CN217741591U

CN217741591U - 磁悬浮装置

Info

Publication number: CN217741591U
Application number: CN202220328162.8U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Deep Magnetism Technology Shenzhen Co ltd
Current assignee: Yuan Yi Intelligent Technology Shanghai Co ltd
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2032-02-17

Abstract

本实用新型公开了一种磁悬浮装置，包括底座模块、悬浮模块和控制模块；所述底座模块包括径向充磁的第一磁体；所述悬浮模块包括径向充磁的第二磁体；所述第一磁体的内侧表现为第一磁极性，外侧表现为第二磁极性，所述第一磁极性和所述第二磁极性相反；所述第二磁体的内侧表现为第三磁极性，外侧表现为第四磁极性，所述第三磁极性和所述第四磁极性相反；所述悬浮模块悬浮于所述底座模块上方；所述控制模块用于保持所述悬浮模块稳定悬浮。具有悬浮力强、悬浮稳定性好等优点。

Description

磁悬浮装置

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种磁悬浮装置。

背景技术

目前的磁悬浮装置，或利用“同性相斥”原理，使得底座上表面和悬浮模块下表面极性相同，通过同性相斥的原理，来产生磁斥力来平衡悬浮模块的重量，使其悬浮；但这种方式的悬浮性能有限，需要悬浮模块体积分布均匀、重量分布均匀，只能搭载如硬币、杯盖等具有规则性的特定物体；一旦有少量的偏移，磁感线穿过悬浮模块的情况就会迅速变化，以至于失去平衡，悬浮稳定性差；并且由于悬浮模块位于底座上磁场线最密集的位置，若悬浮模块的位置发生变化，通过悬浮模块的磁通量也会迅速变化，从而产生较明显的涡流现象而产生热量，损耗了能量的有效利用。

或者利用环形磁铁的环形表面区域附近的磁性与环形磁铁的该环形表面以外的某个预定区域内的磁性相反，如水平放置的环形磁铁的上表面的极性为S，则该环形磁铁上方的某个预定区域的极性为N，且该区域的极性N的强弱会随衙役或水平位置的变化而发生变化，从而可利用环形磁铁中心磁力顶托(排斥) 的方式使物体悬浮并能够在不额外设置放置机构的情况下使其在水平方向旋转，如专利号为ZL200610065336.1的实用新型专利。但是，这种方式是利用异性相斥，即底座上方极性相反的特定区域与悬浮模块产生的斥力实现悬浮，所能够提供的磁斥力仍然有限；而且，悬浮模块位置的磁场线密度仍然较密，当悬浮模块产生一定的水平偏移、倾斜的话，所产生的涡流损耗还是较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种悬浮力强、悬浮稳定性好的磁悬浮装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：一种磁悬浮装置，包括底座模块、悬浮模块和控制模块；

所述底座模块包括径向充磁的第一磁体；

所述悬浮模块包括径向充磁的第二磁体；

所述第一磁体的内侧表现为第一磁极性，外侧表现为第二磁极性，所述第一磁极性和所述第二磁极性相反；

所述第二磁体的内侧表现为第三磁极性，外侧表现为第四磁极性，所述第三磁极性和所述第四磁极性相反；

所述悬浮模块可悬浮于所述底座模块上方；所述控制模块用于保持所述悬浮模块稳定悬浮。

进一步地，所述第一磁极性与所述第三磁极性相同，所述第二磁极性与所述第四磁极性相同。

进一步地，所述第一磁极性与所述第三磁极性相反，所述第二磁极性与所述第四磁极性相反。

进一步地，所述底座模块包括第一磁屏蔽板和底板，所述第一磁屏蔽板位于所述底板上方，所述第一磁屏蔽板与所述底板之间形成设备安装空间；所述第一磁体设置在所述第一磁屏蔽板上方；所述控制模块包括浮子测偏传感器、电磁铁和控制电路，所述浮子测偏传感器、电磁铁设置在所述第一磁屏蔽板上方，所述控制电路设置在所述第一磁屏蔽板和所述底板之间。

进一步地，所述悬浮模块包括第二磁屏蔽板，所述第二磁屏蔽板位于所述第二磁体上方。

进一步地，所述浮子测偏传感器为霍尔传感器。

进一步地，所述第一磁体为单一环形磁体，或者由至少三块独立磁体排列成环形。

进一步地，所述第二磁体为单一环形磁体，或者由至少三块独立磁体排列成环形。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的底座模块和悬浮模块，均为采用径向充磁的磁体，利用底座模块和悬浮模块之间的磁场所产生的磁斥力来实现悬浮模块的悬浮；由于径向充磁的磁体在其上表面或下表面区域能够形成强度较强的磁场，可以对悬浮模块产生较强的磁斥力，从而使得磁悬浮装置具有更大的悬浮力，悬浮高度更高，载重能力更大。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例一的立体结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例一的主视结构示意图及剖视图。

图3为本实用新型具体实施例一中图2的剖视图。

图4为本实用新型具体实施例一中各磁体的磁极性示意图。

图5为本实用新型具体实施例一底座模块的磁场分布示意图一。

图6为本实用新型具体实施例一悬浮状态的磁场分布示意图二。

图7为本实用新型具体实施例一的磁力线示意图。

图8为本实用新型具体实施例二中各磁体的磁极性示意图。

图9为本实用新型具体实施例二悬浮状态的磁场分布示意图。

图10为本实用新型具体实施例二的磁力线示意图。

附图说明：1、第一磁体；2、第二磁体；3、电磁铁；4、控制电路；5、第一磁屏蔽板；6、底板；7、第二磁屏蔽板。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例一：

本实施例的磁悬浮装置，如图1、图2和图3所示，包括底座模块、悬浮模块和控制模块；所述底座模块包括径向充磁的第一磁体1；所述悬浮模块包括径向充磁的第二磁体2；所述第一磁体1的内侧表现为第一磁极性，外侧表现为第二磁极性，所述第一磁极性和所述第二磁极性相反；所述第二磁体2的内侧表现为第三磁极性，外侧表现为第四磁极性，所述第三磁极性和所述第四磁极性相反；所述悬浮模块可悬浮于所述底座模块上方；所述控制模块用于保持所述悬浮模块稳定悬浮。

在本实施例，所述第一磁极性与所述第三磁极性相反，所述第二磁极性与所述第四磁极性相反。如图4所示，第一磁体1的内侧的磁极性为S极，外侧的磁极性为N极；第二磁体2内侧的磁极性为N极，外侧的磁极性为S极。当然，也可以相反，第一磁体1的内侧的磁极性为N极，外侧的磁极性为S极；第二磁体2内侧的磁极性为S极，外侧的磁极性为N极。

在本实施例中，针对如图4所示的磁极性设置方式，通过仿真计算所确定的底座模块的磁场分布如图5所示，当悬浮模块悬浮于底座模块上方时其磁场分布如图6所示，其磁力线分布情况如图7所示。通过图5、图6和图7可以看出，在底座模块的第一磁体1的上表面或下表面附近区域，能够产生较强的磁场。通过图6和图7可以确定，在底座模块的第一磁体1和悬浮模块的第二磁体2之间，磁场分布曲线也较为密集，磁力线也较为密集，因此，能够在第一磁体1和第二磁体2之间产生较强的磁斥力，从而使得磁悬浮装置具有更大的悬浮力，悬浮高度更高，载重能力更大。而且，通过实验对比分析，本实施例的技术方案相对于底座模块和悬浮模块都采用轴向充磁的磁体所实现的悬浮方案，其悬浮稳定性更高，而且其稳定悬浮的区域更大。

在本实施例中，所述底座模块包括第一磁屏蔽板5和底板6，所述第一磁屏蔽板5位于所述底板6上方，所述第一磁屏蔽板5与所述底板6之间形成设备安装空间；所述第一磁体1设置在所述第一磁屏蔽板5上方；所述控制模块包括浮子测偏传感器、电磁铁3和控制电路4，所述浮子测偏传感器、电磁铁3 设置在所述第一磁屏蔽板5上方，所述控制电路4设置在所述第一磁屏蔽板5 和所述底板6之间。在本实施例中，悬浮模块包括第二磁屏蔽板7，第二磁屏蔽板7位于第二磁体2上方。通过第一磁屏蔽板5来分隔第一磁体1和控制模块的控制电路4，从而可以在第一磁屏蔽板5的下方形成一个磁场强度较小的区域，可以有效的防止第一磁体1或第二磁体2的磁场对控制电路4产生干扰，提高控制电路4的运行稳定性。浮子测偏传感器在图中未示出。通过设置第二磁屏蔽板7，可以在第二磁体2上方形成一个磁场强度较小的区域，从而当悬浮模块需要承载其它电子设备时，能够为电子设备提供一个良好的运行环境，降低磁场对电子设备所产生的干扰。

在本实施例中，浮子测偏传感器优选为霍尔传感器。浮子测偏传感器是用于检测悬浮模块的悬浮位置，并将该位置提供给控制电路4，再由控制电路4 控制电磁铁3产生相应的磁场，以使得悬浮模块稳定的悬浮于底座上方。当然，能够测量悬浮模块的悬浮位置的其它传感器，也都可以作为浮子测偏传感器。

在本实施例中，所述第一磁体1为单一环形磁体，或者由至少三块独立磁体排列成环形。所述第二磁体2为单一环形磁体，或者由至少三块独立磁体排列成环形。单一环形磁体指呈环形的一块磁体。但是由于单一环形磁体生产成本相对较高，生产难度也相对较大，因此，本实施例中，环形磁体优选为由三块及以上独立磁体排列成环形，一方面可以降低成本，另一方面也可使得所排列的环形形状、大小不受磁体本身物理形状的限制，灵活性更好。本实施例中所称的环形，不仅仅包括规则的圆环形，也包括椭圆形、矩形、正多边形等其它形状。当然，当磁体为规则排列时，通过控制电路4来实现稳定悬浮的控制的算法就相对更简单，也更容易实现。

实施例二：

实施例二与实施例一基本相同，不同之处在于第一磁体1和第二磁体2的磁极性设置不同，因此，对于本实施例中与实施例一相同的内容，在本实施例中不再重复赘述。

在本实施例中，所述第一磁极性与所述第三磁极性相同，所述第二磁极性与所述第四磁极性相同。如图8所示，图8为基于图2所示结构的AA剖面的磁极性示意图。第一磁体1的内侧的磁极性为S极，外侧的磁极性为N极；第二磁体2内侧的磁极性为S极，外侧的磁极性为N极。当然，也可以相反，第一磁体1的内侧的磁极性为N极，外侧的磁极性为S极；第二磁体2内侧的磁极性为N极，外侧的磁极性为S极。

在本实施例中，针对如图8所示的磁极性设置方式，通过仿真计算，当悬浮模块悬浮于底座模块上方时其磁场分布如图9所示，其磁力线分布情况如图 10所示。通过图9和图10可以看出，在第一磁体1和第二磁体2之间，其磁场分布曲线较为密集，磁力线也较为密集，因此，能够在第一磁体1和第二磁体2之间产生较强的磁斥力，从而使得磁悬浮装置具有更大的悬浮力，悬浮高度更高，载重能力更大。而且，通过实验对比分析，本实施例的技术方案相对于底座模块和悬浮模块都采用轴向充磁的磁体所实现的悬浮方案，其悬浮稳定性更高，而且其稳定悬浮的区域更大。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种磁悬浮装置，其特征在于：包括底座模块、悬浮模块和控制模块；

所述底座模块包括径向充磁的第一磁体；

所述悬浮模块包括径向充磁的第二磁体；

所述悬浮模块悬浮于所述底座模块上方；所述控制模块用于保持所述悬浮模块稳定悬浮。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述第一磁极性与所述第三磁极性相同，所述第二磁极性与所述第四磁极性相同。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述第一磁极性与所述第三磁极性相反，所述第二磁极性与所述第四磁极性相反。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述底座模块包括第一磁屏蔽板和底板，所述第一磁屏蔽板位于所述底板上方，所述第一磁屏蔽板与所述底板之间形成设备安装空间；所述第一磁体设置在所述第一磁屏蔽板上方；所述控制模块包括浮子测偏传感器、电磁铁和控制电路，所述浮子测偏传感器、电磁铁设置在所述第一磁屏蔽板上方，所述控制电路设置在所述第一磁屏蔽板和所述底板之间。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述悬浮模块包括第二磁屏蔽板，所述第二磁屏蔽板位于所述第二磁体上方。

6.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述浮子测偏传感器为霍尔传感器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述第一磁体为单一环形磁体，或者由至少三块独立磁体排列成环形。

8.根据权利要求1至6任一项所述的磁悬浮装置，其特征在于：所述第二磁体为单一环形磁体，或者由至少三块独立磁体排列成环形。