一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置的製作方法
2023-04-23 16:58:51
專利名稱：一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及磁懸浮技術領域，具體來說是一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理
裝置O
背景技術：
對於一種磁懸浮系統而言，無論主懸浮磁鐵處於懸浮系統上方還是下方，浮體的懸浮都是通過浮體總重量P與浮體所受磁力F的平衡(P = F)實現的。圖1為一種下懸浮系統的示意圖，由導磁罩1、電磁線圈2、導磁鐵芯3、霍爾傳感器4、磁浮體5等部件構成，其中安裝於磁浮體5上的懸浮磁鐵置於懸浮系統下方。當懸浮磁鐵的重量一定、導磁鐵芯的幾何尺寸、材料確定之後，懸浮磁鐵的浮距僅與整個浮體的重量P有關，即每個P對應有一個最佳的懸浮距離D。圖1所示下懸浮系統由D距離檢測傳感器、D值偏差信號處理電路、PWM產生電路、 電磁鐵控制線圈組成了一個閉環控制系統，其中系統的給定值就是根據被懸浮重量P而換算出來的D值。因此，對於一個能夠從零至最大懸浮重量都能任意懸浮的裝置，必須具備一個能方便輸入近百個P值的處理裝置。現有下懸浮系統缺少上述P值處理裝置，對於顧客特定的產品，只能在稱出P值之後由廠家在出廠前設置好固定的D值，使得日後只能成為懸浮固定物體的單一用途磁懸浮系統。而對於上懸浮系統，也存在同樣的問題。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，可以方便地根據物體重量調整懸浮距離，從而適應懸浮不同物體的要求。為解決以上技術問題，本實用新型的技術方案是一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，包括一浮體重量輸入模塊及一磁鐵浮距轉換模塊，其中所述浮體重量輸入模塊用於輸入浮體重量參數；所述磁鐵浮距轉換模塊的輸入端連接所述浮體重量輸入模塊的輸出端，用於接收浮體重量參數並進行非線性轉換，獲得懸浮磁鐵的懸浮距離。較優地，包括一斷電記憶模塊，電連接所述磁鐵浮距轉換模塊，用於實現所述磁鐵浮距轉換模塊的掉電記憶。較優地，所述浮體重量輸入模塊包括若干輸入按鍵。較優地，所述浮體重量輸入模塊包括一帶數字表示的輸入編碼開關。較優地，所述浮體重量輸入模塊包括一帶數字表示的輸入撥盤。較優地，所述浮體重量輸入模塊包括多個帶有用於表徵浮體重量參數刻度的輸入電位器。較優地，所述磁鐵浮距轉換模塊包括一由運算放大器組成的加法器及一非線性放大電路；所述加法器的輸出端連接所述非線性放大電路的輸入端；所述輸入電位器的固定端連接到標準穩定電壓源，所述輸入電位器的滑動端通過加權電阻連接到所述加法器的輸入端。[0012]較優地，所述磁鐵浮距轉換模塊包括一微處理器。較優地，所述微處理器包括若干A/D埠和/或I/O埠、一加權運算處理單元及一線性化處理單元。較優地，包括一脈衝寬度調製信號產生器，輸入端電連接所述磁鐵浮距轉換模塊的輸出端，用於輸出懸浮磁鐵浮距脈衝寬度調製控制信號。與現有技術相比，本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置可以方便地根據物體重量調整懸浮距離，從而適應懸浮不同物體的要求。這樣就提供了一個近似無級的重量參數輸入方案，使用戶方便、直觀地輸入被懸浮物體的重量參數，由此使懸浮系統懸浮不超過最大值的任意重量成為可能。特別地，本實用新型具有掉電後參數記憶功能，可為用戶經常改變各種重量的被懸浮物體而一次性懸浮成功提供方便。
圖1是一種下懸浮系統的示意圖；圖2是本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置的組成框圖；圖3是本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置實施例一的示意圖；圖4是本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置實施例二的示意圖。
具體實施方式
為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。參見圖2，為本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置的組成框圖。該懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置提供了一種由用戶輸入P值，之後自動換算為D值，並自動作為下懸浮裝置D值自控系統給定值的解決方案，主要由高解析度P值輸入系統、P — D非線性轉換系統、掉電記憶系統等組成。具體而言，該懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置由一浮體重量輸入模塊100、一磁鐵浮距轉換模塊200、一斷電記憶模塊300及一脈衝寬度調製信號產生器400等模塊組成， 其中浮體重量輸入模塊100用於輸入浮體重量參數；磁鐵浮距轉換模塊200的輸入端連接浮體重量輸入模塊的輸出端，用於接收浮體重量參數並進行非線性轉換，獲得懸浮磁鐵的懸浮距離；斷電記憶模塊300電連接磁鐵浮距轉換模塊200，用於實現磁鐵浮距轉換模塊的掉電記憶；脈衝寬度調製信號產生器400的輸入端電連接磁鐵浮距轉換模塊200的輸出端， 輸出懸浮磁鐵浮距PWM(脈衝寬度調製)控制信號。參見圖3，為本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置實施例一的示意圖。該懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置的主要部件為由若干電子元件構成的電路，其中浮體重量輸入模塊包括多個帶有用於表徵浮體重量參數刻度的輸入電位器；磁鐵浮距轉換模塊包括一由運算放大器組成的加法器及一非線性放大電路。具體接法是加法器的輸出端連接非線性放大電路的輸入端；輸入電位器的固定端連接到標準穩定電壓源，輸入電位器的滑動端通過加權電阻連接到加法器的輸入端。當用戶輸入P值之後，該電路可自動換算為D值，並作為下懸浮裝置D值自控系統的給定值。 如設計一個0 999克，解析度為10克的P — D輸入轉換系統，其實施方案可為 用一隻帶有0 9刻度的電位器VRl用於百位數重量的輸入，另一隻帶0 9刻度的電位器VR2作為十位數的重量輸入。如圖3所示，兩個電位器的固定端接標準穩定電壓VCC，電位器的滑動端分別通過一個加權電阻(與反饋電阻R的阻值比分別為1.1 1、10 1)聯接到運算放大器組成的加法器作加權運算；加權運算的結果再送到非線性處理電路進行非線性處理，最終得到一個經非線性修正的D值給定信號Vd ；該D值給定信號與被懸浮重量P 呈非線性關係，因此用戶可以使用帶線性刻度的電位器刻度盤來指示P值。而磁懸浮電路掉電之後，由於電位器的位置不發生變化，使得用戶輸入的P值得到記憶保護。本實施例中的非線性電路可採用公知電路，其中設置多個穩壓管，目的是利用穩壓管的穩壓值參數來實現曲線的多段折線擬合，從而使電路具備非線性修正的功能，在此不再贅述。本實施方案也可以進行一定優化，例如1、使用普通電位器，沿電位器運行軌跡刻印P值的刻度或百分數刻度；2、使用帶數字表示的編碼開關或撥盤；3、取消刻度線性修正電路。此外，也可以採用低成本的微處理器，同樣可以實現上述電路的功能系統，簡述如下參見圖4，表示本實用新型懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置實施例二的系統組成及功能。其中的微處理器MCU包括若干A/D埠和/或I/O埠、一加權運算處理單元及一線性化處理單元，由此實現P值的輸入、數量化、線性化及掉電記憶等功能。本實用新型既可適應於下懸浮系統也可適用於上懸浮系統，可以方便地根據物體重量調整懸浮距離，從而適應懸浮不同物體的要求，具有較好地應用前景。以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，包括一浮體重量輸入模塊及一磁鐵浮距轉換模塊，其中所述浮體重量輸入模塊用於輸入浮體重量參數；所述磁鐵浮距轉換模塊的輸入端連接所述浮體重量輸入模塊的輸出端，用於接收浮體重量參數並進行非線性轉換，獲得懸浮磁鐵的懸浮距離。
2.如權利要求1所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，包括一斷電記憶模塊，電連接所述磁鐵浮距轉換模塊，用於實現所述磁鐵浮距轉換模塊的掉電記憶。
3.如權利要求1所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述浮體重量輸入模塊包括若干輸入按鍵。
4.如權利要求1所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述浮體重量輸入模塊包括一帶數字表示的輸入編碼開關。
5.如權利要求1所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述浮體重量輸入模塊包括一帶數字表示的輸入撥盤。
6.如權利要求1所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述浮體重量輸入模塊包括多個帶有用於表徵浮體重量參數刻度的輸入電位器。
7.如權利要求6所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述磁鐵浮距轉換模塊包括一由運算放大器組成的加法器及一非線性放大電路；所述加法器的輸出端連接所述非線性放大電路的輸入端；所述輸入電位器的固定端連接到標準穩定電壓源，所述輸入電位器的滑動端通過加權電阻連接到所述加法器的輸入端。
8.如權利要求1所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述磁鐵浮距轉換模塊包括一微處理器。
9.如權利要求8所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，所述微處理器包括若干A/D埠和/或I/O埠、一加權運算處理單元及一線性化處理單元。
10.如權利要求1-9任一項所述的懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，其特徵在於，包括一脈衝寬度調製信號產生器，輸入端電連接所述磁鐵浮距轉換模塊的輸出端，用於輸出懸浮磁鐵浮距脈衝寬度調製控制信號。
專利摘要本實用新型公開一種懸浮系統的懸浮磁鐵浮距處理裝置，包括一浮體重量輸入模塊及一磁鐵浮距轉換模塊，其中所述浮體重量輸入模塊用於輸入浮體重量參數；所述磁鐵浮距轉換模塊的輸入端連接所述浮體重量輸入模塊的輸出端，用於接收浮體重量參數並進行非線性轉換，獲得懸浮磁鐵的懸浮距離。本實用新型可以方便地根據物體重量調整懸浮距離，從而適應懸浮不同物體的要求。
文檔編號B60L13/04GK202063029SQ20112008556
公開日2011年12月7日 申請日期2011年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者朱石雄 申請人:朱石雄