CN2761963Y - 磁悬浮灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁悬浮装置，具体来说是一种可发光的磁悬浮灯。本实用新型通过在灯座中设置磁敏传感器、转换电路和驱动电磁铁，由磁敏传感器感应浮体的磁场强度，控制并驱动电磁铁工作产生极性相反的磁场吸引浮体悬浮在半空中，并通过振荡发射电路向浮体中的振荡接收电路发出高频振荡信号，经整流和滤波驱动发光电路发光照明，从而实现整个悬浮和发光的功能。本实用新型结构简单、造型独特、工作性能稳定，而且发光的浮体部分不必连接导线即可实现照明功能，此外还可以在底座中加装马达驱动浮体转动，给使用者带来了极大的方便和乐趣。

Description

磁悬浮灯

技术领域

本实用新型涉及一种磁悬浮装置，具体来说是一种可发光的磁悬浮灯。

技术背景

现有照明灯大多采用支架式结构，造型比较古板，发光部分需要有导线连接才能得电并实现照明功能，目前有的一些磁悬浮灯，悬浮位置不稳定，受到触碰容易掉落或被磁体吸引到顶部，因此悬空效果不理想，另外，也不能够实现自动旋转。

实用新型内容

本实用新型克服了上述缺点，提供一种结构简单、悬浮位置稳定的磁悬浮灯。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：包括灯座和浮体，所述浮体中的重心线上设置有至少一个永磁体、一个所述灯座中，位于浮体重心线的向上延长线上或向下延长线上设置有一个电磁铁，所述灯座中设置有灯座电路，所述灯座电路包括一个用于感应磁信号的磁敏传感器、一个转换电路、一个用于给所述磁敏传感器和转换电路提供稳定的基准电压的基准电源电路、一个用于驱动所述电磁铁的电磁铁驱动电路、一个开关电路和一个用于发射高频振荡信号的振荡发射电路，所述转换电路分别与所述磁敏传感器、电磁铁驱动电路和振荡发射电路相连，所述浮体中还包括浮体电路，所述浮体电路包括振荡接收电路、高频整流滤波电路和发光电路，并顺次连接。

所述转换电路可由放大电路、比较电路和反相电路顺次连接构成。

所述浮体中的永磁体可设置在位于浮体重心线上的浮体的顶端，所述顶端永磁体的磁极竖直方向布置，所述灯座中的电磁铁位于浮体重心线的向上延长线上。

所述振荡接收电路可由一个电磁线圈及其外围电路构成，所述电磁线圈设置在浮体内腔中的底部，所述振荡发射电路包括另一个电磁线圈，所述振荡发射电路的线圈设置在灯座中的位于浮体重心线的向下延长线上，得电后的磁极方向与所述顶端永磁体的方向相同。

所述浮体中，在位于重心线上的底端也可设置有一个永磁体，所述底端永磁体的磁极水平方向布置，在所述灯座中，位于浮体重心线的向下延长线上也设置有一个永磁体，且磁极也是水平方向布置，所述灯座的底部还设置有一个马达，所述马达的主轴与所述灯座中的永磁体的纵向轴心固定连接，相应的灯座电路中，所述马达与所述开关电路相连。

所述磁敏传感器可设置在灯座内，位于所述浮体顶端永磁体和所述电磁铁的连线上。

所述电磁铁驱动电路可包括一个555定时器、一个场效应管及其外围电路。

所述开关电路可包括一个三极管、一个继电器及其外围电路。

所述灯座可为C形的壳体结构，所述浮体可为中空球体。

本实用新型通过在灯座中设置磁敏传感器、转换电路和驱动电磁铁，由磁敏传感器感应浮体的磁场强度，控制并驱动电磁铁工作产生极性相反的磁场吸引浮体悬浮在半空中，并通过振荡发射电路向浮体中的振荡接收电路发出高频振荡信号，经整流和滤波驱动发光电路发光照明，从而实现整个悬浮和发光的功能。本实用新型结构简单、造型独特、工作性能稳定，而且发光的浮体部分不必连接导线即可实现照明功能，此外还可以在底座中加装马达驱动浮体转动，给使用者带来了极大的方便和乐趣。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型电路原理框图

图3为本实用新型电路原理图第一部分

图4为本实用新型电路原理图第二部分

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型由一个C形的壳体结构的灯座1和一个中空球体形状的浮体2构成。在所述浮体2的空腔中，浮体2顶端位于浮体2的重心线上设置有一个永磁体5，所述顶端永磁体5的磁极竖直方向布置，在位于重心线上的底端也设置有一个永磁体8，所述底端永磁体8的磁极水平方向布置，浮体电路也设置在所述浮体2的空腔中，并由振荡接收电路、整流滤波电路和发光电路顺次连接构成。

在灯座1的壳体结构的内部，位于浮体2重心线的向上延长线上设置有一个电磁铁3，所述电磁铁3通电后的磁极方向与所述浮体中顶端永磁体5的磁极方向相同，并与所述永磁体5产生吸引作用。紧贴电磁铁的下方设置有一个磁敏传感器4，在位于浮体重心线的向下延长线上，设置有一个电磁线圈9，所述电磁线圈9是振荡发射电路的一部分，用于向浮体发出高频振荡信号。在电磁线圈9的下方，浮体重心线的向下延长线上设置有另一个永磁体10，所述永磁体10的磁极水平设置，且纵向轴心与设置在灯座底部的马达11的主轴固定连接。灯座电路也设置在灯座1的壳体结构的内部，并有基准电源电路、磁敏传感器、放大电路、比较电路、反相电路、电磁铁驱动电路、开关电路、马达和振荡发射电路构成，所述磁敏传感器、放大电路、比较电路、反相电路、开关电路和马达顺次连接，所述基准电源电路分别与磁敏传感器和比较电路相连，提供一个稳定的基准电压，所述反相电路还同时连接电磁铁驱动电路，所述振荡发射电路连接与所述开关电路连接。

如图3、4所示，所述基准电源电路由一个稳压块U4及其外围电阻、电容构成，稳压块U4的输入端连接电源VCC端，输出端得到一个+8V的恒定电压，通过电阻R2后得到一个恒定的电流，与所述磁敏传感器U1相连，给磁敏传感器U1提供一个稳定的工作电流，所述电阻R2的输出同时还连接稳压块U4的GND端，并与所述比较电路相连。

所述磁敏传感器U1经过感应到所在位置的磁场强度，将磁信号转化为模拟的电信号输出，所述磁敏传感器U1的两个输出分别通过电阻R3、R4连接到有集成运放U2A构成的放大电路的反相输入端和同相输入端，将磁敏传感器U1输出的电信号放大。所述比较电路由一个集成运放U2B构成，所述放大电路的输出端经过电阻R11后连接到所述比较电路中集成运放U2B的同相输入端，所述稳压块U4的GND端同时连接有一个可变电阻R7，所述可变电阻R7的滑动端经过电阻R12、电容C2的滤波后连接到比较电路中集成运放U2B的反相输入端。所述比较电路由一个集成运放U2C构成，所述比较电路的输出，经电阻R15连接到比较电路的同相输入端，电阻R13、R14将电源VCC分压后经过电阻R16连接到所述比较电路的反相输入端。

所述电磁驱动电路由一个555定时器U3、一个场效应管V1及外围电路构成，所述反相电路的输出端同时直接连接到555定时器U3的TRIG端和THR端，所述放大电路的输出端还同时经过一个三极管Q2连接到所述555定时器U3的R端，所述三极管基极连接放大电路的输出端，发射极连接555定时器U3，集电极连接电源VCC端，所述555定时器U3的Q端经过电阻R17与场效应管V1的栅极线路，源极接地，漏极连接继电器线圈L1，所述继电器线圈的另一端连接电源VCC端，一个续流二极管D1并联在所述继电器线圈的两端，一个电解电容C4的正极连接在电源VCC端，负极连接到555定时器U3的Q端。由555定时器U3输出使所述场效应管V1导通，使电磁铁线圈L1通电，并产生与所述浮体顶端永磁体5磁场方向相同的磁场，使电磁铁3与顶端永磁体5相对的磁极方向相反，从而吸引浮体2向上浮起，达到使浮体2悬浮的效果。

所述开关电路包括一个由集成运放U2D构成的比较器、一个三极管Q1和一个继电器J1构成，所述555定时器U3的输出通过电阻R19后连接到所述比较器的同相输入端，电阻R21、R24将电源VCC分压后连接到比较器的反相输入端，比较器的输出端经过电阻R23后连接到所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，集电极连接到继电器J1线圈的一端，继电器J1线圈的另一端连接电源VCC，所述继电器J1线圈的两端也并联有一个续流二极管D4，

所述继电器J1的常开触电的输出端经过变压器T1的副边和电阻R22与马达相连，所述马达的另一端与所述继电器J1的公共端相连，所述变压器T1的原边连接到AC电源端，副边的两端还同时经过以二极管D2、D3、D5、D6构成的桥式整流电路，输出即为电源VCC端。

所述继电器J1的公共端和所述变压器T1与电阻R22相连的一端连接一个由另外四个二极管D7～D10构成的桥式整流电路，所述整流电路的输出连接到所述振荡发射电路，还同时通过电解电容C8接地。

所述振荡发射电路是由一个电磁线圈L2、三电容C9～C11、两个电阻R25、R26和两个三极管Q3、Q4构成的自激振荡电路，所述电磁线圈L2与电容C9并联，所述电磁线圈L2的滑动端与所述二极管D7～D10构成的桥式整流电路的输出端相连。所述电容C10和电阻R25并联后，一端与电容C9的一端相连，另一端连接到所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的集电极与所述电容C9的另一端相连，发射极接地，所述电容C11、电阻R26和三极管Q3的连接关系与电容C10、电阻R25和三极管Q4完全对称。

由振荡发射电路发出的高频振荡信号由接收线圈L3接收，再经过与所述接收线圈L3并联的电容C12和电解电容C13后连接到LED驱动芯片U5的输入端，所述电容C12和电解电容C13的正极之间还设置有一个正向连接的二极管D11，所述LED驱动芯片U5的三个输出端分别连接三发光二极管LED1、LED2、LED3。

使用过程中，当灯座电路接通AC电源时，经过变压器T1降压，再由D2、D3、D5、D6构成的桥式整流电路整流后，输出工作电源VCC，由基准电源电路稳压输出后供给所述磁敏传感器U1和比较电路，当所述磁敏传感器U1感应到浮体2中永磁体5附近的磁信号后，输出模拟的电信号，再经过放大、比较、反向后输入到555定时器U3，再经555定时器U3的工作输出均匀的方波给导通场效应管V1，使电磁铁线圈L1通电产生磁场，吸引浮体2中的以永磁体5，使浮体2悬浮在半空中。同时，555定时器U3的输出还使开关电路导通，使马达通电，此时马达的主轴开始转动，并带动永磁体10旋转，与浮体中的永磁体8的磁场的相互作用，使浮体平稳地旋转。另外一路通过线圈9发出高频振荡信号，同时在浮体中的振荡接收线圈7感应并接收到这个高频振荡信号，再经过整流滤波后，驱动LED驱动芯片U5，使发光二极管LED1～LED3工作并发光，从而实现无导线连接的照明功能。

Claims (9)

1.一种磁悬浮灯，包括灯座和浮体，所述浮体中的重心线上设置有至少一个永磁体、一个所述灯座中，位于浮体重心线的向上延长线上或向下延长线上设置有一个电磁铁，其特征在于：所述灯座中设置有灯座电路，所述灯座电路包括一个用于感应磁信号的磁敏传感器、一个转换电路、一个用于给所述磁敏传感器和转换电路提供稳定的基准电压的基准电源电路、一个用于驱动所述电磁铁的电磁铁驱动电路、一个开关电路和一个用于发射高频振荡信号的振荡发射电路，所述转换电路分别与所述磁敏传感器、电磁铁驱动电路和振荡发射电路相连，所述浮体中还包括浮体电路，所述浮体电路包括振荡接收电路、高频整流滤波电路和发光电路，并顺次连接。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述转换电路由放大电路、比较电路和反相电路顺次连接构成。

3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述浮体中的永磁体设置在位于浮体重心线上的浮体的顶端，所述顶端永磁体的磁极竖直方向布置，所述灯座中的电磁铁位于浮体重心线的向上延长线上，得电后的磁极方向与所述顶端永磁体的磁极方向相同。

4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述振荡接收电路由一个电磁线圈及其外围电路构成，所述电磁线圈设置在浮体内腔中的底部，所述振荡发射电路包括另一个电磁线圈，所述振荡发射电路的线圈设置在灯座中的位于浮体重心线的向下延长线上。

5.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述浮体中，在位于重心线上的底端也设置有一个永磁体，所述底端永磁体的磁极水平方向布置，在所述灯座中，位于浮体重心线的向下延长线上也设置有一个永磁体，且磁极也是水平方向布置，所述灯座的底部还设置有一个马达，所述马达的主轴与所述灯座中的永磁体的纵向轴心固定连接，相应的灯座电路中，所述马达与所述开关电路相连。

6.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述磁敏传感器设置在灯座内，位于所述浮体顶端永磁体和所述电磁铁的连线上。

7.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述电磁铁驱动电路包括一个555定时器、一个场效应管及其外围电路。

8.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述开关电路包括一个三极管、一个继电器及其外围电路。

9.根据权利要求1或2所述的磁悬浮灯，其特征在于：所述灯座为C形的壳体结构，所述浮体为中空球体。

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