TWM526786U - 具無線供電之磁浮裝置 - Google Patents

Description

具無線供電之磁浮裝置

本創作是關於一種磁浮裝置，尤其是一種兼具無線電力傳輸之磁浮裝置。

磁浮技術的可被用來解決機械上的問題，像是降低機械構件之間連接處的摩擦力，藉以提機械輸出的表現或機械性能。例如，磁浮列車就利用這樣的技術降低列車與軌道之間的摩擦力，使行駛速度更快。磁浮技術也被用來應用在展示物品上，例如被展示物品具有磁性元件，其可使該被展示物品漂浮於利用電磁懸浮技術(electromagnetic levitation)的底座上。為了促進展示的效果，展示物的製造者可採取更多元的方式使被展示物品呈現更佳的視覺效果。例如，可應用發光元件於被展示物品上，像是LED元件等。然而，LED元件需要額外的電源供應器才能啟動。若將電源供應器，例如體積相當的電池，設置在被展示物品上，會因為重量增加而影響該被展示物品之漂浮效果。若以有線外接電源供應器，則會影響的視覺效果。

因此，有需要提供一種兼具無線供電能力之磁浮裝置。

如同前述需求，本創作提供了一種磁浮裝置，其將電磁懸浮 技術與無線充電技術整合在一個裝置。由於電磁懸浮技術與無線充電技術均與電磁感應有關，考量到磁場相互干擾產生之雜訊，本創作提供的磁浮裝置可降低雜訊磁場對於無線充電的影響，使得無線電力傳輸更為順暢。

本創作所提供的磁浮裝置具有一底座，其包括：大致上沿著一第一平面而配置的一第一磁鐵集合；大致上沿著一第二平面而配置的一第二磁鐵集合，且該第二磁鐵集合包圍該第一磁鐵集合；大致上沿著一第三平面而配置的一發射線圈，且該發射線圈設置於該第一磁鐵集合與該第二磁鐵集合之間。該發射線圈係電性連接至一發射電路，以受控制而產生一感應訊號。

本創作所提供的磁浮裝置還具有與該底座相應的一漂浮物，其包括一磁性元件。該漂浮物受到該第一磁鐵集合及該第二磁鐵集合所提供的磁場而漂浮在該第三平面上方。本創作漂浮物的特徵在於，該漂浮物具有一接收線圈，該接收線圈係配置以接收來自該發射線圈的感應訊號，該感應訊號經由與該接收線圈電性連接的一接收電路轉換為電能儲存。該接收線圈定義一中心軸，該漂浮物的磁性元件大致上位於該接收線圈的中心軸上。該漂浮物還包含一電磁波吸收元件，該電磁波吸收元件係適當地配置以降低該接收線圈所接收到的雜訊。

從下列詳細說明、結合如附圖式，藉由例示說明本創作之原理來說明，本創作之其他可能性即可變得清晰。

1‧‧‧底座

10‧‧‧第一磁鐵集合

12‧‧‧第二磁鐵集合

13‧‧‧容置空間

14‧‧‧發射線圈

16‧‧‧控制電路

17‧‧‧中心軸

18‧‧‧發射電路

21‧‧‧第一平面

22‧‧‧第二平面

23‧‧‧第三平面

3‧‧‧漂浮物

30‧‧‧磁性元件

32‧‧‧接收線圈

33‧‧‧中心軸

34‧‧‧發光元件

參照下列說明並結合如附圖式，即可最佳理解本創作。

第一圖是本創作磁浮裝置的一具體實施例示意圖，其為俯視 圖，顯示該裝置底座的元件配置。

第二圖是根據第一圖的剖面示意圖，顯示該裝置底座的配置。

第三圖本創作磁浮裝置的一具體實施例示意圖，顯示第二圖的底座及對應的漂浮物。

本創作所提供的磁浮裝置，除了包含電磁懸浮(EML)裝置，還包含無線供電裝置。一般來說，適用於展示物品的EML裝置具有一底座及一漂浮物。該底座包含電源供應單元、控制單元(控制電路)、具有特定排列形式的磁鐵集合及一或多個線圈組合。磁鐵集合係配置以在底座的周圍形成一特定磁場分布。線圈係配置與控制單元電性連接，以產生動態電磁場。漂浮物具有磁性元件，其與所述磁場分布產生相斥作用，使該漂浮物可懸浮在底座上。

無線供電裝置主要包含一發射端及一接收端。發射端具有發射電路及發射線圈，而接收端具有與發射線圈對應的接收線圈及電力儲存單元。發射電路可獨立於上述控制電路。在一實施例中，發射電路亦可整合至上述控制電路的適當位置。發射電路與控制電路電性連接，並被驅動以產生感應訊號。接收線圈接收該感應訊號，其接著被轉換為電力儲存。

第一圖為本創作的一實施例，顯示磁浮裝置底座1所包含的元件配置。第一圖顯示底座的平面配置，其面對一漂浮物(如第三圖)。第二圖是根據第一圖的剖面，顯示元件彼此的縱向及橫向關聯性。

該底座1包含一第一磁鐵集合10、一第二磁鐵集合12及一發 射線圈14。該第一磁鐵集合10具有複數個磁鐵，其大致上具有相同的形狀。在其他實施例中，該第一磁鐵集合10可具有兩種以上形狀的磁鐵。如圖式例示第一磁鐵集合10為四個磁鐵柱，其排列為2×2對稱設置。該第一磁鐵集合10還具有複數捆線圈(圖中未示)，以構成一電磁鐵集合。每捆線圈係配置以環繞在第一磁鐵集合10的每一者周圍。這些線圈與一控制電路(如第二圖的元件16)電性連接，以經由接收控制電路的控制訊號產生控制磁場。因此，含有該第一磁鐵集合10之電磁鐵集合，可受控制選擇性地提供特定的磁場分布。相關的具體配置可參閱中國大陸專利第CN1819436A號的具體實施方式。

該第二磁鐵集合12係適當地配置以包圍該第一磁鐵集合10。經由適當地配置該第一磁鐵集合10及該第二磁鐵集合12，該底座即可提供一適當的磁場來支撐所述漂浮物。如第一圖所提供的第二磁鐵集合12為一環型磁鐵。在其他實施例中，該第二磁鐵集合12可由多個磁鐵組成，磁鐵之間以一距離隔開。該第二磁鐵集合12，如環形磁鐵，定義一容置空間13，而該第一磁鐵集合10係配置於由第二磁鐵集合12所定義的容置空間13中。

本創作所提供的該發射線圈14係配置於該第一磁鐵集合10與該第二磁鐵集合12之間。如第一圖，該發射線圈14大致上介於該第一磁鐵集合10與該第二磁鐵集合12之間，且位於兩者上方。該發射線圈14係電性連接制一發射電路18，該發射電路18包含一電感單元，該電感單元提供適用於所述磁浮裝置之電感值。所述電感值之選用是與第一磁鐵集合10及/或第二磁鐵集合12有關。該發射線圈14與該發射電路18構成一發射器，其 經由該發射線圈14產生一感應訊號。適當的電感值選用可使該感應訊號的傳輸表現在本創作所提供的懸浮裝置中得以提升。

該控制電路16係配置以控制電性連接之線圈，包含該第一磁鐵集合10附加的線圈及該發射線圈14。該控制電路16與該發射電路18電性連接。在其他實施例中，該發射電路18具有專用的控制電路，其與該控制電路不同。該控制電路16是由安排在印刷電路板上的許多電子元件所構成。所述引刷電路板可作為承載上述第一磁鐵集合10及第二磁鐵集合20之基板(圖中未示)，並容置於該底座中。

在一實施例中，該發射電路18是安排在與該控制電路16不同的印刷電路板上。如第一圖，該發射電路18位於第二磁鐵集合12定義的容置空間13中。該發射電路18的印刷電路板與控制電路16的印刷電路板大致上相互垂直，其中控制電路16的印刷電路板沿著水平方向延伸。在另一實施例中，該發射電路18整合進該控制電路16中。該控制電路16與該發射電路18可電性連接，但兩者獨立操作。

本創作所提供的磁鐵集合與發射線圈的相對位置係適當地安排，以提升所述感應訊號的傳輸表現。如第二圖，顯示根據第一圖之剖面，該第一磁鐵集合10，大致上沿著一第一平面21而配置；該第二磁鐵集合12，大致上沿著一第二平面22而配置；該發射線圈14，大致上沿著一第三平面23而配置。該第一平面21低於該第二平面22，使該第一磁鐵集合10的上表面低於該第二磁鐵集合12的上表面。在其他實施例中，該第一平面21與第二平面22重疊，使該第一磁鐵集合10的上表面與該第二磁鐵集合12的上表面大致上對齊。該第三平面23高於該第一和第二平面21、22，使發 射線圈14位在相對於第一和第二磁鐵集合10、12較高的地方。在其他實施例中，該第三平面23與該第二平面22重疊，例如該發射線圈14安排於該第二磁鐵集合12的上表面。

該發射線圈14定義一中心軸17。該第一和第二磁鐵集合10、12大致上以該中心軸17為中心對稱排列。該中心軸17大致上垂直於該第一、第二及第三平面21、22、23。

參閱第三圖，顯示本創作磁浮裝置的底座1及漂浮物3。該漂浮物3包含一磁性元件30，該磁性元件30與該第一和第二磁鐵集合10、12提供的磁場相互作用，使該漂浮物3得以懸浮於底座1上(或是第三平面23上)。該磁性元件30為一磁鐵，在一實施例中，該磁性元件30的磁場強度大於磁鐵集合10、12。本創作所提供的漂浮物3，其特徵在於具有一接收線圈32，用以接收來自該發射線圈14的感應訊號。該感應訊號經由與該接收線圈32電性連接的一接收電路(圖中未示)轉換為電能儲存。例如，該接收電路可包含一控制電路以及一儲電元件(像是電容元件)，用以處理和儲備無線接收的電力。該接收線圈32定義另一中心軸33，該磁性元30件大致上位於該接收線圈32的中心軸33上。該磁性元件30與該接收線圈32位於不同的平面位置，其中該接收線圈32較為靠近該底座1的發射線圈14。在其他實施例中，該磁性元件30與該接收線圈32大置位於同一平面上。該接收線圈32的徑向尺寸大致上與該發射線圈14的徑向尺寸相等。在其他實施例中，一或更多的接收線圈可被包含。

當該接收線圈32的中心軸33大致上與該發射線圈14的中心軸17重疊時，該漂浮物3大約位在一平衡水平位置，其是受到磁鐵集合10、 12的支撐。一旦啟動該感應訊號之無線傳輸，位於其傳輸路徑的接收線圈32則經由該接收電路儲備電力。

該漂浮物3可具有發光元件34，例如LED單元，配置以電性連接至接收電路的儲電元件。一旦啟動該感應訊號之無線傳輸，經轉換儲備的電力可用來啟動該發光單元34，賦予視覺效果。有了這樣的接收線圈及接收電路整合，本創作磁浮裝置之漂浮物的視覺表現得以提升，免除體積和重量相當的電池或影響視覺效果的外接電線。

該漂浮物3還包含一電磁波吸收元件(圖中未示)。該電磁波吸收元件係適當地配置在漂浮物3內，以降低該接收線圈所接收到的雜訊，此雜訊是由第一磁鐵集合10及/或第二磁鐵集合12的磁場所導致。

上述實施例所描述的平面皆為水平面，且這些平面彼此大致呈現平行。雖然已基於清楚理解之目的而詳細說明前述創作，但顯然在如附申請專利範圍的範疇內可實施某些變化與修飾。因此，本創作之具體實施例是被視為例示、而非限制之用，並且本創作不限於本文所提出的細節，而是可在如附申請專利範圍的範疇與等效例內加以修改。

1‧‧‧底座

10‧‧‧第一磁鐵集合

12‧‧‧第二磁鐵集合

14‧‧‧發射線圈

17‧‧‧中心軸

21‧‧‧第一平面

22‧‧‧第二平面

23‧‧‧第三平面

3‧‧‧漂浮物

30‧‧‧磁性元件

32‧‧‧接收線圈

33‧‧‧中心軸

34‧‧‧發光元件

Claims (8)

1. 一種磁浮裝置，包括：一第一磁鐵集合，大致上沿著一第一平面而配置；一第二磁鐵集合，大致上沿著一第二平面而配置，且該第二磁鐵集合包圍該第一磁鐵集合；及一發射線圈，大致上沿著一第三平面而配置，且設置於該第一磁鐵集合與該第二磁鐵集合之間，該發射線圈係電性連接至一發射電路，以受控制而產生一感應訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮裝置，還包括：一漂浮物，具有一磁性元件，該漂浮物受到該第一磁鐵集合及該第二磁鐵集合所提供的磁場而漂浮在該第三平面上方，其特徵在於，該漂浮物具有一接收線圈，該接收線圈係配置以接收來自該發射線圈的感應訊號，該感應訊號經由與該接收線圈電性連接的一接收電路轉換為電能儲存。
3. 如申請專利範圍第2項所述之磁浮裝置，其中該接收線圈定義一中心軸，該漂浮物的磁性元件大致上位於該接收線圈的中心軸上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之磁浮裝置，其中該漂浮物還包含一電磁波吸收元件，該電磁波吸收元件係適當地配置以降低該接收線圈所接收到的雜訊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮裝置，其中該第一平面與該第二平面重疊。
6. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮裝置，其中該第三平面與該第二平面重疊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮裝置，其中該第二磁鐵集合定義一容置空間，該第一磁鐵集合及該發射電路係配置於該容置空間中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之磁浮裝置，其中該發射電路包含一電感單元，該電感單元提供有適用於所述磁浮裝置之電感值。