[实用新型]微功耗永磁斥力型磁悬浮装置

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到磁悬浮控制领域，特指一种适用于礼品或展示用的磁悬浮装置。

背景技术

磁悬浮装置从悬浮原理上可分为电磁吸力型悬浮装置和永磁斥力型悬浮装置。

基于电磁吸力原理的悬浮装置应用最为广泛。它是通过可控电磁铁吸引铁磁性悬浮物，使之无接触地悬浮在空中。磁悬浮球装置就是其中的典型应用，它通过安装在悬浮支架顶部的电磁铁吸引位于其下方的小铁球，当吸力与小球重力相等时，小球就能漂浮在空中。这种悬浮装置结构简单、易于实现；但是由于悬浮物上方还有其他必备装置，因此影响观赏性。另外，这类装置也无法用于那些不允许在悬浮物上方安装设备的应用场合。

永磁斥力型悬浮装置分别在底座和悬浮物上安装有磁性相反的永久磁铁，利用永久磁铁“同性相斥”的原理实现悬浮。但是该原理无法使物体稳定地悬浮在空中。为此，通常可以通过安装垂向的限位装置使悬浮物固定悬浮在一定范围内，但是这种结构的实现和维护难度较大，并存在永久磁铁破损、飞落等潜在危险。另一种方法是利用永磁铁快速滑过导线圈时感生的涡流的斥力，实现稳定悬浮，这种系统是自稳定的。但是其无法实现静态悬浮，且悬浮时存在振动问题，难以使用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、供耗低、工作稳定可靠的微功耗永磁斥力型磁悬浮装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

一种微功耗永磁斥力型磁悬浮装置，包括底座、悬浮物以及悬浮控制机构，所述底座和悬浮物上装设有磁性相反的永磁体，其特征在于：所述底座上设有两个沿底座中轴线呈对称布置的永磁铁以及两个沿底座中轴线呈对称布置的电磁铁，所述悬浮控制机构包括传感器单元和主控制单元，所述传感器单元用来检测悬浮物到底座中轴线的距离，所述主控制单元接收传感器单元传送来的信号并将处理后的控制信号传送给电磁铁。其中，底座所设永磁体与悬浮物所设永磁体之间的斥力能克服悬浮物重力实现悬浮，而悬浮控制机构能使底座所设电磁铁对悬浮物所设永磁铁产生适当的吸力/斥力，从而确保悬浮的稳定性。

作为本实用新型的进一步改进：

所述传感器单元包括一个以上安装于底座上的霍尔传感器。

所述传感器单元为一个霍尔传感器，所述霍尔传感器安装于底座中轴线上。

所述传感器单元为两个霍尔传感器，所述两个霍尔传感器装设于底座中轴线的两侧并呈对称布置，所述两个霍尔传感器的检测面朝向相反。

所述悬浮控制机构中包括微功耗控制电路单元，所述微功耗控制电路单元包括电流反馈传感器和处理器，所述电流反馈传感器用来检测电磁铁得到的实际电流值I_o，处理器将实际电流值I_o与期望电流值I_r进行比较得到误差值，并将得到的误差值处理后得出控制信号，处理器输出的控制信号送至主控制单元并与主控制单元输出的控制信号叠加后传送给电磁铁。

与现有技术相比，本实用新型的优点就在于：

(1)本实用新型的微功耗永磁斥力型磁悬浮装置，结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、悬浮稳定范围更大，且悬浮物易放置、抗干扰力强。

(2)本实用新型的微功耗永磁斥力型磁悬浮装置，采用微功耗控制电路单元，利用电流反馈，使电磁铁的额定工作电流降低至几十毫安，而普通磁悬浮装置的则达到上百毫安，因此更加节能；悬浮装置功耗低，可以用电池供电实现长时间稳定悬浮。

(3)本实用新型的微功耗永磁斥力型磁悬浮装置，可采用电池和市电双电源供电系统，解决了普通永磁斥力型悬浮装置掉电后悬浮物跌落的问题。

(4)本实用新型的微功耗永磁斥力型磁悬浮装置，变化磁场弱，对外界的磁辐射弱，因而更加环保、安全，不会对人体造成伤害。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型中底座的俯视结构示意图；

图3是图2中A-A处的剖视结构示意图；

图4是本实用新型中悬浮控制机构的框架结构示意图；

图5是具体实施例中传感器单元的电路原理示意图；

图6是具体实施例中微功耗控制电路单元的电路原理示意图；

图7是传感器单元为一个霍尔传感器时的布置示意图；

图8是传感器单元为两个霍尔传感器时的布置示意图。

图例说明