磁懸浮升降裝置的製作方法

2023-09-17 14:08:00

專利名稱：磁懸浮升降裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械技術領域的磁變量系統，更具體的是涉及一種磁懸 浮升降裝置。
技術背景現有公開的磁懸浮系列多為繞軸轉動的旋轉裝置(其應用多見於軸承、攪拌 器、地球儀等)或磁懸浮震動的裝置(其應用多見於減震器、接觸器等)。這類懸 浮裝置的缺點是只能實現旋轉進動。經對現有技術的文獻檢索發現，中國實用新型專利200420063397. 0公開了 一種具有升降功能的氣動磁懸浮裝置，該技術自述可以用作教學工具，也可以作為宣傳產品的廣告工具，可以作為科普裝置。該氣動磁懸浮裝置包括一個機座， 一個放置在機座上方的實物模型，所述的機座內裝有電控箱和風泵， 一個加料罐， 風泵出口連通於加料罐，加料罐連接一個噴嘴，噴嘴出口朝向機座上方的實物模 型，機座上方在實物模型放置處四角等角度裝有至少4個或4個以上的可調磁柱， 可調磁柱磁極方向排列是一致的，在機座放置實物模型中心處裝一個升降電磁 鐵，所述的實物模型朝向機座一面粘貼永磁膠板和磁性更強的主永磁板。該裝置 的缺點是工作可靠性低，產業化應用的多項技術需要另行開發。現有技術中的大多磁懸浮裝置的缺點在於結構複雜，控制操作複雜且系統不 易維護。實用新型內容本實用新型的目的是克服原有懸浮裝置的上述缺點，提供一種磁懸浮升降裝 置，該裝置使用一個彈簧支杆支撐運動平臺，通過控制矩形線圈中電流的大小來 控制運動平臺所受安培力的大小，因此運動平臺的升降高度只由電流決定。本實用新型是通過以下技術方案實現的，本實用新型包括座體、兩塊永磁 鐵、兩個U型磁導體、 一個矩形線圈、 一個彈簧支杆、運動平臺。兩塊永磁鐵S 極分別與兩個U型磁導體任意一側內壁固定在一起，形成兩個U型永磁體，該U型永磁體的磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導體的另一側內壁，兩個U型永磁 體對稱固定在座體兩邊的中心位置，彈簧支杆支撐運動平臺，矩形線圈固定在運 動平臺底部的中心位置，矩形線圈的兩條短邊露出，兩個U型磁導體分別穿過矩 形線圈的兩條短邊。所述彈簧支杆的一端固定在座體中心，另一端固定在運動平臺中心。 所述矩形線圈的初始位置位於U型永磁體結構高度方向的中心。 所述矩形線圈的兩條短邊露出部分長度相等。所述矩形線圈的兩條短邊與兩個U型磁導體之間的距離間隔相等。本實用新型用彈簧支杆支撐運動平臺，彈簧支杆的硬度足夠保持運動平臺的 穩定，又使運動平臺具有升降自由度。工作時首先將矩形線圈通電。當矩形線圈 通入電流時，置於U型永磁體所產生磁場中的通電矩形線圈受到安培力的作用， 根據U型永磁體的極性可知矩形線圈的兩條短邊將同時受到向上的或向下的安 培力。此時，運動平臺受到彈簧支杆恢復彈性形變的彈性力和上述安培力的同時 作用，當二力平衡時，運動平臺的高度達到穩定值。不同的電流強度產生的安培 力不同，因此對矩形線圈通入適當的電流即可得到需要的高度，利用這點可以通 過控制輸入電流的大小來控制運動平臺升降高度。與其他同類裝置相比，本實用新型的優點是結構簡單，立意新穎，利用安培 力的作用使運動部件實現升降運動，控制操作簡單且便於系統維護。


圖1為本實用新型結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明本實施例在以本實用新型 技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實 用新型的保護範圍不限於下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括兩塊永磁鐵1、 6，兩個U型磁導體2、 5， 一個 矩形線圈3， 一個彈簧支杆7，運動平臺4，座體8。將第一永磁鐵1的S極與第 一 U型磁導體2導體任意一側內壁固定在一起形成第一 U型永磁體，將第二永磁 鐵6與第二 U型磁導體5也以相同方式組合形成第二 U型永磁體；U型永磁體的 磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導體的另一側內壁。將兩個U型永磁體固定在 座體8的左右兩端，U型永磁體上有永磁鐵的一側向外；彈簧支杆7的一端固定在座體8的中心，另端固定在運動平臺4的中心。 用彈簧支杆7支撐運動平臺4。彈簧支杆7的硬度足夠保持運動平臺4的穩定， 又使運動平臺4具有升降自由度。將矩形線圈3固定在運動平臺4底部的中心位 置，使矩形線圈3的兩條短邊等距地露出。調整矩形線圈3與兩個U型永磁體的 位置，使U型磁導體2、 5分別穿過矩形線圈3的兩條短邊，並使矩形線圈3的 初始位置位於U型永磁體結構高度方向的中心。矩形線圈3的兩條短邊與U型磁 導體2、 5之間的距離間隔相等。在兩個矩形線圈中通入電流即可利用安培力使 運動平臺4上下運動。在本實施例中兩個永磁鐵1、 6的極性N極向內，U型永磁體的磁力線由永 磁鐵的N極指向U型磁導體的另一側內壁。矩形線圈3通入逆時針方向電流時， 置於磁場中的通電矩形線圈3的左側短邊受到向上的安培力作用，右側短邊也受 到向上的安培力作用，運動平臺4向上升。當矩形線圈3通入順時針方向電流時， 受力情況相反，運動平臺4向下降。運動時，運動平臺4同時受到彈簧支杆7的 恢復力和安培力的作用，當二力平衡時，運動平臺4的提升高度達到穩定。不同 的電流強度產生的安培力不同，因此對矩形線圈3通入一定的電流即可得到需要 的高度，利用這點可以通過控制輸入電流的大小來控制運動平臺4的高度。實際 使用時，可根據安培力大小的需要在增加U型永磁鐵的個數。
權利要求1、一種磁懸浮升降裝置，其特徵在於，包括座體、兩塊永磁鐵、兩個U型磁導體、一個矩形線圈、一個彈簧支杆、運動平臺，兩塊永磁鐵S極分別與兩個U型磁導體任意一側內壁固定在一起，形成兩個U型永磁體，該U型永磁體的磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導體的另一側內壁，兩個U型永磁體對稱固定在座體兩邊的中心位置，彈簧支杆支撐運動平臺，矩形線圈固定在運動平臺底部的中心位置，且矩形線圈短的兩條邊露出，兩個U型磁導體分別穿過矩形線圈的兩條短邊。
2、 根據權利要求1所述的磁懸浮升降裝置，其特徵是，所述彈簧支杆的一 端固定在座體中心，另一端固定在運動平臺中心。
3、 根據權利要求1所述的磁懸浮升降裝置，其特徵是，所述矩形線圈的初 始位置位於U型永磁體結構高度方向的中心。
4、 根據權利要求1或3所述的磁懸浮升降裝置，其特徵是，所述矩形線圈 的兩條短邊露出部分長度相等。
5、 根據權利要求1或3所述的磁懸浮升降裝置，其特徵是，所述矩形線圈 的兩條短邊與兩個U型磁導體之間的距離間隔相等。
專利摘要本實用新型涉及一種機械技術領域的磁懸浮升降裝置，包括座體、兩塊永磁鐵、兩個U型磁導體、一個矩形線圈、一個彈簧支杆、運動平臺，兩塊永磁鐵S極分別與兩個U型磁導體任意一側內壁固定在一起，形成兩個U型永磁體，該U型永磁體的磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導體的另一側內壁，兩個U型永磁體對稱固定在座體兩邊的中心位置，彈簧支杆支撐運動平臺，矩形線圈固定在運動平臺底部的中心位置，且矩形線圈短的兩條邊露出，兩個U型磁導體分別穿過矩形線圈的兩條短邊。本實用新型使用一個彈簧支杆支撐運動平臺，通過控制矩形線圈中電流的大小來控制運動平臺所受安培力的大小，因此運動平臺的升降高度只由電流決定。
文檔編號H02N15/00GK201174677SQ20082005691
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月3日 優先權日2008年4月3日
發明者呂肖前, 李曉飛, 王宇興, 婷 陳, 優 黃 申請人:上海交通大學