CN2453607Y - 磁悬浮球装置 - Google Patents

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尹力明
李云钢
陈顺良
龙志强
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Abstract

一种磁悬浮球装置,包括电磁铁、传感器、控制电路、悬浮球、导磁体、支架、底座,在底座上设有支架,支架上部设有电磁铁,支架的两边设有间隙传感器,悬浮球内上部设有导磁体。这种磁悬浮球装置结构简单、技术先进,是一种开拓性的高科技产品,可广泛用作广告装置、儿童玩具、演示教具、城市标志物以及高科技展示品等。

Description

磁悬浮球装置
本实用新型涉及一种磁悬浮球装置。
众所都知，磁铁同性相斥，异性相吸，磁悬浮技术就是利用磁铁的这种性质，通过自动控制使物体无接触且稳定地悬浮在空中，这种技术一经问世就受到各国的高度重视，并投入了大量的人力和物力进行开发，磁悬浮列车就是这种技术应用的典型代表，采用磁悬浮技术的高速列车与传统列车相比，速度更快，运行更平稳，因而深受人们的喜欢。但由于磁悬浮技术的复杂性及高尖性，使得这种技术目前未能得到广泛的应用。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、技术先进的磁悬浮球装置，这种磁悬浮球装置既可用作演示教具，也可用作广告装置或儿童玩具等。
为实现上述目的，本实用新型是采用下述方案实现的：
本实用新型包括电磁铁、传感器、控制电路、悬浮球、导磁体、支架、底座；在底座上设有支架，支架上部设有电磁铁，支架的两边设有间隙传感器，间隙传感器的输出接控制电路的输入，控制电路的输出控制电磁铁线圈电流的大小，悬浮球内上部设有导磁体。
本实用新型的工作原理如下：接通电源，电磁铁的线圈流过电流并产生磁场，此磁场吸引悬浮球内的导磁体，当电磁吸引力与悬浮球的重量相等时，悬浮球就可以悬浮于空中，支架上间隙传感器监测悬浮球与电磁铁之间的间隙变化，并输出信号到控制电路，经信号处理后形成控制信号，自动调节电磁铁的线圈电流，从而改变电磁吸力，使悬浮球实现稳定悬浮。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明。
附图1为本实用新型的结构示意图。
附图2为本实用新型的控制及驱动部分电路图。
附图3为本实用新型的实施例2的结构示意图。
见附图1，本实用新型包括底座1、支架2、电磁铁3、间隙传感器4、悬浮球5、导磁体6、控制电路7，所述底座1上设有支架2，支架2的上部设有电磁铁3，支架1的两边设有间隙传感器4，间隙传感器4的输出接控制电路7的输入，悬浮球5内上部设有导磁体6。
本实用新型的工作原理如下：接通电源，电磁铁3的线圈流过电流并产生磁场，此磁场对悬浮球5内的导磁体6产生吸引力，当此吸引力与悬浮球5的重量相等时，悬浮球5就可以悬浮在空中，间隙传感器用于监测悬浮球5与电磁铁3之间的间隙变化，并将其输出信号送到控制电路7的输入端，经信号处理后形成控制信号，自动调节电磁铁3的线圈电流，从而改变电磁吸力，使悬浮球5实现稳定悬浮。
本实用新型中控制原理如下：参见图1、2，由光发射及接收管组成的间隙传感器检测悬浮球与电磁铁之间的距离变化，其输出信号经由运算放大器A1及外围电路组成的滤波器滤波后，分两路输出：一路经过运算放大器A2及外围电路构成的超前网络，得到PD信号，另一路经过运算放大器A6及外围电路构成的积分器输出积分信号I。监测电磁铁线圈电流的电流传感器MH1的输出信号经过运算放大器A7滤波，然后与PD信号、积分信号I经过运算放大器A3求和，这个信号进一步经过由运算放大器A4组成的电流环控制器输出，此输出信号与来自由A9、A10构成的三角波发生器的输出信号进行比较，在比较器A5输出端得到PWM信号，此信号由门电路AND1输出作为控制信号送到由集成块IC1、IC2、T1、T2、D5、D10及其外围元件构成的驱动和功率放大电路，控制电磁铁线圈中电流的大小，产生相应的电磁吸引力，使悬浮球稳定悬浮。
本实施例中的间隙传感器为光电传感器，其光发射及接收管应分别位于悬浮球的两边，且光发射源中心和光接收中心的连线应基本保持水平，本实用新型中的悬浮球，也可以是其它形状的物体。
当悬浮球装置用于不同的领域时，可作进一步的改进，参见附图3，在悬浮球内的下部设置一导磁体8，在底座上设置升降托盘9，升降托盘9下设置旋转驱动电磁铁10，升降托盘9有两个作用，一是意外落下时接住大球，避免被摔坏。二是开始悬挂时或关闭时，托起或接住大球。悬浮球内下部的导磁体8和托盘下的旋转驱动电磁铁10可使悬浮球5连续转动不停。将这种结构的悬浮球装置和工艺美术结合起来，可做成各种奇特的广告装置或城市标志物等，给人们带来崭新的视觉感受。
综上所述，本实用新型具有结构简单、技术先进、应用广泛的特点，不仅可用作演示教具，也可用作广告装置、儿童玩具、城市标志物以及高科技展示品等。

Claims (3)

1、一种磁悬浮球装置，包括底座1、支架2、电磁铁3、间隙传感器4、悬浮球5、导磁体6、控制电路7，所述底座1上设有支架2，其特征在于支架2的中心部位设有电磁铁3，支架1的两边设有间隙传感器4，间隙传感器4的输出接控制电路7的输入，悬浮球5内上部设有导磁体6。
2、根据权利要求1所述的磁悬浮球装置，其特征还在于悬浮球内的下部设有导磁体，底座上设有旋转驱动电磁铁。
3、根据权利要求1或权利要求2所述的磁悬浮球装置，其特征还在于底座上还设有升降托盘。
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