採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置的製作方法

2023-08-08 06:29:01

專利名稱：採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置的製作方法
技術領域：
採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置技術領域磁懸浮，磁懸浮裝置。
技術背景常見的磁懸浮裝置是"吊拉式"，由上箱體內的電磁鐵對下方的磁浮體的上部施加向上吸拉的電磁力以平衡於磁浮體的重量；另一類是"下託式"，需在下箱內向上方發出對磁浮體下部以向上的頂託的推斥磁力來平衡於磁浮體的重量，電磁鐵等都在下箱體內，磁浮體的上方可以騰空，但向上頂託會引起磁浮體下部向外"滑移"和整件的翻倒，這是個難題；專利200610065336. 1採用下箱體的中部設置四個開口向上的電磁鐵組，加上四個位移傳感器，四組聯動的應對"滑移"控制電路，在電磁鐵組的外圍，設有很大的永磁環以提供向上的磁推斥力，但該磁環大而笨重，磁斥力是固定的不可調控的，該種常用的" 鐵碳氧"材質的磁環，時間長了會"退磁"，也隨溫度的變化而磁性不穩，加上，電磁鐵組的電路過於複雜，用多級高倍率直流放大，必然會有的"溫度飄移"，所以，總體是很複雜， 成本太高，調控很困難，穩定性差；另有，專利200610666175. 8採用兩個電磁鐵和另加的兩個限位永磁體，雖有簡化，但引起調控另外的困難，系統更為不穩定；而以上專利，都沒有使各種式樣的磁浮體都能作穩定的自動旋轉的結構和旋轉電路的設計，所以，都不理想，需各方面徹底於以解決之。
發明內容發明目的發明一種採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置，用獨特的磁浮系統，磁浮體在下箱體的上方磁浮時能防止滑移，翻倒，磁浮體上方可完全騰空，採用的集成旋轉系統能適用於各式的磁浮體的雙向隨機自動旋轉，視覺特好，而結構簡易，調控方便，穩定可靠，成本低，利於產銷。技術方案採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置，由裝有永磁體的磁浮旋轉體和下箱體構成；下託式磁懸浮裝置是由下託式磁浮系統和集成旋轉系統組成，下託式磁浮系統包括磁浮旋轉體下部的下託式的磁浮永磁體，下箱體內的下託式磁浮力電磁器件，磁浮傳感器，磁浮電路；下託式磁浮力電磁器件包括下託力電磁環和定中心電磁鐵；磁浮傳感器採用霍爾元件並貼裝在所述的定中心電磁鐵的開口向上的鐵心面上，霍爾元件發出的磁浮傳感信號電壓接向磁浮電路的輸入端，並經放大和調控後，磁浮電路的輸出端接向電磁鐵的線圈，調節該線圈電流可調控電磁鐵發出的磁浮電磁場及具有定中心的下吸磁浮力，該定中心力能使磁浮旋轉體在受下方的向上的頂託力時免於翻轉和滑移；另外，可用調節可調電阻來調節下託力電磁環的線圈的電流，以調節下託磁浮電磁場和向上頂託磁斥力的大小；集成旋轉系統由集成旋轉部件和集成旋轉電路組成，集成旋轉部件包括下箱體內的集成旋轉組件和磁浮體下部的旋轉磁件；集成旋轉組件由兩個自製的線圈集合而成，即，把作為旋轉傳感器的磁感應線圈和作為旋轉力驅動器的旋轉電磁線圈這二者集合為一個可以帶有鐵磁芯的集合件；雙向旋轉橋控電路是由互補的兩個集成運放器組成具有兩個互為反相的輸入端和兩個互為倒相的輸出端的橋式放大控制電路；集合件是至少一個置放在下箱體內的下託力電磁環內的定中心電磁鐵的旁邊，並和上方的相對應的旋轉磁件相互磁對應；旋轉磁件在隨磁浮旋轉體而旋轉時發出的動態的旋轉磁場是作圓周狀地掃描，當掃描到達和離開集成旋轉組件時，由於磁感應線圈所在處的磁場強度的有效增減的變化，該磁感應線圈所激發出的雙向感生電動勢的磁感應雙向信號電壓輸向該橋控電路的輸入端，經橋控放大後，其兩個輸出端向集合件的旋轉電磁線圈通以雙向電流，即，電流方向作交替地改變，旋轉電磁線圈通過集合件向上方的磁浮旋轉體的下部的旋轉磁件發出雙向旋轉電磁場並施加以吸力和推力的交替的電磁旋轉力，使磁浮旋轉體作雙向隨機自動旋轉。下託式磁浮永磁體是上部大而下部小的，S卩，其上磁極面大於下磁極面的倒圓錐體形，而在上磁極面之上居中地貼裝有非圓形的導磁鐵板，該導磁鐵板的寬度大於上磁極面，而至少有兩個寬出於上磁極面的鐵板的"出邊"，該"出邊"有磁導性而具有磁性，也可作為旋轉磁件之用，在該導磁鐵板之上的中線處貼裝有較小的圓的同磁性的上永磁體， 用以加強中心處的磁場，有利於克服"滑移"，易於"入浮"；下託力電磁環的鐵芯是上部小下部大的空心的圓錐環形的鐵環，其外圍繞有線圈，當該線圈通電時電磁環向斜上方的倒錐體形的磁浮永磁體的斜外表面發出圓環狀同磁性電磁場，以設定的角度給磁浮旋轉體以斜向斥力，其合成的向上分力，作為向上頂託的磁懸浮力，而其圓環狀的水平分力形成向內均衡地擠壓的"向心"力，有克服"滑移"限位作用，調節可調電阻以調節線圈的電流及斜向斥力的大小，也可在鐵環的內側均勻地地貼裝不少於三個同磁性的增磁永磁體， 其上面的磁性和鐵環發出的電磁場磁性相同，以按需均衡地增補頂託力和向心力。下箱體內的中線處的開口向上的定中心電磁鐵在通電時發出的電磁場作用於上方的異磁性的磁浮永磁體，而給磁浮旋轉體的下部以向下吸的定中心的磁力，可防止磁浮旋轉體在磁浮時的"滑移"和翻倒。所述"下託式"磁懸浮是指，當調控到磁浮旋轉體受到的向上頂託的磁懸浮力減去定中心下吸電磁力而等於磁浮旋轉體自身的重量時，可達到在垂直的自由度上的力的平衡而使磁浮旋轉體在下箱體的上方作磁懸浮並雙向隨機自動旋轉；磁浮旋轉體的上方可以完全地騰空。有益效果本發明以磁浮旋轉體的下部受到下箱體內的下託力電磁環發出的向上頂託的可調的磁斥力減去定中心電磁鐵的定中心的可控的下吸電磁力而等於磁浮旋轉體的重量的獨特的下託式磁浮系統，使磁浮旋轉體在下箱體的上方作磁懸浮，磁浮旋轉體的上方可以完全騰空，因採用多種防止磁浮旋轉體的滑移和翻倒，磁浮旋轉體較易"入浮"，磁浮穩定可靠；又採用獨特的集成旋轉系統，可適應各種磁浮旋轉體的雙向隨機自動旋轉，而總體地結構簡易，調控方便，成本低，易於產銷。

編號0，中線1，磁浮旋轉體2，下箱體3，磁浮永磁體4，上磁極面5，下磁極面6，斜的磁面8，鐵板9，出邊11，上永磁體12，電磁鐵15，鐵心 16，霍爾元件H 18，下託力電磁環 19.鐵環20，電磁環的線圈 23，集合件 24，磁感應線圈 25，旋轉電磁線圈27，鐵磁芯 28，電路板29，集成運放器IC 31，電位器W 32.可調電阻 KR 35，增磁永磁體36，電阻R 38，三極體BG 39，電磁鐵線圈附圖1:結構總圖；附圖2:磁浮電路圖；附圖3:雙向旋轉電路圖。
具體實施方式
實施例1 採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置結構見圖1磁浮旋轉體1在下箱體2的上方的中線0處作磁懸浮並雙向隨機自動旋轉；在磁浮旋轉體1的下部的中線處裝有下託式的磁浮永磁體3，它3是上面大下面小的倒圓錐體形，其3上磁極面4大於下磁極面5並有斜的磁面6，在上磁極面4之上，居中地貼裝有長方形的導磁的鐵板8，它8的橫向的寬度大於上磁極面4，在其4的兩邊各有一導磁鐵板8的出邊9，它9因有磁導性而具有和上磁極面4及鐵板8相同的磁性，它9起到旋轉磁件的作用，在鐵板8之上居中地貼裝有同磁性的上永磁體11 ；在下箱體2內的中線0處裝有具有線圈39的定中心電磁鐵12， 其12的開口向上的鐵心15面上裝有作為磁浮傳感器的霍爾元件16，在它12的外圍裝有下託力電磁環18，它18由鐵環19和外圍的線圈20構成，鐵環19是上部小和下部大的空心的圓錐環形，在其19的內側均勻地貼裝有三個同磁性的增磁永磁體35，在它18的旁邊裝有集合件23，該集合件23由磁感應線圈M的漆包線和旋轉電磁線圈25的漆包線這二者同繞在鐵磁芯27上；電路板28裝在下箱體2內。有關"下託式"磁懸浮和自動旋轉的作用方式，見技術方案，不重複。實施例2 磁浮系統的磁浮電路，見圖2。在磁浮電路中，正電源通過電阻36(R1)接霍爾元件16(H)，集成運放器四的ICl 的正輸入端接霍兒元件16 (H)，其四的負輸入端接電位器31 (Wl)，經比較和減法放大後，其 29的輸出經電阻36 (R2)接三極體38 (BG)的基極，進行功放，其38的集電極接電磁鐵線圈 39並通以電流，電磁鐵12發出異磁性電磁場，使磁浮旋轉體1受到下吸的定中心力，電位器31調節電磁鐵線圈39的電流及定中心的下吸力的大小；正電源通過可調電阻32(KR)接電磁環的線圈20，調節可調電阻32 (KR)，以調節電磁環線圈20的電流和發出的電磁場的大小，以按需調節對於磁浮旋轉體1下部的向上推斥力和向上的頂託力的磁懸浮力大小值；實施例3 集成旋轉系統的雙向自動旋轉橋控電路，見圖3。集成運放器四的IC2和IC3互補地組成橋控電路，集合件23的磁感應線圈M的兩端接IC2和IC3正輸入端，ICl和IC2的負輸入端都接電位器31 (W2)，ICl和ICl進行互補的"倒向放大"，ICl和IC2的輸出通過限流電阻36 (R3)接旋轉電磁線圈25，它25得到正反向交變的電流和發出電磁極性交變的的電磁場，使鐵板8的作為旋轉磁件的出邊9和磁浮旋轉體1獲得推和斥交替的旋轉力而作雙向自動旋轉。
權利要求1.一種採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置，由下託式磁浮系統和集成旋轉系統組成，所述的下託式磁浮系統由磁浮旋轉體下部的下託式的磁浮永磁體和下箱體內的下託式磁浮力電磁器件及磁浮傳感器和磁浮電路組成，所述的下託式磁浮力電磁器件包括下託力電磁環和定中心電磁鐵；所述的集成旋轉系統由集成旋轉部件和集成旋轉電路組成，其特徵為所述的集成旋轉部件包括下箱體內的集成旋轉組件和所述的磁浮旋轉體內的旋轉磁件，所述的集成旋轉組件是把作為旋轉傳感器的磁感應線圈和旋轉電磁線圈這二者集合為可以帶有鐵磁芯的集合件並裝在所述的定中心磁鐵的旁邊；所述的集成旋轉電路由兩個集成運放器互補地組成雙向自動旋轉橋控電路。
2.根據權利要求所述的一種採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置，其特徵在於所述的下託式磁浮永磁體是上部大於下部，即，上磁極面大於下磁極面的倒圓錐體形，在所述的上磁極面上居中地貼裝有寬度大於所述的上磁極面的非圓形的導磁鐵板，則，在所述的上磁極面的旁邊有該導磁鐵板的出邊，在該導磁鐵板上的中線處貼裝有同磁性的上永磁體。
3.根據權利要求1所述的一種採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置，其特徵在於所述的下託力電磁環是指，在空心的上部小而下部大的圓錐環形的鐵環的外圍繞有電磁環線圈。
4.根據權利要求3所述的下託力電磁環，其特徵在於，在所述的下託力電磁環的鐵環的內側貼裝有同磁性的增磁永磁體。
專利摘要採用集成旋轉系統的下託式磁懸浮裝置，包括磁浮旋轉體下部的下託式的磁浮永磁體，旋轉磁件，下箱體內的下託力電磁環，定中心電磁鐵，集成旋轉組件，電路板；本實用新型的下託式磁浮系統，調控到磁浮旋轉體的下部受到的下託力電磁環的向上頂託的可調的磁斥力減去定中心電磁鐵的可控的下吸電磁力，等於磁浮旋轉體的重量時，磁浮旋轉體作磁懸浮，並採用多種防止磁浮旋轉體的滑移和翻倒，磁浮穩定，較易「入浮」操作；又採用集成旋轉組件和雙向旋轉橋控電路的集成旋轉系統，適應各種磁浮旋轉體的雙向自動旋轉；磁浮旋轉體在下箱體的上方磁懸浮並雙向自動旋轉，磁浮旋轉體的上方可以完全騰空，新奇，視感特好，而結構簡易，調控方便，成本低，易於產銷。
文檔編號H02N15/00GK202076972SQ201120204108
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者唐建一 申請人:唐建一