TWM473861U - 磁懸浮旋轉裝置 - Google Patents

Description

磁懸浮旋轉裝置

本新型涉及磁懸浮技術，特別是一種通過磁斥力實現懸浮的磁懸浮旋轉裝置。

磁懸浮技術是利用電磁力將物體無機械接觸地懸浮起來，磁懸浮裝置一般由懸浮體、底座、傳感器、控制器、電磁鐵和功率放大器等部分組成，現假設在某參考位置上，由於懸浮體受到一個向下的擾動，它將會偏離其參考位置。這時，傳感器檢測出懸浮體偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號；功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在電磁鐵中產生電磁力，從而驅動懸浮體返回到原來的平衡位置(參考位置)，然而現有技術中的磁懸浮裝置，其控制電路部分(PCB電路板)與底座內的環形磁鐵為兩個獨立分開的部分，係同時設置於底座中，使得旋轉裝置的底座體積增大，結構不夠緊湊，此外，現有技術中的旋轉裝置的懸浮體平衡穩定區狹窄，當懸浮體受到外部較大的擾動時，懸浮體易跳出平衡穩定區，失去穩定性，更不能達到側懸效果。

本新型的目的是克服上述不足，提供一種其底座體積小、可是懸浮體在底座上方懸浮且自由轉動的以及可側立懸浮的磁懸浮旋轉裝置。

本新型的目的是這樣是實現的：它包括底座及懸浮體，該底座內設置有環形磁鐵及懸浮體控制裝置，該懸浮體內設置有永磁鐵，該永磁鐵下端的磁性與底座內環形磁鐵上表面的磁性相反，其改進在於：該懸浮體控制裝置包括PCB控制電路板、電性連接於PCB控制電路板的兩組電磁鐵及與兩組電磁鐵對應電性連接的兩組傳感器，其中，每組電磁鐵包括兩個電磁鐵，每組電磁鐵通電時，其上表面的磁性與懸浮體中永磁鐵下端的磁性相反，該底座內的環形磁鐵設置於PCB控制電路板上的中間位置，該兩組電磁鐵設置於PC B控制電路板上環形磁鐵的中間位置；上述結構中，該PCB控制電路板包括控制電路，該控制電路包括傳感信號檢測電路、放大電路及功放電路，傳感信號檢測電路的輸入端與傳感器信號連接，輸出端與放大電路的輸入端電性連接，放大電路的輸出端與功放電路的輸入端電性連接，功放電路的輸出端與電磁鐵的線圈電性連接；上述結構中，該電磁鐵包括線圈及穿插於線圈中的鐵芯，該鐵芯的下端連接有輔助懸浮體平衡的鴨嘴片，該鴨嘴片固定於PCB控制電路板的底面；上述結構中，該PCB控制電路板上電性連接有一溫控開關；上述結構中，該傳感器為霍爾傳感器。

本新型的有益效果是：其一、本新型利用磁體間的斥力實現將懸浮體無機械接觸地懸浮於底座上方，並可自由轉動，將其應用於各種玩具、禮品、裝飾物等產品上，具有極強的觀賞性和新穎性；其二、將底座內的環形磁鐵固設於PCB控制電路板上，形成一體式結構，減小了底座的體積，其結構更加緊湊；其三、底座內電磁鐵結構中的鐵芯下端連接有輔助懸浮體平衡的鴨嘴片，通過調整各該鴨嘴片的角度，來調節各電磁鐵內線圈的感抗，從而實現進一步使懸浮體具有更大的平衡穩定區，在外部擾動下，不易跳出穩定區，且將鴨嘴片的角度調節至較佳狀態時，將底座側立起來，懸浮體仍然可以克服重力相對於底座側立懸浮。

1‧‧‧懸浮體

2‧‧‧底座

3‧‧‧環形磁鐵

4‧‧‧永磁鐵

5‧‧‧電磁鐵

6‧‧‧傳感器

7‧‧‧PCB控制電路板

8‧‧‧鴨嘴片

9‧‧‧溫控開關

第1圖為本新型的外部結構示意圖。

第2圖為本新型的內部結構示意圖。

第3圖為本新型的底座的底面結構示意圖。

第4圖為本新型的原理圖。

下面結合附圖及具體的實施方式對本新型作進一步說明：參照第1圖至第3圖所示，本新型揭示了一種磁懸浮旋轉裝置，它包括底座2及懸浮體1，該底座2內設置有環形磁鐵3及懸浮體控制裝置， 該懸浮體1內設置有永磁鐵4，該永磁鐵4下端的磁性與底座2內環形磁鐵3上表面的磁性相反，該懸浮體控制裝置包括PCB控制電路板7、電性連接於PCB控制電路板7的兩組電磁鐵5及與兩組電磁鐵5對應電性連接的兩組傳感器6，其中，每組電磁鐵5包括兩個電磁鐵5，每組電磁鐵5通電時，其上表面的磁性與懸浮體1中永磁鐵4下端的磁性相反，該底座2內的環形磁鐵3設置於PCB控制電路板7上的中間位置，該兩組電磁鐵5設置於PCB控制電路板上7環形磁鐵3的中間位置。

參照第4圖所示，PCB控制電路板7包括控制電路，該控制電路包括傳感信號檢測電路、放大電路及功放電路，傳感信號檢測電路的輸入端與傳感器信號連接，輸出端與放大電路的輸入端電性連接，放大電路的輸出端與功放電路的輸入端電性連接，功放電路的輸出端與電磁鐵5的線圈電性連接。當懸浮體1放置於底座2上方或懸浮體1受到外部擾動時，懸浮體1偏離原始參考位置，其傳感器6檢測到懸浮體1偏離的位移，傳感器6的輸出端輸出電壓信號至放大電路，該輸出電壓信號反應了懸浮體1在豎直方向的位置，通過放大電路放大後、再通過與基準電壓比較，最終輸入至功放電路，功放電路輸出端輸出一電壓，該電壓控制改變電磁鐵5線圈內的勵磁電流，從而使懸浮體1返回至原始參考位置。

參照第2圖和第3圖所示，電磁鐵5包括線圈及穿插於線圈中的鐵芯，該鐵芯的下端連接有輔助懸浮體1平衡的鴨嘴片8，該鴨嘴片8固定於PCB控制電路板7的底面；通過調節鴨嘴片8的角度，從而調整鐵芯(鐵芯下端連接鴨嘴片8)，以此來改變電磁鐵5的感抗，當將該感抗調節至較佳狀態時，可使得懸浮體1的平衡穩定區更大，且在外部擾動下，不易跳出穩定區，將底座2側立起來，懸浮體1仍然可以克服重力相對於底座2側立懸浮。進一步，該PCB控制電路板7上電性連接有一溫控開關9；該傳感器6採用霍爾傳感器。

本新型利用磁體間的斥力實現將懸浮體1無機械接觸地懸浮於底座上方，並可自由轉動，將其應用於各種玩具、禮品、裝飾物等產品上，具有極強的觀賞性和新穎性；其次，將底座2內的環形磁鐵3固設於PCB控制電路板7上，形成一體式結構，減小了底座2的體積，其結構更加緊湊；與此 同時，底座2內的電磁鐵5結構中的鐵芯下端連接有輔助懸浮體1平衡的鴨嘴片8，通過調整該各鴨嘴片8的角度，來調節各電磁鐵5線圈的感抗，從而實現進一步使懸浮體1具有更大的平衡穩定區，在外部擾動下，不易跳出穩定區，且將鴨嘴片8的角度調節至較佳狀態時，將底座2側立起來，懸浮體1仍然可以克服重力相對於底座2側立懸浮。

根據上述說明書的揭示和教導，本新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本新型並不侷限於上面揭示和描述的具體實施方式，對本新型的一些修改和變更也應當落入本新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本新型構成任何限制。

3‧‧‧環形磁鐵

4‧‧‧永磁鐵

5‧‧‧電磁鐵

6‧‧‧傳感器

7‧‧‧PCB控制電路板

Claims (5)

1. 一種磁懸浮旋轉裝置，它包括一底座及一懸浮體，該底座內設置有一環形磁鐵及一懸浮體控制裝置，該懸浮體內設置有一永磁鐵，該永磁鐵下端的磁性與該底座內之該環形磁鐵上表面的磁性相反，其特徴在於：該懸浮體控制裝置包括一PCB控制電路板、電性連接於該PCB控制電路板的兩組電磁鐵及與兩組該電磁鐵對應電性連接的兩組傳感器，其中，每組電磁鐵包括兩個電磁鐵，每組電磁鐵通電時，其上表面的磁性與該懸浮體中該永磁鐵下端的磁性相反，該底座內的該環形磁鐵設置於該PCB控制電路板上的中間位置，兩組該電磁鐵設置於該PCB控制電路板上該環形磁鐵的中間位置。
2. 如請求項1所述之磁懸浮旋轉裝置，其特徴在於：該PCB控制電路板包括一控制電路，該控制電路包括傳感信號檢測電路、放大電路及功放電路，傳感信號檢測電路的輸入端與傳感器信號連接，輸出端與放大電路的輸入端電性連接，放大電路的輸出端與功放電路的輸入端電性連接，功放電路的輸出端與各該電磁鐵的一線圈電性連接。
3. 如請求項2所述之磁懸浮旋轉裝置，其特徵在於：該電磁鐵包括該線圈及穿插於該線圈中的一鐵芯，該鐵芯的下端連接有輔助該懸浮體平衡的一鴨嘴片，該鴨嘴片固定於該PCB控制電路板的底面。
4. 如請求項1所述之磁懸浮旋轉裝置，其特徵在於：該PCB控制電路板上電性連接有一溫控開關。
5. 如請求項1至4中任一項之磁懸浮旋轉裝置，其特徵在於：該傳感器為霍爾傳感器。