CN2569440Y - 自动平衡式静态磁悬浮装置 - Google Patents
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Abstract
自动平衡式静态磁悬浮装置，涉及的是利用磁力使物体处于悬浮状态的磁悬浮装置。其构成包括座体、安装在座体上的永磁体和位于永磁体磁场中的悬浮体，所述的悬浮体由两个圆盘状永磁体和连接在两个圆盘状永磁体端面之间的非磁性连接件所构成，座体上的永磁体由对称排列的两排永磁体构成，每个永磁体均布在同一圆周面上，两个圆盘状永磁体分别位于两排永磁体的中线位置上，在座体上还设有一个由自动平衡电磁铁、霍尔传感器、放大电路、脉宽调节电路、电子开关电路以及电源电路所构成的电子式自动平衡控制器。以顶推式来实现了全面的悬浮。悬浮性好，悬浮体的可塑性强，可制作成各种形式的产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用磁力使物体处于悬浮状态的磁悬浮装置。
背景技术
中国实用新型专利98210616.5公开了“一种磁力悬浮装置”，由活动支杆、壳体和三部份磁体组成，其中这三部份磁体分别固定在壳体的上端、下端和活动支杆的下端上。固定在活动支杆下端上的磁体与固定在壳体下端上的磁体形成斥力，固定在活动支杆下端上的磁体与固定在壳体上端上的磁体形成吸力，同时应用了磁体同性相斥异性相吸的特性进行组合形成重力、吸力、斥方的三力平衡产生悬浮力来实现悬浮。这种悬浮装置的缺点是使用时须将欲被悬浮的物体置于支杆或置于固定在支杆顶端的托板上，从视觉上看不出悬浮效果且缺乏神秘感，二是只能实现上下单方向的悬浮，不能实现前、后，左、右方向的悬浮。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有悬浮装置的上述缺点，提供一种可实现全方位悬浮的自动平衡式静态磁悬浮装置。
实现本实用新型目的的自动平衡式静态磁悬浮装置包括座体、安装在座体上的永磁体和位于永磁体磁场中的悬浮体，其特征是所述的悬浮体由两个圆盘状永磁体和连接在两个圆盘状永磁体的相同极性端面之间的非磁性连接件所构成，所述的安装在座体上的永磁体由对称排列的两排永磁体构成，每个永磁体均布在同一圆周面上，所述的悬浮体的两个圆盘状永磁体分别位于两排永磁体的中线位置上，在座体上还设有一个电子式自动平衡控制器，该自动平衡控制器由安装在一圆盘状永磁体中线下方的自动平衡电磁铁和霍尔传感器、与霍尔传感器相接的放大电路、与放大电路相接的脉宽调节电路、与脉宽调节电路相接的电子开关电路以及与上述各部份相接的电源电路所构成，所述的自动平衡电磁铁由一永久磁条和以双线并绕方式缠绕在该永久磁条上的两个线圈所构成，所述的两个线圈分别按相反的方向与电子开关电路相接。
本悬浮装置的工作原理如下：
两排永磁体与悬浮体两端的圆盘状永磁体之间的排斥力保证了悬浮体被向上方向推斥到与悬浮体的重力平衡的高度时悬浮在该高度位置上，实现上下方向的悬浮；每排中的位于同一圆弧面上的各永磁体与圆盘状永磁体之间的距离相等，各永磁体与圆盘状永磁体之间相同的排斥力保证了悬浮体前后方向的悬浮；当悬浮体发生左右方向漂移偏离座体中排列的永磁体组的中线时，由霍尔传感器将圆盘状永磁体的移动信号传递给放大电路放大后送到脉宽调节电路处理，再由电子开关电路给自动平衡电磁铁的某组线圈供电，从而调整电磁铁的磁场强度，利用该磁场强度的改变而使悬浮体的偏离得到纠正，从而保证了悬浮体水平方向的悬浮。
与前述现有同类产品相比，本实用新型的优点是采用圆盘形永磁体与分布在同一圆弧面上的永磁体的弧形推力设计实现了三维空间中的上下前后两度空间的自动平衡，再利用电子式自动平衡控制器解决了水平方向的自动平衡，以顶推式来实现了全面的悬浮。且悬浮性好，稳定性强，可靠性高，悬浮体的可塑性强，易于制作成各种形式的产品。
本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图2是图1的A-A视图
图3是图1的俯视图
图4是自动平衡电磁铁的结构示意图
图5是电子式自动平衡控制器的结构框图
图6是电子式自动平衡控制器的电路图
具体实施方式
如图1～3所示，本自动平衡式静态磁悬浮装置的悬浮体由两个圆盘状永磁体5.6和连接在两个圆盘状永磁体的相同极性端面之间的非磁性连接件9所构成，所述的永磁体1、2、3、4为对称排列的两排永磁体，安装在座体10上。每个永磁体均布在同一圆周面B上，在本实施例中，分别由永磁体1、2和永磁体3、4构成对称的两排永磁体组。当然也可以由更多个永磁体排列成一组。在由两个永磁体来构成一永磁体组的特例时，须避免使两永磁体处于相对的位置上。所述的悬浮体的两个圆盘状永磁体5、6分别位于两排永磁体的中线15位置上，在座体10上还设有一个电子式自动平衡控制器11，该自动平衡控制器由安装在圆盘状永磁体5中线下方的自动平衡电磁铁7和霍尔传感器8、与霍尔传感器8相接的放大电路、(参见图5、6)，与放大电路相接的脉宽调节电路、与脉宽调节电路相接的电子开关电路以及与上述各部份相接的电源电路所构成，所述的自动平衡电磁铁7由一永久磁条12(参见图4)和以双线并绕方式缠绕在该永久磁条上的两个线圈L1、L2所构成，所述的两个线圈分别按相反的方向与电子开关电路相接。在本实施例中，霍尔传感器8选用3503型传感器，放大电路由运算放大器YF1、YF2(F007)担任，脉宽调节电路由555集成电路接成的压控脉宽调节器PWM1、PWM2担任，电子开关电路由两个绝缘栅双极晶体管BG1、BG2构成，图6给出了各零部件之间的连接图。3503型传感器可以十分灵敏地反应永磁体5移动的方向及速度，即偏离无磁力线的中线15后进入不同极性的磁场产生不同极性的输出电压，其值与偏离的速度成正比，位于磁场强度为零的中线时输出为零。该偏离信号经可调电阻W1、W2定量后送到运算放大器YF1与YF2，由于YF1与YF2分别为正相与反相接法，它们各自放大悬浮磁体5向左右两个方向偏移时产生的不同极性的电压，且一个在放大状态时，另一个截止。从图4中可以看出正向信号经YF2放大，W5定量后加大脉宽调节器PWM2的占空比，使BG2的导通电流平均值上升导致线圈L1的电流加大，磁力增强，起到了将悬浮磁体5推回中线位置稳定悬浮的作用。相反，当悬浮磁体5向另一方向偏离时，传感器8将产生另一方向的输出电压，此时YF2截止而YF1放大，W4定量使PWM1的输出波形占空比加大，导通时间平均值增大，从而增大了另一线圈L2的电流，使电磁铁7的永久磁场被线圈产生的电磁场减弱，因此悬浮体的偏离得到纠正保证了悬浮的水平方向的稳定性。
Claims (2)
1、自动平衡式静态磁悬浮装置，包括座体、安装在座体上的永磁体和位于永磁体磁场中的悬浮体，其特征是所述的悬浮体由两个圆盘状永磁体和连接在两个圆盘状永磁体的相同极性端面之间的非磁性连接件所构成，所述的安装在座体上的永磁体由对称排列的两排永磁体构成，每个永磁体均布在同一圆周面上，所述的悬浮体的两个圆盘状永磁体分别位于两排永磁体的中线位置上，在座体上还设有一个电子式自动平衡控制器，该自动平衡控制器由安装在一圆盘状永磁体中线下方的自动平衡电磁铁和霍尔传感器、与霍尔传感器相接的放大电路、与放大电路相接的脉宽调节电路、与脉宽调节电路相接的电子开关电路以及与上述各部份相接的电源电路所构成，所述的自动平衡电磁铁由一永久磁条和以双线并绕方式缠绕在该永久磁条上的两个线圈所构成，所述的两个线圈分别按相反的方向与电子开关电路相接。
2、如权利要求1所述的自动平衡式静态磁悬浮装置，其特征在于所述的放大电路由两个分别为正相与反相接法的运算放大器构成，所述的脉宽调节电路由两个脉宽调节器构成，所述的电子开关电路由两个绝缘栅双极晶体管构成。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 02276298 CN2569440Y (zh) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 自动平衡式静态磁悬浮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 02276298 CN2569440Y (zh) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 自动平衡式静态磁悬浮装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2569440Y true CN2569440Y (zh) | 2003-08-27 |
Family
ID=33740184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 02276298 Expired - Fee Related CN2569440Y (zh) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 自动平衡式静态磁悬浮装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN2569440Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1822487B (zh) * | 2006-03-24 | 2011-01-05 | 王晓冰 | 磁斥型悬浮装置 |
| CN110671631A (zh) * | 2019-09-04 | 2020-01-10 | 南京理工大学 | 一种圆杆式悬浮台灯 |
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2002
- 2002-08-30 CN CN 02276298 patent/CN2569440Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1822487B (zh) * | 2006-03-24 | 2011-01-05 | 王晓冰 | 磁斥型悬浮装置 |
| CN110671631A (zh) * | 2019-09-04 | 2020-01-10 | 南京理工大学 | 一种圆杆式悬浮台灯 |
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