿竖直方向移动的支撑件，所述支撑架顶部及悬浮体顶部对应设有异性磁件；

所述升降结构包括定位框、设置在定位框内的定轴转盘以及通过定轴转盘带动其在定位框内做上下往复运动的升降件，所述支撑件固设于升降件顶部；

所述定轴转盘转动使悬浮体恰好被平稳悬浮在支撑架顶部下方时做反向转动。

2.根据权利要求1所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述底座内配置有控制板及作为定轴转盘动力驱动的马达，升降件与支撑件间设有重力传感器，其中控制板分别电连接至马达和重力传感器以使悬浮体脱离支撑件时控制马达反转。

3.根据权利要求2所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述马达通过减速齿轮传动驱使定轴转盘转动，所述减速齿轮通过小齿轮与大齿轮间啮合从而进行动力传动，所述小齿轮设置在马达输出轴。

4.根据权利要求2所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述悬浮体内顶部设有第一永磁体，底部设有第二永磁体，所述支撑架顶部对应第一永磁体设有电磁铁，所述底座相对第二永磁体对称设有两旋转驱动电磁铁。

5.据权利要求4所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述控制板电连接至两旋转驱动电磁铁，当悬浮体悬浮时支撑件不受悬浮体重力，重力传感器将信号传递给控制板从而为两旋转驱动电磁铁供电以使悬浮体悬浮旋转。

6.根据权利要求1所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述升降件贴合定轴转盘设置，所述定轴转盘周侧上固设有凸点；其中升降件呈倒T型且两垂直边分别开设有互相与各自边平行的长条通孔，升降件宽边与定位框宽度适配，所述升降件宽边的通孔套设于所述凸点。

7.根据权利要求6所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述定位框相对于升降件的竖直边开设避让口，使升降件的竖直边可自由伸出定位框，所述避让口中间位置固设有立于竖直边的长条通孔内的限位柱。

8.根据权利要求1所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述悬浮体为类球状，所述支撑件呈碗径略大于悬浮体直径的碗状。

9.据权利要求8所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述悬浮体表面呈地球状、月球状或其他类球星体状。

10.据权利要求1所述的自动升降的磁悬浮装置，其特征在于，所述底座设有与控制板电连接的USP电池。

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