RU2431573C1 - Wheel on magnetic cushion - Google Patents

Wheel on magnetic cushion Download PDF

Info

Publication number
RU2431573C1
RU2431573C1 RU2010128812/11A RU2010128812A RU2431573C1 RU 2431573 C1 RU2431573 C1 RU 2431573C1 RU 2010128812/11 A RU2010128812/11 A RU 2010128812/11A RU 2010128812 A RU2010128812 A RU 2010128812A RU 2431573 C1 RU2431573 C1 RU 2431573C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rim
round
magnetic
round rim
wheel
Prior art date
Application number
RU2010128812/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Фёдорович Меньших (RU)
Олег Фёдорович Меньших
Original Assignee
Олег Фёдорович Меньших
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Фёдорович Меньших filed Critical Олег Фёдорович Меньших
Priority to RU2010128812/11A priority Critical patent/RU2431573C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2431573C1 publication Critical patent/RU2431573C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: transport. ^ SUBSTANCE: invention relates to physics of magnetism and may be used as wheel on magnetic cushion instead of wheel rolling bearing when bearing lubrication is inexpedient or impossible. Wheel comprises round rim with elastic tread fitted on its outer surface and fixed axle about which said rim revolves. Additionally, wheel incorporates round rim arranged coaxially inside said round rim with elastic tread and mechanically engaged with said fixed axle by crossarms or spokes. Both round rims are made from magnetically hard and magnetised ferromagnetic. Magnetic similar poles of said round rims face each other. Inner concave surface of said rim with elastic tread and outer convex surface of additional rim revolve about fixed axle with relevant radii of said rim curved lines, i.e. parabolas, circle arcs or combinations thereof. Width of round rim with elastic tread exceeds that of additional round rim. ^ EFFECT: stable magnetic suspension along in three coordinates, plus simultaneous spring-loading. ^ 3 dwg

Description

Изобретение относится к области физики магнетизма и может быть использовано в качестве колеса на магнитной подушке, вместо подшипника качения колеса, применительно к работе подвижного устройства на колесном ходу в вакууме, где использование смазки подшипников нецелесообразно или невозможно.The invention relates to the field of physics of magnetism and can be used as a wheel on a magnetic cushion, instead of a rolling bearing of a wheel, in relation to the operation of a mobile device on a wheeled drive in a vacuum, where the use of bearing lubrication is impractical or impossible.

Известно использование электростатической и магнитной подушки во вращающихся системах, например в гироскопах [1-6]. Так, в случае электростатического подвеса ротора гироскопа в форме шара поверхность шара выполняется из диэлектрика, и поддерживающее электрическое поле индуцирует на нем электрические заряды противоположного знака, в результате чего всегда возникает притягивающая сила. Для подвешивания тел это свойство непосредственно использовать нельзя, так как, согласно теореме Ирншоу, статическое равновесие тел, притягивающихся друг к другу по закону обратных квадратов, всегда неустойчиво. Для создания устойчивого подвеса используют регулируемое поле. То же самое имеет место и для магнитных подвесов, когда ротор выполняется из ферромагнетика. Если же ротор изготавливать из диамагнитного материала, то подвес может быть устойчивым и без дополнительного регулирования магнитного поля (пассивный подвес). Эта схема подвеса нашла применение в так называемом криогенном гироскопе, в котором в условиях сверхнизких температур материал шара - ниобий - переходит в сверхпроводящее состояние, при этом он становится идеальным диамагнетиком. Внутрь такого материала магнитное поле не проникает. Само поле создается токами, циркулирующими в сверхпроводнике без потерь.It is known to use an electrostatic and magnetic cushion in rotating systems, for example, in gyroscopes [1-6]. So, in the case of an electrostatic suspension of the gyro rotor in the form of a ball, the surface of the ball is made of a dielectric, and the supporting electric field induces electric charges of the opposite sign on it, as a result of which an attractive force always arises. This property cannot be directly used to suspend bodies, since, according to the Earnshaw theorem, the static equilibrium of bodies attracted to each other by the inverse square law is always unstable. To create a stable suspension use an adjustable field. The same holds for magnetic suspensions, when the rotor is made of a ferromagnet. If the rotor is made of diamagnetic material, then the suspension can be stable without additional regulation of the magnetic field (passive suspension). This suspension scheme has found application in the so-called cryogenic gyroscope, in which, at extremely low temperatures, the material of the ball - niobium - goes into the superconducting state, while becoming an ideal diamagnet. Inside such a material, the magnetic field does not penetrate. The field itself is created by currents circulating in the superconductor without loss.

Согласно теореме Ирншоу отталкивающиеся магнитные системы обратно пропорционально квадрату расстояния между ними также являются неустойчивыми, как и притягивающиеся. Однако в случае регулирования магнитных отталкивающихся полей такие системы становятся устойчивыми. Например, известен так называемый «гроб господний» - некое тело, свободно висящее в воздушном пространстве, внутри которого установлен магнит, а на поверхности земли установлена группа магнитов, например, по окружности, центр которой совпадает с вертикалью, на которой находится магнит «гроба господня», причем магнитные полюсы этих взаимно отталкивающихся магнитов, обращенные друг к другу, являются одноименными. Устойчивое равновесие обеспечивается благодаря тому, что на заданной высоте подвеса «гроба господня» отталкивающее магнитное поле минимально и достаточно для удержания «гроба господня» на заданной высоте, а во всех направлениях от этой вертикали магнитное отталкивающее поле растет, то есть создает возвращающую силу, направленную к данной вертикали. Это известное устройство можно использовать в качестве прототипа заявляемому техническому решению, использующему свойство отталкивания между обращенными друг к другу одноименными магнитными полюсами двух магнитов.According to the Earnshaw theorem, repulsive magnetic systems are inversely proportional to the square of the distance between them, they are also unstable, as are attracting ones. However, in the case of regulation of magnetic repulsive fields, such systems become stable. For example, the so-called “coffin of the Lord” is known - a certain body freely hanging in the airspace, inside which a magnet is installed, and a group of magnets is installed on the surface of the earth, for example, along a circle whose center coincides with the vertical on which the magnet of the “coffin of God” is located ", And the magnetic poles of these mutually repulsive magnets facing each other are of the same name. Stable balance is ensured due to the fact that at a given height of the suspension of the “Holy Sepulcher” the repulsive magnetic field is minimal and sufficient to keep the “Holy Sepulcher” at a given height, and in all directions from this vertical the magnetic repulsive field grows, that is, it creates a restoring force directed to this vertical. This known device can be used as a prototype of the claimed technical solution using the property of repulsion between the opposite poles of the two magnets facing the same name.

Недостатком известного устройства («гроба господня») статического удержания одного тела относительно другого в заданной области пространства является неспособность удерживаемого тела с помощью магнитной подушки к вращению относительно поверхности расположения другого тела, при котором возможно движение удерживаемого тела в произвольном направлении на этой поверхности.A disadvantage of the known device (“Holy Sepulcher”) of the static holding of one body relative to another in a given region of space is the inability of the retained body to rotate with the aid of a magnetic cushion relative to the surface of the other body, in which the held body can move in an arbitrary direction on this surface.

Указанный недостаток устранен в заявляемом техническом решении.The specified disadvantage is eliminated in the claimed technical solution.

Целью изобретения является обеспечение устойчивого магнитного подвеса колеса по всем трем координатам в пространстве с одновременным его подпружиниванием.The aim of the invention is to provide a stable magnetic suspension of the wheel in all three coordinates in space with its simultaneous springing.

Указанная цель достигается в колесе на магнитной подушке, содержащем круглый обод с укрепленным на его внешней поверхности эластичным протектором и неподвижную ось, относительно которой вращается круглый обод с эластичным протектором, отличающемся тем, что в него введен дополнительный круглый обод, расположенный соосно внутри круглого обода с эластичным протектором и жестко механически связанный с неподвижной осью элементами крепления - траверсами или спицами, причем оба круглых обода выполнены из магнитотвердого и намагниченного ферромагнетика, магнитные полюсы этих круглых ободов, обращенные друг к другу, являются одноименными, а внутренняя вогнутая поверхность круглого обода с эластичным протектором и внешняя выпуклая поверхность дополнительного круглого обода выполнены вращением относительно неподвижной оси с соответствующими радиусами указанных ободов кривых линий - параболы, дуги окружности или их сочетаний, при этом ширина круглого обода с эластичным протектором выбрана больше ширины дополнительного круглого обода.This goal is achieved in a wheel on a magnetic cushion containing a round rim with an elastic tread fixed to its outer surface and a fixed axis, relative to which a round rim with an elastic tread rotates, characterized in that an additional round rim is inserted into it, located coaxially inside the round rim with elastic tread and rigidly mechanically connected to the fixed axis by fastening elements - traverses or spokes, both round rims made of magnetically hard and magnetized fairies rromagnet, the magnetic poles of these round rims facing each other are of the same name, and the inner concave surface of the round rim with an elastic tread and the outer convex surface of the additional round rim are made by rotation relative to the fixed axis with the corresponding radii of the indicated rims of the curved lines - parabola, circular arc or their combinations, the width of the round rim with an elastic tread selected more than the width of the additional round rim.

Достижение указанной цели изобретения объясняется устойчивостью дополнительного круглого обода по всем трем декартовым координатам относительно круглого обода с элластичным протектором за счет выбранных форм поверхностей одноименных магнитных полюсов вложенных центрально симметрично друг в друга намагниченных ободов.Achieving the stated objective of the invention is explained by the stability of the additional round rim along all three Cartesian coordinates relative to the round rim with an elastic tread due to the selected surface shapes of the same magnetic poles embedded magnetically rimmed centrally symmetrically into each other.

Заявляемое устройство понятно из представляемых рисунков.The inventive device is clear from the presented drawings.

На фиг.1 дан разрез сборки колеса на магнитной подушке, содержащего следующие элементы:Figure 1 is a sectional view of the assembly of the wheel on a magnetic pad containing the following elements:

1 - дополнительный круглый обод - намагниченный первый ферромагнитный тороид,1 - additional round rim - magnetized first ferromagnetic toroid,

2 - неподвижная ось,2 - fixed axis,

3 - элементы крепления дополнительного круглого обода 1 с неподвижной осью 2,3 - fastening elements of an additional round rim 1 with a fixed axis 2,

4 - круглый обод (внешний по отношению к ободу 1) - намагниченный второй ферромагнитный тороид,4 - round rim (external to rim 1) is the magnetized second ferromagnetic toroid,

5 - эластичный протектор (необязательный элемент устройства).5 - elastic tread (optional element of the device).

На фиг.2 дан вид сбоку и сверху на невращающиеся элементы устройства - дополнительный круглый обод с траверсами и осью.Figure 2 shows a side view and top view of non-rotating elements of the device - an additional round rim with traverses and an axis.

На фиг.3 представлена схема намагничивания дополнительного круглого обода 1 - первого ферромагнитного тороида, выполненного из магнитотвердого ферромагнетика (например, феррита SmCo3, которая содержит следующие элементы:Figure 3 presents the magnetization diagram of an additional round rim 1 - the first ferromagnetic toroid made of a hard magnetic ferromagnet (for example, ferrite SmCo 3 , which contains the following elements:

6 - круглый сердечник из магнитомягкого ферроматериала (например, железа) с резьбовым соединением на одном его конце и цилиндрическим полюсом - на другом, соосно которому с малым зазором устанавливается намагничиваемый ферромагнитный тороид 1 из магнитотвердого ферроматериала,6 - a round core of soft magnetic ferromaterial (for example, iron) with a threaded connection at one end and a cylindrical pole at the other, magnetized ferromagnetic toroid 1 of magnetically hard ferromaterial is coaxial with a small gap,

7 - полый цилиндрический магнитопровод из магнитомягкого материала с днищем, в которое заворачивается круглый сердечник 6 при сборке, с образованным в нем полюсом, повторяющим форму внешней поверхности намагничиваемого ферромагнитного тороида 1 с малым зазором относительно последней,7 - a hollow cylindrical magnetic core of soft magnetic material with a bottom, into which a round core 6 is wrapped during assembly, with a pole formed in it, repeating the shape of the outer surface of the magnetized ferromagnetic toroid 1 with a small gap relative to the latter,

8 - стопорное кольцо для удержания ферромагнитного тороида в магнитном зазоре в требуемом положении, закрепленное в канавке цилиндрического полюса круглого сердечника 6,8 - a retaining ring for holding the ferromagnetic toroid in the magnetic gap in the required position, mounted in the groove of the cylindrical pole of the round core 6,

9 - катушка намагничивающего соленоида, связанная с круглым сердечником 6, которая связана с источником подмагничивающего тока, создающего в зазоре электромагнита насыщающее постоянное магнитное поле для установленного в зазор ферромагнитного тороида.9 - a magnetizing solenoid coil connected with a round core 6, which is connected to a magnetizing current source, which creates a saturating constant magnetic field in the gap of an electromagnet for a ferromagnetic toroid installed in the gap.

При пропускании в катушке соленоида 9 постоянного тока подмагничивания создается намагничивающее магнитное поле между полюсами электромагнита с магнитными полюсами, указанными на фиг.3, под действием магнитного потока, указанного фигурной стрелкой на круглом сердечнике 6. При этом на внутренней цилиндрической поверхности ферромагнитного тороида 1 образуется один магнитный полюс, а на внешней профильной - другой.When a magnetizing direct current of magnetization direct current 9 is magnetized in the coil, a magnetizing magnetic field is created between the poles of the electromagnet with the magnetic poles shown in FIG. 3 under the action of the magnetic flux indicated by a curved arrow on the round core 6. In this case, one is formed on the inner cylindrical surface of the ferromagnetic toroid 1 magnetic pole, and on the external profile - another.

Аналогичным образом намагничивают второй ферромагнитный тороид круглого обода 4. Однако при этом форма поверхности круглого сердечника 6 выполняется согласованной с внутренней поверхностью круглого обода 4, а полюс магнитопровода 7 имеет цилиндрическую форму. При этом между магнитными полюсами электромагнита и вторым ферромагнитным тороидом имеются малые зазоры. Намагничивающий ток в катушке 9 меняют по направлению на противоположное.The second ferromagnetic toroid of the round rim 4 is magnetized in a similar way. However, the surface shape of the round core 6 is consistent with the inner surface of the round rim 4, and the pole of the magnetic circuit 7 has a cylindrical shape. Moreover, there are small gaps between the magnetic poles of the electromagnet and the second ferromagnetic toroid. The magnetizing current in the coil 9 is reversed.

Рассмотрим работу заявляемого устройства.Consider the operation of the claimed device.

Если бы магнитные полюса круглого обода 4 и дополнительного круглого обода 1 были бы цилиндрическими, то дополнительный круглый обод 1, неподвижно закрепленный траверсами крепления 3 к неподвижной оси 2, и круглый обод 4 с эластичным протектором 5 самоцентрировались бы относительно неподвижной оси 2 в плоскости XY, совпадающей с плоскостью, ортогональной неподвижной оси 2. Всякое отклонение круглого обода 4 от неподвижной оси 2 вызывает возвращающую силу, направленную к неподвижной оси. Если к круглому ободу 4 приложить извне силу, вектор которой лежит в плоскости XY и направлен к неподвижной оси 2, то симметрия расположения этого круглого обода 4 относительно неподвижной оси 2 нарушается, что вызывает равную и противоположно направленную силу магнитного отталкивания. Наибольшая величина внешней силы, которая может быть приложена извне к круглому ободу 4, ограничивается наибольшей возможной силой магнитного отталкивания при минимально допустимом зазоре между ободами 1 и 4 с учетом форм указанных выше их поверхностей. Эта сила определяет наибольшую нагрузку на заявляемое колесо на магнитной подушке. Эта сила определяется намагниченностью используемых в устройстве ферромагнитных тороидов. Одним из лучших магнитотвердых ферроматериалов является феррит SmCo3, обладающий наибольшим произведением магнитной индукции на напряженность магнитного поля (ВН)МАХ, достигающим величины 320 Тл·кА/м (40 млн. Гс·Э).If the magnetic poles of the round rim 4 and the additional round rim 1 would be cylindrical, then the additional round rim 1, fixedly fixed by the traverses of fastening 3 to the fixed axis 2, and the round rim 4 with elastic tread 5 would self-center relative to the fixed axis 2 in the XY plane, coinciding with a plane orthogonal to the fixed axis 2. Any deviation of the circular rim 4 from the fixed axis 2 causes a restoring force directed to the fixed axis. If external force is applied to the circular rim 4, the vector of which lies in the XY plane and is directed to the fixed axis 2, then the symmetry of this circular rim 4 relative to the fixed axis 2 is violated, which causes an equal and oppositely directed force of magnetic repulsion. The largest amount of external force that can be exerted externally on the round rim 4 is limited by the largest possible magnetic repulsion force with the minimum allowable gap between rims 1 and 4, taking into account the shapes of the surfaces indicated above. This force determines the greatest load on the inventive wheel on a magnetic pad. This force is determined by the magnetization of the ferromagnetic toroids used in the device. One of the best magnetically hard ferromaterials is SmCo 3 ferrite, which has the largest product of magnetic induction by the magnetic field strength (HH) of the MAX , reaching a value of 320 T · kA / m (40 million G · E).

Однако при одноименных цилиндрических магнитных полюсах ободов 1 и 4, обращенных друг к другу, магнитная система не обладает устойчивостью вдоль оси Z, то есть относительно расположения неподвижной оси 2. Иначе говоря, при этом круглый обод 4 с элластичным протектором 5 стремится выйти в том или ином направлении относительно неподвижной оси 2 из магнитной связи с дополнительным круглым ободом 1.However, with the same cylindrical magnetic poles of the rims 1 and 4 facing each other, the magnetic system is not stable along the Z axis, that is, relative to the location of the fixed axis 2. In other words, the round rim 4 with an elastic tread 5 tends to in a different direction relative to the fixed axis 2 from magnetic coupling with an additional round rim 1.

Для обеспечения устойчивости магнитной системы относительно оси Z в заявляемом устройстве внутренняя вогнутая поверхность второго ферромагнитного тороида круглого обода 4 и внешняя выпуклая поверхность первого ферромагнитного тороида дополнительного круглого обода 1 представляются телами вращения (вокруг неподвижной оси 2) некоторого отрезка параболы, окружности или их сочетаний, симметричных относительно диаметра ободов 1 и 4. При этом любое смещение круглого обода 4 вдоль оси Z расстояние между краевыми частями ободов 1 и 4 сокращается, что вызывает возвращающую силу, проекция которой на ось Z направлена против направления указанного смещения от положения равновесия, что приводит к возвращению дополнительного круглого обода 4 с эластичным протектором 5 в положение устойчивого равновесия. Если вдоль оси Z на круглый обод 4 действует внешняя сила (например, во время поворота движущегося колеса, как при повороте автомобиля на дороге), возникает смещение круглого обода вдоль неподвижной оси 2. Максимально возможная сила, прикладываемая к круглому ободу 4, также определяется намагниченностью ферроматериалов первого и второго ферромагнитных тороидов в составе ободов 1 и 4, а также оптимальным выбором профилей поверхностей их связанных одноименных магнитных полюсов и соотношения ширины этих полюсов. Возможны различные варианты профилей. Например, возвращающие силы вдоль оси Z возникают и в том случае, если эти поверхности одинаковые и являются телами вращения отрезков двух разных по диаметру окружностей или двух разных парабол. Может быть использовано сочетание разных профилей - тел вращения отрезков окружностей или парабол. Во всех этих случаях общим для них является увеличение проекций сил отталкивания в направлении к положению равновесия по оси Z при любых предельно допустимых смещениях круглого обода 4 относительно дополнительного круглого обода 1 вдоль неподвижной оси 2.To ensure the stability of the magnetic system relative to the Z axis in the inventive device, the inner concave surface of the second ferromagnetic toroid of the round rim 4 and the outer convex surface of the first ferromagnetic toroid of the additional round rim 1 are represented by the bodies of revolution (around the fixed axis 2) of a certain segment of the parabola, circle, or combinations thereof, symmetrical relative to the diameter of the rims 1 and 4. In this case, any displacement of the circular rim 4 along the Z axis, the distance between the edge parts of the rims 1 and 4 is reduced That causes a restoring force, wherein the projection on the Z axis is directed against the direction of said displacement from the equilibrium position, which leads to the return of an additional circular rim 4 with an elastic protector 5 to the position of stable equilibrium. If an external force acts on the round rim 4 along the Z axis (for example, when the moving wheel rotates, as when the car turns on the road), the round rim is displaced along the fixed axis 2. The maximum possible force applied to the round rim 4 is also determined by the magnetization ferromaterials of the first and second ferromagnetic toroids in the composition of the rims 1 and 4, as well as the optimal choice of surface profiles of their associated magnetic poles of the same name and the ratio of the width of these poles. Various profile options are possible. For example, the restoring forces along the Z axis also arise if these surfaces are the same and are bodies of revolution of segments of two circles of different diameters or two different parabolas. A combination of different profiles can be used - bodies of revolution of segments of circles or parabolas. In all these cases, common to them is an increase in the projections of the repulsive forces in the direction to the equilibrium position along the Z axis for any maximum permissible displacements of the circular rim 4 relative to the additional circular rim 1 along the fixed axis 2.

Необходимо отметить, что использование той или иной формы профилей одноименных магнитных полюсов ферромагнитных тороидов приводит к перераспределению возвращающих сил в плоскости XY и вдоль оси Z, что определяет перераспределение осевой нагрузки на колесо и центростремительной силы при осуществлении поворотов колесом движущегося объекта, снабженного такими колесами. Поэтому конкретный выбор формы профилей зависит от характера использования колеса в составе движущегося объекта, например лунохода. Это обстоятельство предопределило неявное выражение в формуле изобретения конкретного задания профилей поверхностей взаимно отталкивающихся магнитных полюсов первого и второго намагниченных ферромагнитных тороидов, и это обстоятельство не может рассматриваться как неопределенность выполнения заявляемого устройства.It should be noted that the use of one form or another of the profiles of the same name of the magnetic poles of ferromagnetic toroids leads to a redistribution of the returning forces in the XY plane and along the Z axis, which determines the redistribution of the axial load on the wheel and centripetal force during the rotation of the wheel of a moving object equipped with such wheels. Therefore, the specific choice of the shape of the profiles depends on the nature of the use of the wheel as part of a moving object, such as a moon rover. This circumstance predetermined the implicit expression in the claims of a specific specification of the surface profiles of mutually repulsive magnetic poles of the first and second magnetized ferromagnetic toroids, and this circumstance cannot be considered as the uncertainty of the claimed device.

Заявляемое устройство может быть использовано в составе движущегося объекта. Для увеличения грузоподъемности объекта можно использовать несколько расположенных на одной оси колес. Применение таких колес не требует использования подшипников качения, смазка которых исключается при условии функционирования движущихся объектов в вакуумном пространстве, например при работе их на лунной поверхности. Одновременно следует отметить, что применение таких колес не связано с необходимостью использования амортизаторов подвижного устройства, двигающегося по неровной поверхности, поскольку сами такие колеса выполняют роль пружинных подвесок, смягчают тряску при езде по пересеченной местности. Это также создает дополнительно положительный эффект от использования заявляемого технического решения.The inventive device can be used as part of a moving object. To increase the load capacity of the object, you can use several wheels located on the same axis. The use of such wheels does not require the use of rolling bearings, the lubrication of which is excluded under the condition that moving objects are functioning in a vacuum space, for example, when operating on a lunar surface. At the same time, it should be noted that the use of such wheels is not connected with the need to use shock absorbers of a mobile device moving on an uneven surface, since such wheels themselves act as spring suspensions and soften shaking when driving over rough terrain. This also creates an additional positive effect from the use of the proposed technical solution.

Предложение может быть использовано в космической навигации. Кроме того, оно может использоваться в качестве элемента измерительного прибора - акселерометра при действии вектора внешней силы в произвольном направлении путем измерения смещений положения концов свободной оси 2 дополнительного круглого обода 1 при действии внешней силы на круглый обод 4, закрепленный на движущимся произвольно в пространстве объекте. При этом концы свободной оси 2 известной длины могут быть оптически связаны с датчиками перемещений этих концов по всем трем координатам, что расчетным путем (с помощью спецпроцессора) позволяет найти величину и положение вектора внешней силы. Произвольное изменение положения круглого обода 4 в пространстве при действии гравитационного поля в этом случае будет при неподвижном объекте или равномерно и прямолинейно движущемся (то есть находящемся в состоянии относительного покоя) приводить к смещениям концов свободной оси 2, то есть можно будет вслепую определить направление к центру гравитирующего тела (например, Земли), то есть использовать такой прибор как некий компас, не магнитный, а гравитационный, что также полезно как дополнительное средство инерциальной навигации.Offer can be used in space navigation. In addition, it can be used as an element of a measuring device, an accelerometer, under the action of an external force vector in an arbitrary direction by measuring the displacements of the ends of the free axis 2 of an additional round rim 1 under the action of an external force on a round rim 4 fixed to an object moving arbitrarily in space. In this case, the ends of the free axis 2 of known length can be optically coupled to the displacement sensors of these ends in all three coordinates, which allows one to find the magnitude and position of the external force vector by calculation (using a special processor). An arbitrary change in the position of the circular rim 4 in space under the action of the gravitational field in this case will cause a displacement of the ends of the free axis 2 when the object is stationary or moving uniformly (i.e., in a state of relative rest), that is, it will be possible to blindly determine the direction to the center a gravitating body (for example, the Earth), that is, to use such a device as a certain compass, not magnetic, but gravitational, which is also useful as an additional means of inertial navigation.

ЛитератураLiterature

1. Булгаков Б.В. Прикладная теория гироскопов. 3 изд., М., 1976.1. Bulgakov B.V. Applied Theory of Gyroscopes. 3 ed., M., 1976.

2. Николаи Е.Л. Гироскоп в кардановом подвесе. 2 изд., М., 1964.2. Nikolai E.L. Gyroscope in a gimbal. 2 ed., M., 1964.

3. Малеев П.П. Новые типы гироскопов. Л., 1971.3. Maleev P.P. New types of gyroscopes. L., 1971.

4. Магнус К. Гироскоп. Теория и применение, пер. с нем. М., 1974.4. Magnus K. Gyroscope. Theory and Application, Per. with him. M., 1974.

5. Ишлинский А.Ю. Ориентация, Гироскопы и инерциальная навигация. М., 1976.5. Ishlinsky A.Yu. Orientation, gyroscopes and inertial navigation. M., 1976.

6. Климов Д.М., Харламов С.А. Динамика гироскопа в кардановом подвесе. М., 1978.6. Klimov D.M., Kharlamov S.A. Gyro dynamics in a gimbal. M., 1978.

Claims (1)

Колесо на магнитной подушке, содержащее круглый обод с укрепленным на его внешней поверхности эластичным протектором и неподвижную ось, относительно которой вращается круглый обод с эластичным протектором, отличающееся тем, что в него введен дополнительный круглый обод, расположенный соосно внутри круглого обода с эластичным протектором и жестко механически связанный с неподвижной осью элементами крепления - траверсами или спицами, причем оба круглых обода выполнены из магнитотвердого и намагниченного ферромагнетика, магнитные полюсы этих круглых ободов, обращенные друг к другу, являются одноименными, а внутренняя вогнутая поверхность круглого обода с эластичным протектором и внешняя выпуклая поверхность дополнительного круглого обода выполнены вращением относительно неподвижной оси с соответствующими радиусами указанных ободов кривых линий - параболы, дуги окружности или их сочетаний, при этом ширина круглого обода с эластичным протектором выбрана больше ширины дополнительного круглого обода. A wheel on a magnetic cushion comprising a round rim with an elastic tread fixed to its outer surface and a fixed axis, relative to which a round rim with an elastic tread rotates, characterized in that an additional round rim is inserted into it, which is coaxially inside the round rim with an elastic tread and rigidly mechanically connected with the fixed axis by fastening elements - traverses or knitting needles, both round rims made of magnetically hard and magnetized ferromagnets, magnetic fields The s of these round rims facing each other are of the same name, and the inner concave surface of the round rim with an elastic tread and the outer convex surface of the additional round rim are made by rotation relative to the fixed axis with the corresponding radii of the indicated rims of the curved lines - parabola, circular arc, or combinations thereof, the width of the round rim with an elastic tread selected more than the width of the additional round rim.
RU2010128812/11A 2010-07-12 2010-07-12 Wheel on magnetic cushion RU2431573C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128812/11A RU2431573C1 (en) 2010-07-12 2010-07-12 Wheel on magnetic cushion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128812/11A RU2431573C1 (en) 2010-07-12 2010-07-12 Wheel on magnetic cushion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2431573C1 true RU2431573C1 (en) 2011-10-20

Family

ID=44999162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010128812/11A RU2431573C1 (en) 2010-07-12 2010-07-12 Wheel on magnetic cushion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2431573C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698259C2 (en) * 2018-05-29 2019-08-23 Геннадий Леонидович Багич Wheel non-contact, bearingless rotation of wheel rim and device for its implementation
GB2581806A (en) * 2019-02-26 2020-09-02 Millitec Food Systems Ltd Rollers for hygienic machinery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698259C2 (en) * 2018-05-29 2019-08-23 Геннадий Леонидович Багич Wheel non-contact, bearingless rotation of wheel rim and device for its implementation
GB2581806A (en) * 2019-02-26 2020-09-02 Millitec Food Systems Ltd Rollers for hygienic machinery
GB2581806B (en) * 2019-02-26 2021-04-07 Millitec Food Systems Ltd Magnetic Roller and Axle for Hygienic Machinery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6657344B2 (en) Passive magnetic bearing for a horizontal shaft
JP6556829B2 (en) Vibration absorber
US10125814B2 (en) Passive magnetic bearing
RU2565329C2 (en) Magnetic and/or electrostatic hinge
US9778619B2 (en) Magnetic or electrostatic pivoting of a mobile timepiece element
CN109417356A (en) Use the electrostatic generator system of magnetic repulsion
US10030701B2 (en) Magnetic bearing having permanent magnet assemblies with repulsive bearing surfaces
US10836512B2 (en) Energy efficient spherical momentum control devices
JP2008537872A (en) Method for stabilizing a magnetically levitated object
US2856239A (en) Means for suspending rotatable objects in space
CN101922510B (en) Inner rotor permanent magnet biased radial magnetic bearing with double permanent magnets
US20170343043A1 (en) Radial-loading Magnetic Reluctance Device
Xiang et al. Suspension and titling of vernier-gimballing magnetically suspended flywheel with conical magnetic bearing and Lorentz magnetic bearing
RU2431573C1 (en) Wheel on magnetic cushion
CN201696491U (en) Conical permanent magnetic suspended inner rotor hybrid magnetic bearing
JP4454590B2 (en) Ball casters
RU2662359C1 (en) Method for providing the gap in the absorbed wheel and the device for its implementation
CN102052402B (en) Permanent magnet suspension bearing and permanent magnet suspension bearing component
RU2540215C1 (en) Hybrid magnetic bearing with axial control
CN110266215B (en) Vertical permanent magnetic suspension device
RU2724030C1 (en) Magnetic-leavatory vehicle
US10377231B2 (en) Magnet-assisted ball drive
US20180229131A1 (en) Yo-yo having a magnetically supported bearing yoke integrated with the axle
CN104697509B (en) A kind of magnetically suspended gyroscope of seven passages magnetic circuit decoupling
JP2001512220A (en) Magnetofluidic fluid device exhibiting fixed stability