[發明專利]一種基于磁懸浮底盤的姿態控制裝置

在審

• 申請號: 201610090475.3
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105629983A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 周繼強;王麗峰;倪琳軒;陳磊;張孝勇;楊宛璐
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及磁懸浮控制技術領域，尤其涉及一種基于磁懸浮底盤的姿態控制裝 置。

背景技術

磁懸浮技術是利用電磁力將物體無機械接觸地懸浮起來，該裝置由傳感器、控制 器、電磁鐵和功率放大器等部分組成，根據在磁懸浮系統中實現穩定懸浮的電磁力的狀態， 可將磁懸浮系統劃分為無源和有源兩種懸浮系統；

當懸浮體受到一個向下的擾動，懸浮體將會偏離其參考位置，此時，傳感器檢測出懸浮 體偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號；功率放大器 將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在執行磁鐵中產生電磁力，從而驅動懸浮體返 回到原來的平衡位置。目前市場上根據磁懸浮技術生產的磁懸浮擺件產品，均無法控制懸 浮擺件的姿態，這樣磁懸浮擺件產品只能做靜態展示，無法滿足人們日益增長的需求。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種基于磁懸浮底盤的姿態控制裝置，以解決 上述背景技術中的缺點。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種基于磁懸浮底盤的姿態控制裝置，包括懸浮擺件及懸浮裝置底盤，其中，懸浮擺件 懸浮在懸浮裝置底盤上方，且懸浮擺件為球形結構，并采用非磁性輕質材料制成空心球體， 球體內設置有磁鋼，整個懸浮擺件重心處于磁鋼內部；懸浮裝置底盤為圓盤，同時在圓盤的 圓心設置有磁性條，且在圍繞磁性條的四周等分布置有八個磁柱，圓盤上設置有控制電路， 控制電路與八個磁柱連接，通過控制電路控制八個磁柱磁力的強弱進而實現控制懸浮擺件 的姿態。

在本發明中，磁鋼為碗狀結構，且位于球體內腔的下端，整個球體的重心位于磁鋼 之中。

在本發明中，懸浮裝置底盤為非磁性材料制成。

在本發明中，圓盤內設置有圓盤內環與圓盤外環，且圓盤內環高于圓盤外環，同時 圓盤內環口徑大于球體的三分之一處直徑。

在本發明中，磁柱設置在圓盤內環底部。

在本發明中，磁柱為鍋形磁性柱子。

在本發明中，磁性條為環形結構。

在本發明中，磁柱、磁性條與磁鋼相面的極性相同，相互之間能夠產生推斥力；當 球體放入懸浮裝置底盤上時，球體內的磁鋼與圓盤內環的磁柱產生推斥力，將磁鋼向上推， 從而帶動整個球體向上運動；在球體離開懸浮裝置底盤一段距離，磁力與地心力相等時，球 體懸浮在懸浮裝置底盤上方的空中，而磁性條產生的推力則可將球體控制在懸浮裝置底盤 的上方，此時拔動球體表面，球體可左右旋轉，磁鋼在重力作用下，重心向下，其重心始終對 準磁性條的中心，在八個磁柱和磁性條的推力下保持在空中不漂移；當通過控制電路更變 八個磁柱磁力時，懸空的球體發生傾斜，球體偏向磁力小的磁柱方向，即可通過控制電路控 制懸浮球體的姿態。

有益效果：本發明利用磁柱、磁性條與磁鋼相面的極性相同，相互之間能夠產生推 斥力的原理，通過控制電路控制八個磁柱磁力的強弱進而實現控制懸浮擺件的姿態，有效 解決現有的磁懸浮擺件只能作為靜態展示物的問題，同時設計簡單，成本低，實用性強。

附圖說明

圖1是本發明的較佳實施例的結構示意圖。

圖2是本發明較佳實施例中的懸浮裝置底盤俯視圖。

圖3是本發明較佳實施例中的懸浮擺件截面示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。

參見圖1~圖3的一種基于磁懸浮底盤的姿態控制裝置，包括懸浮擺件1、懸浮裝置 底盤2、磁鋼3、球體4、球體表面5、磁柱6及磁性條7。

在本實施例中，懸浮擺件1懸浮在懸浮裝置底盤2上方，且懸浮擺件1為球形結構， 并采用非磁性輕質材料制成空心球體4，球體4內設置有碗狀磁鋼3，整個懸浮擺件1重心處 于磁鋼3內部；懸浮裝置底盤2為圓盤，同時在圓盤的圓心設置有磁性條7，且在圍繞磁性條7 的四周等分布置有八個磁柱6，圓盤上設置有控制電路，控制電路與八個磁柱6連接，通過控 制八個磁柱磁力的強弱進而實現控制懸浮擺件1的姿態。

在本實施例中，磁鋼3位于球體4內腔的下端，整個球體4的重心位于磁鋼3之中。

在本實施例中，懸浮裝置底盤2為非磁性材料制成。