CN2402058Y

CN2402058Y - 磁悬浮装置

Info

Publication number: CN2402058Y
Application number: CN 99252312
Authority: CN
Inventors: 唐建一
Original assignee: 唐建一
Current assignee: Ningbo Tianming Electronic Co Ltd
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2000-10-18
Anticipated expiration: 2009-12-29

Abstract

一种磁悬浮装置,包括电磁盒、支架、浮体、底座和相应的电子线路,在本装置中浮体不仅能稳定地悬浮,而且能匀速地旋转,该装置可演化成各种各样的艺术品,如工艺品,商品广告展示、新型浮空玩具、浮空地球仪、台灯型浮空产品等,具有广泛的应用前景。

Description

磁悬浮装置

本实用新型涉及磁悬浮装置，特别是一种浮体可旋转的磁悬浮装置。

据知加拿大有悬浮地球仪，新加坡有悬浮相架，然而都有自己的不足，例如悬浮地球仪，它的支架采用双边框门架，像老式发条台钟，门架上有电磁铁给“浮体”地球仪上部的永磁体的吸引力与地球仪的重力相平衡，使地球仪悬浮起来，并在支架上用红外线测距原理对地球仪与门架上端的电磁铁之间的间隙进行控制，而所有电子线路均在底座箱内，其不足之处是电磁铁结构不佳；红外线测距控制悬浮间隙不佳；地球仪只能静态悬浮，用手工拨转容易破坏磁吸力与重力的平衡，摇晃后即抛落或吸到顶部；而且悬浮间隙也不能做大(一般小于10毫米)，因此浮空效果不理想；环境变化，例如温度变化，供电电压变化，出现震动都可能使地球仪落下或吸至门架顶部。

本实用新型的目的是为了克服上述缺点，提供一种磁悬浮装置，浮体不仅可以稳定地悬浮，而且可以自动地稳定地旋转，浮体可以是多种形式的。

本实用新型是这样实现的。一种磁悬浮装置，包括支架、浮体、底座和电子线路，其特点是：所说的支架为一中空的单边支架；由所说底座向上引伸的支架支撑一电磁盒，该电磁盒内垂直安放电磁器件，它是由一棒形铁磁体及套在其外的线圈构成的；所说底座是一箱体，在箱体内近台面安装有中心传感器，偏离它的位置独立且靠近地安装偏转力发生器和磁感应传感器；底座箱体内还有所述的电子线路；在所说浮体的上端面和下端面上浮体重心线穿过的位置分别安装永磁体B和永磁体C，在浮体下端面偏离永磁体C适当距离的对称位置分别安装永磁体D和永磁体E；当浮体上永磁体B受电磁器件的吸引力而悬空时，上述安装应使电磁器件、永磁体B、永磁体C和中心传感器均位于浮体的重心线上，而且永磁体D或E与永磁体C之间的中心距离应等于偏转力发生器与中心传感器之间的中心距离，而偏转力发生器与磁感应传感器靠近，即都应在永磁体D或E的磁作用范围内。所说的电子线路包含有直流电源、主控电路，同步脉冲电路、温度补偿电路、手感补偿电路。所说的电磁器件的棒形铁磁体和线圈的两端还附有一定大小的片状铁磁体；所说的浮体下端面的永磁体C为N极时，中心传感器的极性应为S极，工作时相互吸引，永磁体D、永磁体E和偏转力发生器均为S极，或均为N极。浮体下端面的永磁体C为S极时，中心传感器的极性应为N极，工作时相互吸引，永磁体D，永磁体E和偏转力发生器均为S极，或均为N极。所说的电子线路中主控电路的功率三极管和散热器均放在远离底座箱体的支架的颈部；所说的底座箱体内还存有可充电的电池组盒、底座背面有电源插座、测量仪表插座工作点调节钮、指示灯。

本实用新型是这样工作的。

本实用新型接通电源，它的电子线路开始工作，当把浮体用手引入电磁器件和底座台面上空时，电磁器件与浮体上的永磁体B相互吸引产生足够的向上提拉力量与浮体的重力平衡而使浮体悬空，由中心传感器与浮体下端面的永磁体C提供的吸力形成浮体在浮空时纵向定位的纠偏系统，中心传感器探测浮体悬空时的“浮空”间隙变化情况，产生相应的信号，该信号经电子线路和主控电路进行放大，控制并调整供给电磁器件的线圈的直流电流，即调整电磁器件对浮体的磁作用力，使浮体能在平衡位置，处于一种动态平衡。由于电子线路中有稳定的直流电源，多种负反馈，包括级间负反馈的整体负反馈，还有温度补偿电路，“手感”补偿电路等，因而无论是供电电压变化，磁悬浮装置受震动，还是环境温度变化，都能有效地保证整机稳定地工作，因而浮体能稳定地悬浮。

由于磁感应传感器与偏转力发生器很靠近，当浮体转动使永磁体D或永磁体E接近偏转力发生器时，磁感应传感器受到永磁体D或永磁体E的磁场作用，即发出一个同步信号经触发电路形成同步脉冲电流通向偏转力发生器线圈产生一个作用于浮体下端的永磁体D或永磁体E磁场力，脉冲地给浮体一个偏转力使浮体轴向旋转，在目前装置情况下，浮体每旋转一周，偏转力发生器可给浮体两次补充旋转力，当这个补充的旋转力与浮体旋转所受的空气阻力平衡时，浮体的旋转速度即可实现稳定的平衡，同理，对于较轻的浮体也可只任选一个永磁体D或E，即可达到要求的浮体旋转速度，对于较重的浮体，要达到理想的旋转速度，可以增加偏转力发生器线圈的电流，或增加永磁体D和永磁体E的布位的数量，即在一周内增加补充旋转力的次数来解决。

实践证明本实用新型的优点是：

1、采用单边支架，可扩大视野，突出“浮空”效果，不但能美化造型，而且能节省材料，降低成本。

2、浮体自动地匀速旋转，而且转速是可调的，因而可以根据不同类别的浮体的需要来调整浮体旋转的角速度，浮空的总间隙可在2至6厘米之内，具有明显的浮空效果和动感，是一种很吸引人的工艺技术。

3、浮体可作多种多样的变换：

(1)工艺品类：花兰、透明工艺品、高档摆饰、礼品等；

(2)商品广告展示类；

(3)新型浮空玩具类；

(4)浮空地球仪、球类；

(5)台灯型浮空产品类。

4、同一台磁悬浮装置也可变换多种浮体，因而具有多功能的特点。

5、由于本实用新型具有良好的电子控制线路，使之可在炎热和酷冷的环境下，供电电压有所波动的地方以及整体装置受某些振动等情况下都能稳定地运转。

6、很明显，在所说底座和支架上引进美术设计，光彩投光设计与增加音响等，本实用新型即可演化成各种各样的艺术品，具有广泛的应用前景。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。

图1本实用新型实施例一的外观示意图。

图2本实用新型实施例一结构关系示意图。

图3实施例一背面示意图。

图4本实用新型电路框图。

图5本实用新型实施例二外观示意图。

图6本实用新型实施例三外观示意图。

图7本实用新型实施例四外观示意图。

图1、图2、图3分别是本实用新型实施一的外观示意图、结构关系图，背面示意图。本实用新型的磁悬浮装置包括电磁盒1、支架2、浮体3、底座4和电子线路5五部分，所说的支架2为一中空的单边支架，由所说底座4向上引伸的支架2支撑一电磁盒1，该电磁盒1内垂直安放电磁器件10，它是由一棒形铁磁体11和套在其外的线圈12及其两端贴着直径更大的片状铁磁体13所构成，所说的底座4是一箱体，在箱体内近台面41的中央安放有中心传感器44，偏离中央一定距离独立且靠近地安装了偏转力发生器45和磁感传感器46，所说的中心传感器44的中芯是永磁体，外围是线圈，所说的偏转力发生器45是外围是线圈，中芯可以用磁性体或空芯。底座4箱体内还安装了电子线路5的印刷电路板47，电池盒48，底座4的背面43上有指示灯431、电流工作点调节口432、电源插座口433、测量仪表插座口434、电压工作点调节口435。在所说浮体3的上端面和下端面上浮体3重心线穿过的位置分别安装永磁体B31和永磁体C33，在浮体3下端面偏离永磁体C33适当距离的对称位置分别安装永磁体D32和永磁体E34，当浮体3上永磁体B31受电磁器件10的吸引力而悬浮时，上述元件的安装应使电磁器件10、永磁体B31、永磁体C33和中心传感器44均位于浮体3的重心线上，而且永磁体D32或E34与永磁体C33之间的中心距离等于偏转力发生器45与中心传感器44之间的中心距离，而偏转力发生器45与磁感应传感器46靠近，即都在永磁体D32或E34的磁作用范围内。

图4是本实用新型电路框图，图中：

12—电磁器件线圈 44—中心传感器

45—偏转力发生器 46—磁感应传感器

501—电源(或电池组电源) 503—LC振荡电路

504—微积分放大级

505—“工作点”调控电路(不平衡电桥)

506—功放级 508—负反馈电路

509—“手感”补偿电路 510—温度传感器

511—温度补偿电路 512—触发电路

513—功放电路

本实用新型采用安全低电压供电，市电220伏经变压器变压，桥式整流，先经稳压管予稳压到稳压器，得到对“另端”的直流电源501，供集成电路IC及控制电路用，此电源应较稳定。由中心传感器44，对浮体3的磁感应，经LC电路503、微积分放大504、工作点调控电路505和功率放大506，严格控制电磁器件10的线圈12的电流，由温度传感器510调控的温度补偿电路511对工作点进行参数自动调节，以适合-20℃—160℃内整机正常运行，为方便客户在本实用新型开机后，手工把浮体3置入应有部位，采用手感补偿电路509，令使用者操作方便，本电路在各级内部，特别是在功放级506和其前级工作点调控电路505之间，采用了不同深度的负反馈，有效地稳定了工作状态。磁感应传感器46接受到浮体3起绐转动时发来的同步信号，经触发电路512，功放电路513，对偏转力发生器45的线圈供电，产生磁力，作用于浮体3上对应的永磁体D或E，促成浮体以一定角速度匀速自动旋转。

图5是本实用新型实施例二浮空工艺的花蓝浮体的外观示意图。

图6是本实用新型实施例三浮空商品展示广告的商品浮体的外观示意图。

图7是本实用新型实施例四浮空地球仪或球类浮体的外观示意图。

总之，本实用新型中浮体不仅能稳定地悬浮，而且能匀速地旋转，本实用新型可演化成各种各样的艺术，如悬浮的工艺品，浮空商品广告、浮空玩具等，具有广泛的应用前景。

Claims

1、一种磁悬浮装置，包括支架(2)、浮体(3)、底座(4)和电子线路(5)，其特征在于：

所说的支架(2)为一中空的单边支架；

由所说底座(4)向上引伸的支架(2)支撑一电磁盒(1)，该电磁盒(1)内垂直安放电磁器件(10)，它是由一棒形铁磁体(11)及套在其外的线圈(12)构成的；

所说底座(4)是一箱体，在箱体内近台面(41)安装有中心传感器(44)，偏离它的位置独立且靠近地安装偏转力发生器(45)和磁感应传感器(46)，底座(4)箱体内还有所述的电子线路(5)；

在所说浮体(3)的上端面和下端面上浮体(3)重心线穿过的位置分别安装永磁体B(31)和永磁体C(33)，在浮体(3)下端面偏离永磁体C(33)适当距离的对称位置分别安装永磁体D(32)和永磁体E(34)；

当浮体(3)上永磁体B(31)受电磁器件(10)的吸引力而悬空时，上述安装应使电磁器件(10)、永磁体B(31)、永磁体C(33)和中心传感器(44)均位于浮体(3)的重心线上，而且永磁体D(32)或E(34)与永磁体C(33)之间的中心距离应等于偏转力发生器(45)与中心传感器(44)之间的中心距离，而偏转力发生器(45)与磁感应传感器(46)靠近，即都应在永磁体D(32)或E(34)的磁作用范围内；

所说的电子线路(5)包含有直流电源(51)、主控电路(52)、同步脉冲电路(53)、温度补偿电路(54)、手感补偿电路(55)。

2、根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征是所说的电磁器件(10)的棒形铁磁体(11)和线圈(2)的两端还可以附有片状或扁平形铁磁体或永磁体(13)。

3、根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于所说的浮体(3)下端面的永磁体C(33)为N极时，中心传感器(44)的极性应为S极，工作时相互吸引，永磁体D(32)、永磁体E(34)和偏转力发生器(45)均为S极，或均为N极。

4、根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于浮体(3)下端面的永磁体C(33)为S极时，中心传感器(44)的极性应为N极，工作时相互吸引，永磁体D(32)，永磁体E(34)和偏转力发生器(45)均为S极，或均为N极。

5、根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于所说的电子线路(5)中主控电路(52)的功率三极管和散热器均放在远离底座(4)箱体的支架(2)的颈部。

6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的磁悬浮装置，其特征在于所说的底座(4)箱体内还存有干电池盒、底座(4)背面(43)有电指示灯(431)、电源工作点调节口(432)、电源插座口(433)、测量仪表插座(434)、电压工作点调节口(435)。