專利名稱：采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置技術(shù)領(lǐng)域磁懸浮，磁懸浮裝置。
技術(shù)背景常見的磁懸浮裝置是"吊拉式"，由上箱體內(nèi)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于磁浮體的重量；另一類是"下托式"，需在下箱內(nèi)向上方發(fā)出對磁浮體下部以向上的頂托的推斥磁力來平衡于磁浮體的重量，電磁鐵等都在下箱體內(nèi)，磁浮體的上方可以騰空，但向上頂托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采用下箱體的中部設(shè)置四個開口向上的電磁鐵組，加上四個位移傳感器，四組聯(lián)動的應(yīng)對"滑移"控制電路，在電磁鐵組的外圍，設(shè)有很大的永磁環(huán)以提供向上的磁推斥力，但該磁環(huán)大而笨重，磁斥力是固定的不可調(diào)控的，該種常用的" 鐵碳氧"材質(zhì)的磁環(huán)，時間長了會"退磁"，也隨溫度的變化而磁性不穩(wěn)，加上，電磁鐵組的電路過于復(fù)雜，用多級高倍率直流放大，必然會有的"溫度飄移"，所以，總體是很復(fù)雜， 成本太高，調(diào)控很困難，穩(wěn)定性差；另有，專利200610666175. 8采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(diào)控另外的困難，系統(tǒng)更為不穩(wěn)定；而以上專利，都沒有使各種式樣的磁浮體都能作穩(wěn)定的自動旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)電路的設(shè)計，所以，都不理想，需各方面徹底于以解決之。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的發(fā)明一種采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置，用獨特的磁浮系統(tǒng)，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，采用的集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)能適用于各式的磁浮體的雙向隨機自動旋轉(zhuǎn)，視覺特好，而結(jié)構(gòu)簡易，調(diào)控方便，穩(wěn)定可靠，成本低，利于產(chǎn)銷。技術(shù)方案采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置，由裝有永磁體的磁浮旋轉(zhuǎn)體和下箱體構(gòu)成；下托式磁懸浮裝置是由下托式磁浮系統(tǒng)和集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成，下托式磁浮系統(tǒng)包括磁浮旋轉(zhuǎn)體下部的下托式的磁浮永磁體，下箱體內(nèi)的下托式磁浮力電磁器件，磁浮傳感器，磁浮電路；下托式磁浮力電磁器件包括下托力電磁環(huán)和定中心電磁鐵；磁浮傳感器采用霍爾元件并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(fā)出的磁浮傳感信號電壓接向磁浮電路的輸入端，并經(jīng)放大和調(diào)控后，磁浮電路的輸出端接向電磁鐵的線圈，調(diào)節(jié)該線圈電流可調(diào)控電磁鐵發(fā)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(zhuǎn)體在受下方的向上的頂托力時免于翻轉(zhuǎn)和滑移；另外，可用調(diào)節(jié)可調(diào)電阻來調(diào)節(jié)下托力電磁環(huán)的線圈的電流，以調(diào)節(jié)下托磁浮電磁場和向上頂托磁斥力的大??；集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由集成旋轉(zhuǎn)部件和集成旋轉(zhuǎn)電路組成，集成旋轉(zhuǎn)部件包括下箱體內(nèi)的集成旋轉(zhuǎn)組件和磁浮體下部的旋轉(zhuǎn)磁件；集成旋轉(zhuǎn)組件由兩個自制的線圈集合而成，即，把作為旋轉(zhuǎn)傳感器的磁感應(yīng)線圈和作為旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)的下托力電磁環(huán)內(nèi)的定中心電磁鐵的旁邊，并和上方的相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁件相互磁對應(yīng)；旋轉(zhuǎn)磁件在隨磁浮旋轉(zhuǎn)體而旋轉(zhuǎn)時發(fā)出的動態(tài)的旋轉(zhuǎn)磁場是作圓周狀地掃描，當(dāng)掃描到達和離開集成旋轉(zhuǎn)組件時，由于磁感應(yīng)線圈所在處的磁場強度的有效增減的變化，該磁感應(yīng)線圈所激發(fā)出的雙向感生電動勢的磁感應(yīng)雙向信號電壓輸向該橋控電路的輸入端，經(jīng)橋控放大后，其兩個輸出端向集合件的旋轉(zhuǎn)電磁線圈通以雙向電流，即，電流方向作交替地改變，旋轉(zhuǎn)電磁線圈通過集合件向上方的磁浮旋轉(zhuǎn)體的下部的旋轉(zhuǎn)磁件發(fā)出雙向旋轉(zhuǎn)電磁場并施加以吸力和推力的交替的電磁旋轉(zhuǎn)力，使磁浮旋轉(zhuǎn)體作雙向隨機自動旋轉(zhuǎn)。下托式磁浮永磁體是上部大而下部小的，S卩，其上磁極面大于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(dǎo)磁鐵板，該導(dǎo)磁鐵板的寬度大于上磁極面，而至少有兩個寬出于上磁極面的鐵板的"出邊"，該"出邊"有磁導(dǎo)性而具有磁性，也可作為旋轉(zhuǎn)磁件之用，在該導(dǎo)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，有利于克服"滑移"，易于"入浮"；下托力電磁環(huán)的鐵芯是上部小下部大的空心的圓錐環(huán)形的鐵環(huán)，其外圍繞有線圈，當(dāng)該線圈通電時電磁環(huán)向斜上方的倒錐體形的磁浮永磁體的斜外表面發(fā)出圓環(huán)狀同磁性電磁場，以設(shè)定的角度給磁浮旋轉(zhuǎn)體以斜向斥力，其合成的向上分力，作為向上頂托的磁懸浮力，而其圓環(huán)狀的水平分力形成向內(nèi)均衡地擠壓的"向心"力，有克服"滑移"限位作用，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻以調(diào)節(jié)線圈的電流及斜向斥力的大小，也可在鐵環(huán)的內(nèi)側(cè)均勻地地貼裝不少于三個同磁性的增磁永磁體， 其上面的磁性和鐵環(huán)發(fā)出的電磁場磁性相同，以按需均衡地增補頂托力和向心力。下箱體內(nèi)的中線處的開口向上的定中心電磁鐵在通電時發(fā)出的電磁場作用于上方的異磁性的磁浮永磁體，而給磁浮旋轉(zhuǎn)體的下部以向下吸的定中心的磁力，可防止磁浮旋轉(zhuǎn)體在磁浮時的"滑移"和翻倒。所述"下托式"磁懸浮是指，當(dāng)調(diào)控到磁浮旋轉(zhuǎn)體受到的向上頂托的磁懸浮力減去定中心下吸電磁力而等于磁浮旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)體在下箱體的上方作磁懸浮并雙向隨機自動旋轉(zhuǎn)；磁浮旋轉(zhuǎn)體的上方可以完全地騰空。有益效果本發(fā)明以磁浮旋轉(zhuǎn)體的下部受到下箱體內(nèi)的下托力電磁環(huán)發(fā)出的向上頂托的可調(diào)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于磁浮旋轉(zhuǎn)體的重量的獨特的下托式磁浮系統(tǒng)，使磁浮旋轉(zhuǎn)體在下箱體的上方作磁懸浮，磁浮旋轉(zhuǎn)體的上方可以完全騰空，因采用多種防止磁浮旋轉(zhuǎn)體的滑移和翻倒，磁浮旋轉(zhuǎn)體較易"入浮"，磁浮穩(wěn)定可靠；又采用獨特的集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，可適應(yīng)各種磁浮旋轉(zhuǎn)體的雙向隨機自動旋轉(zhuǎn)，而總體地結(jié)構(gòu)簡易，調(diào)控方便，成本低，易于產(chǎn)銷。

編號0，中線1，磁浮旋轉(zhuǎn)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，下托力電磁環(huán) 19.鐵環(huán)20，電磁環(huán)的線圈 23，集合件 24，磁感應(yīng)線圈 25，旋轉(zhuǎn)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(diào)電阻 KR 35，增磁永磁體36，電阻R 38，三極管BG 39，電磁鐵線圈附圖1:結(jié)構(gòu)總圖；附圖2:磁浮電路圖；附圖3:雙向旋轉(zhuǎn)電路圖。
具體實施方式
實施例1 采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置結(jié)構(gòu)見圖1磁浮旋轉(zhuǎn)體1在下箱體2的上方的中線0處作磁懸浮并雙向隨機自動旋轉(zhuǎn)；在磁浮旋轉(zhuǎn)體1的下部的中線處裝有下托式的磁浮永磁體3，它3是上面大下面小的倒圓錐體形，其3上磁極面4大于下磁極面5并有斜的磁面6，在上磁極面4之上，居中地貼裝有長方形的導(dǎo)磁的鐵板8，它8的橫向的寬度大于上磁極面4，在其4的兩邊各有一導(dǎo)磁鐵板8的出邊9，它9因有磁導(dǎo)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(zhuǎn)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(nèi)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的外圍裝有下托力電磁環(huán)18，它18由鐵環(huán)19和外圍的線圈20構(gòu)成，鐵環(huán)19是上部小和下部大的空心的圓錐環(huán)形，在其19的內(nèi)側(cè)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(yīng)線圈M的漆包線和旋轉(zhuǎn)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(nèi)。有關(guān)"下托式"磁懸浮和自動旋轉(zhuǎn)的作用方式，見技術(shù)方案，不重復(fù)。實施例2 磁浮系統(tǒng)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(jīng)比較和減法放大后，其 29的輸出經(jīng)電阻36 (R2)接三極管38 (BG)的基極，進行功放，其38的集電極接電磁鐵線圈 39并通以電流，電磁鐵12發(fā)出異磁性電磁場，使磁浮旋轉(zhuǎn)體1受到下吸的定中心力，電位器31調(diào)節(jié)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(diào)電阻32(KR)接電磁環(huán)的線圈20，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻32 (KR)，以調(diào)節(jié)電磁環(huán)線圈20的電流和發(fā)出的電磁場的大小，以按需調(diào)節(jié)對于磁浮旋轉(zhuǎn)體1下部的向上推斥力和向上的頂托力的磁懸浮力大小值；實施例3 集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的雙向自動旋轉(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)電磁線圈25，它25得到正反向交變的電流和發(fā)出電磁極性交變的的電磁場，使鐵板8的作為旋轉(zhuǎn)磁件的出邊9和磁浮旋轉(zhuǎn)體1獲得推和斥交替的旋轉(zhuǎn)力而作雙向自動旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置，由下托式磁浮系統(tǒng)和集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成，所述的下托式磁浮系統(tǒng)由磁浮旋轉(zhuǎn)體下部的下托式的磁浮永磁體和下箱體內(nèi)的下托式磁浮力電磁器件及磁浮傳感器和磁浮電路組成，所述的下托式磁浮力電磁器件包括下托力電磁環(huán)和定中心電磁鐵；所述的集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由集成旋轉(zhuǎn)部件和集成旋轉(zhuǎn)電路組成，其特征為所述的集成旋轉(zhuǎn)部件包括下箱體內(nèi)的集成旋轉(zhuǎn)組件和所述的磁浮旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁件，所述的集成旋轉(zhuǎn)組件是把作為旋轉(zhuǎn)傳感器的磁感應(yīng)線圈和旋轉(zhuǎn)電磁線圈這二者集合為可以帶有鐵磁芯的集合件并裝在所述的定中心磁鐵的旁邊；所述的集成旋轉(zhuǎn)電路由兩個集成運放器互補地組成雙向自動旋轉(zhuǎn)橋控電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置，其特征在于所述的下托式磁浮永磁體是上部大于下部，即，上磁極面大于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于所述的上磁極面的非圓形的導(dǎo)磁鐵板，則，在所述的上磁極面的旁邊有該導(dǎo)磁鐵板的出邊，在該導(dǎo)磁鐵板上的中線處貼裝有同磁性的上永磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置，其特征在于所述的下托力電磁環(huán)是指，在空心的上部小而下部大的圓錐環(huán)形的鐵環(huán)的外圍繞有電磁環(huán)線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下托力電磁環(huán)，其特征在于，在所述的下托力電磁環(huán)的鐵環(huán)的內(nèi)側(cè)貼裝有同磁性的增磁永磁體。
專利摘要采用集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的下托式磁懸浮裝置，包括磁浮旋轉(zhuǎn)體下部的下托式的磁浮永磁體，旋轉(zhuǎn)磁件，下箱體內(nèi)的下托力電磁環(huán)，定中心電磁鐵，集成旋轉(zhuǎn)組件，電路板；本實用新型的下托式磁浮系統(tǒng)，調(diào)控到磁浮旋轉(zhuǎn)體的下部受到的下托力電磁環(huán)的向上頂托的可調(diào)的磁斥力減去定中心電磁鐵的可控的下吸電磁力，等于磁浮旋轉(zhuǎn)體的重量時，磁浮旋轉(zhuǎn)體作磁懸浮，并采用多種防止磁浮旋轉(zhuǎn)體的滑移和翻倒，磁浮穩(wěn)定，較易“入浮”操作；又采用集成旋轉(zhuǎn)組件和雙向旋轉(zhuǎn)橋控電路的集成旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，適應(yīng)各種磁浮旋轉(zhuǎn)體的雙向自動旋轉(zhuǎn)；磁浮旋轉(zhuǎn)體在下箱體的上方磁懸浮并雙向自動旋轉(zhuǎn)，磁浮旋轉(zhuǎn)體的上方可以完全騰空，新奇，視感特好，而結(jié)構(gòu)簡易，調(diào)控方便，成本低，易于產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者唐建一 申請人:唐建一