RU2787712C1

RU2787712C1 - Magnetic levitation device and its linear movement mechanism

Info

Publication number: RU2787712C1
Application number: RU2022106048A
Authority: RU
Inventors: Лянцин ЛИ; Сяобин ВАН
Original assignee: Чжаоцин Хэни Индастриал Компани Лтд
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2023-01-11

Abstract

FIELD: magnetic levitation devices.

SUBSTANCE: invention relates to magnetic levitation devices and linear motion mechanisms. The magnetic levitation device is provided with a base and a levitation body, wherein the base contains a first magnetic assembly, the levitation body contains a second magnetic assembly, and the first magnetic assembly and the second magnetic assembly are configured to create a magnetic balance force required when the levitation body stably levitates relative to the base. The linear movement mechanism is located in the base and contains: a threaded column installed without the possibility of displacement relative to the base, while at least one part of the threaded column in the direction of the length of the threaded column is threaded; and a displacement support used to support the first magnetic base assembly, wherein the displacement support is provided with a threaded part corresponding to the threaded column thread, so that when the threaded part of the displacement support relative to the threaded column rotates, the displacement support creates a corresponding displacement in the length direction of the threaded column.

EFFECT: increasing compactness and reliability.

15 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение в целом относится к системам магнитной левитации.The present invention relates generally to magnetic levitation systems.

Уровень техникиState of the art

Существующая система магнитной левитации, например, в форме настольной лампы, колонки или глобуса и т.п., как правило, содержит основание магнитной левитации и левитируемый объект. Основание и левитируемый объект содержат оба магнит(ы), и магнит в основании может левитировать левитируемый объект на заданном расстоянии над основанием посредством магнитного воздействия (такого как магнитная отталкивающая сила), что приводит к плавающему фантастическому визуальному эффекту, который сейчас популярен среди людей.An existing magnetic levitation system, for example in the form of a table lamp, column or globe, etc., typically includes a magnetic levitation base and a levitated object. The base and the levitated object contain both magnet(s), and the magnet in the base can levitate the levitated object at a given distance above the base through magnetic action (such as magnetic repulsion), resulting in a floating fantastic visual effect that is now popular among people.

Тем не менее, при реализации левитации традиционной системы магнитной левитации, левитируемый объект обычно должен быть вручную помещен в правильное положение левитации относительно основания, чтобы левитируемый объект мог стабильно плавать. Для первоначального (неопытного) пользователя, ручной поиск правильной позиции левитации будет трудным и может показаться длительным процессом, и они могут потерять свое терпение и интерес соответственно.However, when implementing the levitation of a conventional magnetic levitation system, the levitated object usually needs to be manually placed in the correct levitation position relative to the base so that the levitated object can float stably. For the initial (inexperienced) user, manually finding the correct levitation position will be difficult and may seem like a lengthy process, and they may lose their patience and interest accordingly.

В патентных документах заявителя WO2016/202187A1, CN104901587A, CN204687868U, CN205666775U и т.п. раскрыта система магнитной левитации, которая содержит основание и левитируемый объект, причем основание содержит магнитный левитатор и подъемник, и магнитный левитатор, имеющий кольцевой магнит, расположен на подъемнике и поднимается или опускается с подъемником таким образом, чтобы реализовать автоматическое левитирование или опускание левитируемого объекта относительно основания.Applicant's patent documents WO2016/202187A1, CN104901587A, CN204687868U, CN205666775U, etc. a magnetic levitation system is disclosed, which contains a base and a levitated object, wherein the base contains a magnetic levitator and an elevator, and a magnetic levitator having an annular magnet is located on the elevator and rises or falls with the elevator in such a way as to realize automatic levitation or lowering of the levitated object relative to the base .

CN102315805A и CN207202600U также раскрывают подъемный механизм для аналогичной системы магнитной левитации, и высота всего основания значительно увеличивается из-за простого наложения вверх-вниз магнитного левитатора и подъемного механизма, так что вся система не может быть уменьшена.CN102315805A and CN207202600U also disclose a lifting mechanism for a similar magnetic levitation system, and the height of the entire base is greatly increased due to the simple up and down superposition of the magnetic levitator and lifting mechanism, so that the entire system cannot be reduced.

CN102570927A или CN202503460U также раскрывает другой подъемный механизм для аналогичной системы магнитной левитации, причем подъемный механизм, имеющий подъемную стойку и лоток, непосредственно выступает из верхней поверхности основания для подъема левитируемого объекта. Такая конструкция приводит к тому, что основание не является целостностным и разрушает замечательную декоративную ценность, представленную автоматическим левитированием левитируемого объекта.CN102570927A or CN202503460U also discloses another lifting mechanism for a similar magnetic levitation system, wherein the lifting mechanism having a lifting column and tray protrudes directly from the top surface of the base to lift the levitated object. This design results in the base not being integral and destroying the wonderful decorative value provided by the automatic levitation of the levitated object.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Изобретение направлено на создание такой системы магнитной левитации, чтобы не только левитируемый объект системы магнитной левитации мог осуществлять автоматическую левитацию, но и чтобы вся конструкция системы была простой и компактной.The invention is aimed at providing a magnetic levitation system such that not only the levitated object of the magnetic levitation system can perform automatic levitation, but also that the entire structure of the system is simple and compact.

В данном контексте термин "кольцевой магнит" включает в себя один кольцевой магнит и множество магнитов, объединенных в кольцевую форму; термин "резьбовой штифт" или, в качестве альтернативы, прямой винтовой стержень может относиться к штифту либо с внутренней резьбой, либо с внешней резьбой; выражение "резьбовой штифт, установленный без возможности смещения относительно основания" означает, что резьбовой штифт не смещается по отношению к основанию, но не исключает вращения резьбового штифта вокруг своей собственной продольной оси вращения; термин "смещение" включает, но без ограничения, вертикальное подъемное движение. Кроме того, термины «магнит» и «ферромагнит» имеют одинаковое значение и относятся к магнитному элементу, образованному N и S полюсами, которые могут быть сконструированы отдельно или в комбинации с образованием «магнитного узла».As used herein, the term "ring magnet" includes one ring magnet and a plurality of magnets combined into a ring shape; the term "threaded stud" or, alternatively, straight screw shank may refer to a stud with either an internal thread or an external thread; the expression "threaded stud mounted without the possibility of displacement relative to the base" means that the grub is not displaced relative to the base, but does not preclude the rotation of the grub stud around its own longitudinal axis of rotation; the term "shift" includes, but is not limited to, vertical lift. In addition, the terms "magnet" and "ferromagnet" have the same meaning and refer to a magnetic element formed by N and S poles, which can be designed alone or in combination to form a "magnet assembly".

Согласно первому аспекту изобретения предложен механизм линейного перемещения или механизм подъема для системы магнитной левитации, причем система магнитной левитации содержит основание, включающее первый магнитный узел, и левитируемый объект, включающий второй магнитный узел, причем первый магнитный узел и второй магнитный узел выполнены с возможностью создания силы магнитного баланса, необходимой для стабильной левитации левитируемого объекта относительно основания, и механизм линейного перемещения подлежит расположению в основании и содержит:According to the first aspect of the invention, a linear movement mechanism or a lifting mechanism for a magnetic levitation system is provided, wherein the magnetic levitation system comprises a base including a first magnetic assembly and a levitated object including a second magnetic assembly, the first magnetic assembly and the second magnetic assembly being capable of generating a force magnetic balance necessary for stable levitation of the levitated object relative to the base, and the linear movement mechanism is to be located in the base and contains:

резьбовой штифт, установленный без возможности смещения относительно основания, причем указанный резьбовой штифт имеет резьбу по меньшей мере на части его длины; иa threaded pin mounted without the possibility of displacement relative to the base, and the specified threaded pin is threaded at least part of its length; and

опору смещения для поддерживания первого магнитного узла основания, причем опора смещения снабжена резьбовой частью, сопряженной с резьбой резьбового штифта таким образом, что опора смещения приводит к соответствующему смещению в направлении длины резьбового штифта, когда осуществляется относительное вращение резьбовой части опоры смещения к резьбовому штифту.a bias support for supporting the first base magnet assembly, wherein the bias support is provided with a threaded portion mating with the threaded stud thread such that the bias support results in a corresponding displacement in the length direction of the threaded stud when relative rotation of the bias support threaded towards the threaded stud is performed.

В настоящем изобретении опора смещения может быть выполнена за одно целое с первым магнитным узлом в целом или соединена с ним.In the present invention, the displacement support may be integral with or connected to the first magnetic assembly.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения первый магнитный узел содержит кольцевой магнит, прикрепленный к опоре смещения, и резьбовой штифт проходит через полую часть кольцевого магнита. В этом случае механизм линейного перемещения согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать по меньшей мере один направляющий стержень, неподвижно установленный относительно основания и расположенный параллельно резьбовому штифту. Предпочтительно, направляющие стержни также проходят через полую часть кольцевого магнита.In accordance with embodiments of the present invention, the first magnet assembly comprises an annular magnet attached to a bias support and a threaded stud extends through a hollow portion of the annular magnet. In this case, the linear movement mechanism according to the present invention may further comprise at least one guide rod fixed relative to the base and parallel to the threaded pin. Preferably, the guide rods also extend through the hollow portion of the annular magnet.

Механизм линейного перемещения согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит привод для создания движущей силы, необходимой для относительного вращения резьбового штифта к резьбовой части опоры смещения.The linear motion mechanism of the present invention preferably includes an actuator to generate the driving force necessary to relatively rotate the threaded pin to the threaded part of the displacement support.

В соответствии со схемой привода согласно настоящему изобретению резьбовой штифт может быть установлен с возможностью вращения относительно основания, причем резьбовая часть опоры смещения выполнена за одно целое с опорой смещения или снабжена отдельным резьбовым элементом, таким как гайка, неподвижно прикрепленная к опоре смещения, и привод неподвижно установлен относительно основания и используется для приведения резьбового штифта во вращение относительно основания.In accordance with the drive scheme according to the present invention, the grub screw can be mounted for rotation relative to the base, and the threaded part of the bias support is integral with the bias support or provided with a separate threaded element, such as a nut, fixedly attached to the bias support, and the drive is fixedly is mounted relative to the base and is used to bring the threaded pin into rotation relative to the base.

В приведенной выше схеме привода червячное колесо может быть неподвижно установлено относительно основания, резьбовой штифт включает один резьбовой штифт, а его нижний конец соединен с червячным колесом, причем привод представляет собой двигатель с выходным вращающимся валом, который ориентирован перпендикулярно резьбовому штифту (таким образом, что высота основания дополнительно уменьшается, или основание является более компактным) и неподвижно установлен на червяке для зацепления с червячным колесом, так что червяк приводится во вращение через вращающийся вал двигателя, а затем вращает червячное колесо, которое, в свою очередь, вращает резьбовой штифт. При использовании одного резьбового штифта резьбовой штифт предпочтительно проходит по центру через полую часть кольцевого магнита.In the above drive scheme, the worm wheel can be fixed relative to the base, the grub screw includes one grub screw, and its lower end is connected to the worm wheel, and the drive is a motor with a rotating output shaft that is oriented perpendicular to the grub screw (so that the height of the base is further reduced or the base is more compact) and is fixedly mounted on the worm to engage with the worm wheel, so that the worm is driven through the rotating motor shaft and then rotates the worm wheel, which in turn rotates the threaded pin. When using a single grub screw, the grub screw preferably extends centrally through the hollow portion of the ring magnet.

В указанной схеме привода червячное колесо и зубчатая передача могут быть неподвижно установлены относительно основания, зубчатая передача содержит ведущую шестерню и по меньшей мере две ведомые шестерни, резьбовой штифт включает по меньшей мере два резьбовых штифта, расположенных параллельно друг другу с интервалами, привод представляет собой двигатель с выходным вращающимся валом, который ориентирован перпендикулярно резьбовому штифту и неподвижно установлен на червяке, зацепленном с червячным колесом, каждый резьбовой штифт соединен с соответствующей ведомой шестерней, и червячное колесо зацеплено или входит в зацепление с ведущей шестерней. Таким образом, при условии, что червяк приводится во вращение вращающимся валом двигателя, червяк приводит во вращение червячное колесо, и червячное колесо, в свою очередь, приводит во вращение ведущую шестерню зубчатой передачи, а ведомая шестерня, наконец, приводит во вращение соответствующую резьбовой штифт. При этом два резьбовых штифта могут симметрично проходить через полую часть кольцевого магнита относительно центральной оси симметрии кольцевого магнита.In the specified drive scheme, the worm wheel and the gear train can be fixedly mounted relative to the base, the gear train includes a drive gear and at least two driven gears, the threaded pin includes at least two threaded pins arranged parallel to each other at intervals, the drive is a motor with an output rotating shaft which is oriented perpendicular to the threaded pin and is fixedly mounted on a worm gear engaged with the worm wheel, each threaded pin is connected to a corresponding driven gear, and the worm wheel is engaged or engaged with the drive gear. Thus, provided that the worm is driven by the rotating shaft of the motor, the worm drives the worm wheel, and the worm wheel in turn drives the drive gear of the gear train, and the driven gear finally drives the corresponding threaded pin. . In this case, two threaded pins can symmetrically pass through the hollow part of the annular magnet with respect to the central axis of symmetry of the annular magnet.

Приводная шестерня может содержать или не содержать промежуточную шестерню, при условии, что ведомая шестерня может приводиться в движение ведущей шестерней.The drive gear may or may not include an intermediate gear, provided that the driven gear can be driven by the drive gear.

Согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения привод представляет собой двигатель с выходным вращающимся валом, который также может быть ориентирован параллельно резьбовому штифту и неподвижно закреплен на зубчатой передаче, причем резьбовой штифт неподвижно закреплен на концентрической шестерне, которая находится в зацеплении с зубчатой передачей. Таким образом, вращающийся вал двигателя приводит в движение зубчатую передачу, причем зубчатая передача, в свою очередь, приводит во вращение концентрическую шестерню; и концентрическая шестерня, наконец, приводит в движение соответствующий резьбовой штифт.According to an alternative embodiment of the present invention, the drive is a motor with a rotating output shaft, which can also be oriented parallel to the grub and fixed to the gear train, the grub pin being fixed to the concentric gear that is engaged with the gear train. Thus, the rotating shaft of the motor drives the gear train, the gear train in turn drives the concentric gear; and the concentric gear finally drives the corresponding threaded pin.

В соответствии с альтернативной схемой привода согласно настоящему изобретению резьбовая часть опоры смещения снабжена резьбовым элементом, таким как гайка, которая установлена с возможностью вращения, но без возможности смещения (например, с помощью подшипника скольжения или подшипника качения) на опоре смещения, резьбовой штифт установлен без возможности вращения относительно основания, и привод неподвижно установлен на опоре смещения и используется для приведения резьбового элемента во вращение относительно резьбового штифта. В этом случае можно избежать вращения опоры смещения, чтобы избежать так называемой проблемы скрутки провода.In accordance with an alternative drive scheme according to the present invention, the threaded part of the displacement support is provided with a threaded element, such as a nut, which is mounted with the possibility of rotation, but without the possibility of displacement (for example, using a plain bearing or rolling bearing) on the displacement support, the threaded pin is installed without base and the actuator is fixedly mounted on the displacement support and is used to rotate the threaded element relative to the threaded stud. In this case, rotation of the bias support can be avoided in order to avoid the so-called wire twist problem.

В соответствии с другой альтернативной схемой привода согласно настоящему изобретению резьбовая часть опоры смещения выполнена за одно целое со опорой смещения или снабжена отдельным резьбовым элементом, неподвижно прикрепленным к опоре смещения, резьбовой штифт включает один резьбовой штифт, который неподвижно установлен относительно основания, привод неподвижно установлен на опоре смещения и используется для приведения в движение резьбовой части опоры смещения для вращения относительно резьбового штифта. В этом случае из-за относительного вращения опоры смещения левитируемый объект может автоматически находиться во вращающемся состоянии в момент отделения от основания, то есть левитируемый объект может находиться во вращающемся состоянии для удобного просмотра или тому подобного без дальнейшего ручного перемешивания.In accordance with another alternative drive scheme according to the present invention, the threaded part of the displacement support is made integral with the displacement support or is provided with a separate threaded element fixedly attached to the displacement support, the threaded pin includes one threaded pin, which is fixedly mounted relative to the base, the drive is fixedly mounted on displacement support and is used to drive the threaded portion of the displacement support to rotate about the threaded stud. In this case, due to the relative rotation of the displacement support, the levitated object may automatically be in a rotating state at the time of separation from the base, that is, the levitated object may be in a rotating state for easy viewing or the like without further manual stirring.

Механизм линейного перемещения согласно настоящему изобретению может также содержать верхний концевой выключатель и, соответственно, нижний концевой выключатель, неподвижно установленные относительно опоры смещения.The linear movement mechanism according to the present invention may also include an upper limit switch and, respectively, a lower limit switch fixed relative to the displacement support.

В соответствии с другим аспектом изобретения также предложено основание для системы магнитной левитации, которое содержит вышеупомянутый механизм линейного движения и магнитный узел, расположенный на опоре смещения механизма линейного движения. Основание может также содержать привод для управляемого приведения в действие механизма линейного перемещения. Основание может дополнительно содержать контроллер и другие связанные с ним электромагнитные элементы или тому подобное для управления левитируемым объектом в сбалансированном положении левитации относительно основания в реальном времени. Кроме того, основание может содержать верхний концевой выключатель и нижний концевой выключатель, и контроллер также может соответственно управлять верхним концевым положением и нижним концевым положением механизма линейного перемещения через верхний концевой выключатель и нижний концевой выключатель.In accordance with another aspect of the invention, a base for a magnetic levitation system is also provided, which comprises the aforementioned linear motion mechanism and a magnetic assembly located on the displacement support of the linear motion mechanism. The base may also contain an actuator for controlled actuation of the linear movement mechanism. The base may further comprise a controller and other associated electromagnetic elements or the like to control the levitated object in a balanced levitation position relative to the base in real time. In addition, the base may include an upper limit switch and a lower limit switch, and the controller may also control the upper limit position and the lower end position of the linear movement mechanism through the upper limit switch and the lower limit switch, respectively.

Контроллер согласно настоящему изобретению может быть неподвижно установлен относительно основания или неподвижно установлен на опоре смещения.The controller according to the present invention may be fixed relative to a base or fixedly mounted on a displacement support.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения также предложена система магнитной левитации, содержащая вышеупомянутое основание и левитируемый объект, имеющий магнитный узел, при этом наружная поверхность (например, верхняя поверхность) основания снабжена позиционирующим элементом для первоначального позиционирования левитируемого объекта.According to another aspect of the present invention, a magnetic levitation system is also provided, comprising the aforementioned base and a levitated object having a magnetic assembly, wherein the outer surface (for example, the top surface) of the base is provided with a positioning element for initial positioning of the levitated object.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут включать признаки или комбинации признаков друг в друге, только если это явно не применимо.Those skilled in the art will appreciate that various embodiments of the present invention may include features or combinations of features within each other only if this is not clearly applicable.

В системе магнитной левитации, раскрытой в изобретении, поскольку основание содержит механизм линейного перемещения, который является простым по конструкции и разумным по пространственной компоновке, все основание является более компактным и надежным по производительности.In the magnetic levitation system disclosed in the invention, since the base includes a linear movement mechanism that is simple in structure and reasonable in space layout, the entire base is more compact and reliable in performance.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 проиллюстрирован общий схематический вид системы магнитной левитации, содержащей левитируемый объект и основание согласно настоящему изобретению;In FIG. 1 illustrates a general schematic view of a magnetic levitation system comprising a levitated object and a base according to the present invention;

На фиг. 2 проиллюстрирован частичный вид в поперечном сечении основания с фиг. 1; иIn FIG. 2 illustrates a partial cross-sectional view of the base of FIG. 1; and

На фиг. 3-5 показаны различные варианты осуществления изобретения с основанием с фиг. 2, соответственно.In FIG. 3-5 show various embodiments of the invention with the base of FIG. 2, respectively.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на примеры и чертежи. Специалистам в данной области техники будет понятно, что примеры и чертежи предназначены только для лучшего понимания изобретения и не предназначены для его ограничения.The present invention will be described below with reference to examples and drawings. Those skilled in the art will appreciate that the examples and drawings are only intended to provide a better understanding of the invention and are not intended to limit it.

На фиг. 1 система мегнитной левитации согласно настоящему изобретению, как правило, содержит левитируемый объект 6 и основание 1. Левитируемый объект 6 первоначально расположен на верхней поверхности основания 1, например, в его позиционирующем углублении, и должен быть левитирован или плавать на нем. Левитируемый объект 6 имеет магнитный узел 60, который содержит цилиндрический постоянный магнит 61 и магниты 62 смещения, симметрично расположенные с обеих его сторон с помощью фиксирующей пластины 63. Благодаря магнитам 62 смещения, магнитный узел 60 левитируемого объекта 6 выполнен с возможностью ограниченного или несвободного вращения относительно магнитного узла основания 1 во время стабильной левитации и, таким образом, может применяться в определенных случаях, которые должны ограничивать свободное вращение левитируемого объекта 6. В качестве альтернативы, магниты 62 смещения также могут быть симметрично расположены на магнитном узле 40 основания 1, например, на верхней поверхности его кольцевого магнита, как описано ниже.In FIG. 1, the magnetic levitation system according to the present invention typically comprises a levitated object 6 and a base 1. The levitated object 6 is initially located on the upper surface of the base 1, for example in its positioning recess, and must be levitated or floated on it. The levitated object 6 has a magnetic assembly 60, which contains a cylindrical permanent magnet 61 and bias magnets 62, symmetrically located on both sides of it with the help of a fixing plate 63. Thanks to the displacement magnets 62, the magnetic assembly 60 of the levitated object 6 is made with the possibility of limited or non-free rotation relative to magnetic assembly of the base 1 during stable levitation and thus can be used in certain cases that must limit the free rotation of the object 6 being levitated. the top surface of its ring magnet, as described below.

На фиг. 2 показан схематический частичный вид в поперечном сечении основания 1, проиллюстрированного на фиг. 1. Основание 1 содержит нижнюю пластину 10, вертикальный резьбовой штифт 20, закрепленный на нижней пластине 10, лоток или опору 30 смещения в резьбовом соединении с резьбовым штифтом 20 и магнитный узел 40, закрепленный на опоре 30 смещения и содержащий кольцевой магнит или магниты, расположенные в кольцевой форме. Электромагнитные (управляющие) элементы, такие как электромагнитные катушки 41 и датчики Холла, прикреплены к опоре 30 смещения и расположены в полой части кольцевого магнита с зазорами между ними.In FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of the base 1 illustrated in FIG. 1. The base 1 comprises a bottom plate 10, a vertical grub screw 20 fixed to the bottom plate 10, a displacement tray or support 30 in threaded connection with the grub screw 20, and a magnet assembly 40 fixed to the displacement support 30 and comprising an annular magnet or magnets located in a ring shape. Electromagnetic (control) elements, such as electromagnetic coils 41 and Hall sensors, are attached to the bias support 30 and are located in the hollow part of the ring magnet with gaps between them.

Резьбовой штифт 20, показанный на фиг. 2, включает один штифт, имеющий резьбу на своей длине или в своем продольном направлении, причем нижний конец установлен на нижней пластине 10 (неподвижной части) основания 1, верхний конец проходит по центру через полую (зазор) часть кольцевого магнита, и промежуточная часть проходит по резьбе через резьбовую часть или резьбовой сегмент 31 опоры 30 смещения. Хотя резьбовой сегмент 31 опоры 30 смещения, показанный на фиг. 2, снабжен отдельным полым резьбовым элементом или гайкой, прикрепленной без возможности поворота к опоре 30 смещения, он также может быть выполнен как одно целое с опорой 30 смещения. Нижний конец резьбового штифта 20 прикреплен к держателю 16 с помощью крепежного элемента 17 таким образом, что они могут вращаться вместе относительно нижней пластины 10. Двигатель 12, имеющий горизонтальный выходной вал 13, неподвижно установлен на нижней пластине 10, выходной вал 13 двигателя 12 снабжен червяком 14, который зацепляется с червячным колесом 15, а червячное колесо 15 и держатель 16 неподвижно соединены друг с другом. Таким образом, когда червяк 14 приводится во вращение через вращающийся вал 13 двигателя 12, он приводит во вращение червячное колесо 15, затем червячное колесо 15 приводит во вращение резьбовой штифт 20, и, наконец, благодаря резьбовой посадке между резьбовым штифтом 20 и резьбовым сегментом 31 опоры 30 смещения, опора 30 смещения может перемещаться вверх и вниз вдоль резьбового штифта 20.Threaded pin 20 shown in FIG. 2 includes one pin threaded in its length or in its longitudinal direction, with the lower end mounted on the bottom plate 10 (fixed part) of the base 1, the upper end extending centrally through the hollow (gap) portion of the ring magnet, and the intermediate portion extending threaded through the threaded portion or threaded segment 31 of the support 30 bias. Although the threaded segment 31 of the displacement support 30 shown in FIG. 2 is provided with a separate hollow threaded member or nut fixed without being able to rotate to the bias support 30, it can also be integral with the bias support 30. The lower end of the threaded pin 20 is attached to the holder 16 by a fastener 17 so that they can rotate together relative to the bottom plate 10. The motor 12, having a horizontal output shaft 13, is fixedly mounted on the bottom plate 10, the output shaft 13 of the motor 12 is provided with a worm 14, which engages with the worm wheel 15, and the worm wheel 15 and the holder 16 are fixedly connected to each other. Thus, when the worm 14 is driven through the rotating shaft 13 of the motor 12, it drives the worm wheel 15, then the worm wheel 15 drives the threaded pin 20, and finally due to the threaded fit between the threaded pin 20 and the threaded segment 31 displacement support 30, the displacement support 30 can move up and down along the threaded pin 20.

На фиг. 2 также показаны четыре направляющих стержня 11, проходящих параллельно и равномерно вокруг резьбового штифта 20, чтобы способствовать направлению опоры 30 смещения вверх и вниз вдоль резьбового штифта 20. Нижний конец каждого направляющего стержня 11 также расположен соответственно на нижней пластине 10 основания 1, верхний конец соответственно проходит через полый зазор кольцевого магнита, и промежуточная часть соответственно проходит через опору 30 смещения со скольжением, так что направляющие стержни 11 имеют двойные функции направления, а также предотвращения вращения опоры 30 смещения только в одном направлении.In FIG. 2 also shows four guide rods 11 extending parallel and evenly around the threaded pin 20 to help guide the displacement support 30 up and down along the threaded pin 20. The lower end of each guide bar 11 is also located respectively on the bottom plate 10 of the base 1, the upper end respectively passes through the hollow gap of the ring magnet, and the intermediate portion respectively passes through the sliding bias support 30, so that the guide rods 11 have the dual functions of guiding as well as preventing the bias support 30 from rotating in only one direction.

Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 3, представляет собой вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 2, в котором резьбовой штифт 20 неподвижно установлен на нижней пластине 10, внешняя периферия резьбового сегмента 31 в виде гайки, установленной на опоре 30 смещения с помощью подшипника (не показана), прикреплена к большой шестерне 19, которая зацеплена с малой шестерней 18, малая шестерня 18 и червячное колесо 15 скреплены друг с другом. Двигатель 12, червяк 14, червячное колесо 15 и т.п. зацепляются друг с другом одинаково, но все они расположены на опоре 30 смещения. В этом варианте осуществления резьбовой штифт 20 не вращается, и подъем или спуск опоры 30 смещения, магнитного узла 40 и тому подобного осуществляется путем вращения большой шестерни 19 или резьбового сегмента 31 вверх или вниз до резьбового штифта 20.The embodiment of the invention shown in FIG. 3 is the embodiment of the invention shown in FIG. 2, in which the threaded pin 20 is fixedly mounted on the bottom plate 10, the outer periphery of the threaded segment 31 in the form of a nut mounted on the displacement support 30 with a bearing (not shown) is attached to a large gear 19, which is engaged with a small gear 18, small gear 18 and worm wheel 15 are fastened to each other. Motor 12, worm 14, worm wheel 15, etc. engage with each other in the same way, but they are all located on the bias support 30. In this embodiment, the threaded pin 20 does not rotate, and the raising or lowering of the displacement support 30, magnet assembly 40, and the like is accomplished by rotating the large gear 19 or threaded segment 31 up or down to the threaded pin 20.

В качестве улучшения варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 3, направляющие стержни 11 могут быть опущены, и тем временем подшипник опущен, а резьбовой сегмент 31 неподвижно закреплен на опоре 30 смещения. При этом, поскольку резьбовой штифт 20 не вращается, вращательное восхождение или спуск опоры 30 смещения и магнитного узла 40 и тому подобного достигается вращением большой шестерни 19 или резьбового сегмента 31 относительно резьбового штифта 20 таким образом, что левитируемый объект 6 может автоматически вращаться в момент отделения от основания 1 (левитируемый объект 6 будет находиться во вращающемся состоянии для удобного просмотра без необходимости ручного перемешивания левитируемого объекта 6). В этом случае электрический щеточный механизм может быть дополнительно расположен между опорой 30 смещения и резьбовым штифтом 20, чтобы избежать проблемы скручивания проволоки (вызванной относительным вращением электрического провода для подачи питания на двигатель 12, электромагнитный элемент и тому подобное на опоре 30 смещения к внешнему стационарному источнику питания).As an improvement to the embodiment of the invention shown in FIG. 3, the guide rods 11 can be lowered, and in the meantime the bearing is lowered, while the threaded segment 31 is fixedly fixed on the displacement support 30. Meanwhile, since the threaded pin 20 does not rotate, the rotational ascent or descent of the displacement support 30 and the magnet assembly 40 and the like is achieved by rotating the large gear 19 or the threaded segment 31 relative to the threaded pin 20 so that the levitated object 6 can automatically rotate at the time of separation. from base 1 (the levitated object 6 will be in a rotating state for easy viewing without the need to manually stir the levitated object 6). In this case, the electric brush mechanism may be further disposed between the bias support 30 and the threaded pin 20 to avoid the problem of wire twisting (caused by the relative rotation of the electric wire for supplying power to the motor 12, the electromagnetic element, and the like on the bias support 30 to an external stationary source). nutrition).

На фиг. 4 проиллюстрирован другой вариант осуществления изобретения с фиг. 2, в котором расположенный по центру однозаходный резьбовой штифт 20, проиллюстрированный на фиг. 2, заменен двумя резьбовыми штифтами 201, проиллюстрированными на фиг. 4, и два резьбовых штифта 201 симметрично расположены вместо соответствующих направляющих стержней 11, проиллюстрированных на фиг. 2, соответственно. В этом варианте осуществления червячное колесо 15 и небольшая шестерня 191 неподвижно установлены друг на друге, и малая шестерня 191 зацепляется с промежуточной шестерней 190. Редуктор 193 и промежуточная шестерня 190 неподвижно установлены друг на друге, соответственно зацепляясь с большими шестернями 192 с обеих сторон. В этом варианте осуществления изобретения, поскольку резьбовой штифт не расположен по центру через полую часть кольцевого магнита, интерференция с обычными датчиками Холла или подобными датчиками, в целом, расположенными в центре кольцевого магнита, не произойдет. Кроме того, использование двух резьбовых штифтов 201 также делает подъем опоры 30 смещения более плавным.In FIG. 4 illustrates another embodiment of the invention of FIG. 2, in which the centrally located single threaded stud 20 illustrated in FIG. 2 is replaced by two grub screws 201 illustrated in FIG. 4 and two grub screws 201 are symmetrically placed in place of the respective guide rods 11 illustrated in FIG. 2, respectively. In this embodiment, the worm wheel 15 and the small gear 191 are fixedly mounted on each other, and the small gear 191 is engaged with the intermediate gear 190. The gearbox 193 and the intermediate gear 190 are fixedly mounted on each other, respectively, engaging with the large gears 192 on both sides. In this embodiment, since the grub screw is not centrally located through the hollow part of the ring magnet, interference with conventional Hall sensors or similar sensors generally located in the center of the ring magnet will not occur. In addition, the use of two threaded pins 201 also makes the lifting of the bias support 30 smoother.

Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 5, представляет собой модификацию варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 4, за исключением того, что приводной механизм перемещается от нижней пластины 10 к опоре 30 смещения, как в варианте осуществления изобретения с фиг. 3, таким образом, имея преимущество плавности подъема.The embodiment of the invention shown in FIG. 5 is a modification of the embodiment shown in FIG. 4, except that the drive mechanism moves from the bottom plate 10 to the displacement support 30, as in the embodiment of FIG. 3, thus having the advantage of smooth lifting.

Конечно, хотя это и не показано, основание 1 может также содержать контроллер и верхний и нижний концевые выключатели для управления верхним и нижним концевыми положениями механизма линейного перемещения.Of course, although not shown, the base 1 may also include a controller and upper and lower limit switches for controlling the upper and lower end positions of the linear movement mechanism.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что различные термины направления, описанные выше, включая "верхний", "нижний" и тому подобное, предназначены только для иллюстрации, а не для ограничения изобретения, в сочетании с вариантами осуществления изобретения, показанными на прилагаемых чертежах. Действительно, для такого устройства магнитной левитации, например, со ссылкой на патент заявителя CN1819436B, левитируемый объект не только способен вертикально и стабильно левитировать над основанием, но также способен стабильно левитировать в относительно наклонном положении, например, где угол между горизонтальной плоскостью и линией центра тяжести, проходящей через цилиндрический магнит левитируемого объекта и кольцевой магнит основания, находится в диапазоне 0-90 градусов; это связано с тем, что влияние гравитации левитируемого объекта может быть полностью компенсировано сбалансированным магнитным полем в реальном времени, сформированным системой магнитной левитации.Those skilled in the art will appreciate that the various directional terms described above, including "up", "down" and the like, are only intended to illustrate and not limit the invention, in conjunction with the embodiments of the invention shown in the accompanying drawings. . Indeed, for such a magnetic levitation device, for example, with reference to the applicant's patent CN1819436B, the levitated object is not only able to vertically and stably levitate over the base, but is also able to stably levitate in a relatively inclined position, for example, where the angle between the horizontal plane and the center of gravity line , passing through the cylindrical magnet of the levitated object and the ring magnet of the base, is in the range of 0-90 degrees; this is due to the fact that the influence of the gravity of the levitated object can be fully compensated by the real-time balanced magnetic field generated by the magnetic levitation system.

Claims

1. A linear movement mechanism for a magnetic levitation system, wherein the magnetic levitation system comprises a base, including a first magnetic assembly, and a levitated object, including a second magnetic assembly, the first magnetic assembly and the second magnetic assembly being capable of generating a magnetic balance force necessary for stable levitation of the levitated object relative to the base, and the linear movement mechanism is to be located in the base and contains:

a threaded pin mounted without the possibility of displacement relative to the base, and the specified threaded pin is threaded at least part of its length; and

a bias support for supporting the first base magnet assembly, wherein the bias support is provided with a threaded portion mating with the threaded stud thread such that the bias support results in a corresponding displacement in the length direction of the threaded stud when relative rotation of the bias support threaded towards the threaded stud is performed.

2. The linear motion mechanism of claim 1, wherein the first magnet assembly comprises an annular magnet attached to a displacement support and a threaded stud extends through a hollow portion of the annular magnet.

3. The linear movement mechanism according to claim 2, further comprising at least one guide rod fixed relative to the base and located parallel to the threaded pin.

4. The linear motion mechanism of claim. 2, further comprising an actuator for generating the driving force required for relative rotation of the threaded pin to the threaded part of the displacement support.

5. The linear movement mechanism according to claim 4, wherein the threaded pin is mounted for rotation on the base around its longitudinal axis of rotation, and the threaded part of the displacement support is integral with the displacement support or is provided with a separate threaded element attached without the possibility of rotation to the displacement support , while the drive is fixedly mounted relative to the base and is configured to bring the threaded pin into rotation relative to the base.

6. The linear movement mechanism of claim 5, wherein the grub screw is a single grub screw extending centrally through the hollow portion of the annular magnet of the first magnet assembly.

7. The linear motion mechanism of claim 5, wherein the grub screw includes at least two parallel grub screws extending through the annular magnet hollow portion of the first magnet assembly.

8. The linear movement mechanism according to claim 4, moreover, the threaded part of the displacement support is provided with a separate threaded element mounted with the possibility of rotation, but without the possibility of displacement on the displacement support, and the threaded pin is installed without the possibility of rotation relative to the base, and the drive is fixedly mounted on the displacement support to bring the threaded element into rotation relative to the threaded pin.

9. The linear movement mechanism according to claim 8, further comprising at least one guide rod fixed relative to the base and located parallel to the threaded pin.

10. The linear motion mechanism of claim 8, wherein the grub screw includes at least two mutually parallel grub screws extending through the hollow portion of the annular magnet of the first magnet assembly, and the displacement support is also provided with at least two corresponding threaded portions.

11. The linear movement mechanism according to claim 4, wherein the threaded part of the displacement support is made integral with the displacement support or is provided with a separate threaded element attached without the possibility of rotation to the displacement support, and the threaded pin is one threaded pin installed without the possibility of rotation relative to base, and the drive is fixedly mounted on the displacement support and causes the threaded part of the displacement support to rotate relative to the threaded pin.

12. The linear movement mechanism according to claim 3 or 9, wherein the guide rod also passes through the hollow part of the ring magnet.

13. The base for the magnetic levitation system, containing the linear movement mechanism according to claim 1 and the magnetic assembly on the displacement support of the linear movement mechanism.

14. The base according to claim 13, further comprising a drive for controlled actuation of the linear movement mechanism.

15. A magnetic levitation system comprising a base according to claim 13 and a levitated object having a magnetic assembly, wherein the outer surface of the base is provided with a positioning element for initial positioning of the levitated object.