[發明專利]一種單自由度運動的主控體磁懸浮裝置

在審

• 申請號: 201310207763.9
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103312233A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 鄧志揚;劉嶸;黃彥
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種單自由度運動的主控體磁懸浮裝置。

背景技術

????磁懸浮的基本原理有：（1）抗磁物質的磁懸??；（2）超導磁懸?。唬?）自旋磁懸?。ù艖腋⊥勇荩?；（4）伺服電磁懸浮。超導體是完全抗磁懸浮和抗磁懸浮一樣，懸浮是十分穩定的，具有很好的磁力回復性，但這也限制的了懸浮體的在懸浮方向的運動。磁懸浮陀螺的磁場必須滿足“井”形分布，在懸浮方向的運動受其脆弱的穩定性限制。目前，應用更多的是伺服電磁懸浮。市面上各類磁懸浮器件多為被動體懸浮，其特征是通過調節懸浮體所在空間磁場來適應懸浮體穩定懸浮。主控體磁懸浮，是體現懸浮體自身運動意志的一種磁懸浮方式，這種磁懸浮方式的穩定性和運動由懸浮體自身調節，原理上與懸浮體存在空間磁場大小和分布無關。由于技術上的困難，伺服電磁懸浮的主控體懸浮方式中主控體同時在三個維度的穩定性和運動與空間磁場及分布完全無關很難做到。目前的磁懸浮列車可為主控體懸浮的例子，但是這種主控體的運動與懸浮方向垂直。在地球上，主控體穩定懸浮需要磁力能夠抗拒重力并達到動態平衡，因此主控體其懸浮方向這一維度十分特殊，或者說在這一個自由度上主控體穩定懸浮并實現運動，主控體懸浮運動就有可能推廣到三個自由度。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種單自由度運動的主控體磁懸浮裝置，它具有運動控制穩定可靠和維護方便的優點。

本發明是這樣來實現的，它包括主體支架、主控體、永磁體、底座和無線控制器，其中主控體是由霍爾傳感器、控制電路、勵磁線圈、鐵芯、塑料槽、主控體外殼和電源構成，其特征在于主體支架的下端固定在底座上，主體支架的頂部設有永磁體，位于永磁體正下方的主體支架內設有主控體；主控體由控制電路（包括無線接收模塊）、霍爾傳感器、電源、和勵磁線圈集成一體作為磁懸浮體，其中，控體外殼為立體對稱結構，鐵芯的下部位于主控體外殼的內，鐵芯的上端設有塑料槽，霍爾傳感器水平連接在塑料槽上表面，鐵芯位于主控體外殼內的部分纏繞有勵磁線圈，勵磁線圈和霍爾傳感器之間連有多級負反饋電路，主控體外殼下方設有控制電路，控制電路的下方為電源，控制電路與無線控制器為無線鏈接；所述的永磁體、霍爾傳感器、鐵芯和主控體外殼均同軸；所述無線控制器為紅外控制器或射頻控制器；所述控制電路包括與無線控制器對應的紅外接收模塊或射頻接收模塊。

本發明的技術效果是：本發明通過主控體自身調控模塊（控制電路、無線接收模塊）在懸浮方向上實現一維運動。這種單自由度的主控體懸浮裝置可廣泛應用于比如升降機、電梯、磁發射、科技演示等方面，本發明提出的主控體懸浮并在懸浮方向運動概念，可成為航空和航天飛行推動器原理，或一種電磁發射器原理，或電磁傳送器原理。本裝置穩定性和懸浮的可控性都有不小的提高，具有小能耗、零排放、便于維護等優點。并運用全開放式的懸浮空間，不僅便于觀察，而且能給參觀者帶來視覺上的沖擊，整個設計簡潔大方而展現一種立體空間的科技感和現代感。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的結構示意圖。

圖2為本發明一實施例主控體的結構主視圖。

圖3為本發明一實施例主控體的結構剖面圖。

在圖中，1、主體支架???2、主控體??3、永磁體??4、無線控制器??5、霍爾傳感器??6、控制電路??7、勵磁線圈????8、鐵芯??9、塑料槽??10、主控體外殼???11、電源??12、底座。

具體實施方式

本發明是這樣來實現的，它包括主體支架1、主控體2、永磁體3、底座12和無線控制器4，其中主控體2是由霍爾傳感器5、控制電路6、勵磁線圈7、鐵芯8、塑料槽9、主控體外殼10和電源11構成，其結構特點是主體支架1的下端固定在底座12上，主體支架1的頂部設有永磁體3，位于永磁體3正下方的主體支架1內設有主控體2；在主控體2中，主控體外殼10為立體對稱結構，鐵芯8的下部位于主控體外殼10的內，鐵芯8的上端設有塑料槽9，霍爾傳感器5水平連接在塑料槽9上表面，鐵芯8位于主控體外殼10內的部分纏繞有勵磁線圈7，勵磁線圈7和霍爾傳感器5之間連有多級負反饋電路，主控體外殼10下方設有控制電路6，控制電路6的下方為電源11，控制電路6與無線控制器4為無線鏈接；所述的永磁體3、霍爾傳感器5、鐵芯8和主控體外殼10均同軸；所述無線控制器4為紅外控制器或射頻控制器；所述控制電路6包括與無線控制器4對應的紅外接收模塊或射頻接收模塊。