[实用新型]单面呈单一极性的磁铁及由其构成的磁悬浮装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种单面呈单一极性的磁铁及由其构成的磁悬浮装置，更具体的说，尤其涉及一种由多个磁铁组成的单面呈单一极性的磁铁及由其构成的磁悬浮装置。 

背景技术

单极磁体与磁单极子相类似，单极磁体是否存在是许多科学家争论的话题，但迄今为止，科学家们还未曾发现过这种物质。现在还没有一种设备仪器，可以让我们方便地来演示磁单极子的性能，来模拟磁单极子。但我们可以通过改变现有磁体分布形式，来达到模拟磁单极子的目的。 

磁悬浮作为一种新兴的技术，其在交通运输、科学实验以及模拟微重力方面有着广泛的应用和发展前景。但在实验教学和模拟演示过程中，没有一种较好的仪器设备，可以让我们认知和理解磁悬浮技术的特点和原理。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种由多个磁铁组成的的单面呈单一极性的磁铁及由其构成的磁悬浮装置。 

本发明的单面呈单一极性的磁铁，包括多个磁铁单元和用于固定磁铁单元的磁铁固定体，所述磁铁单元按照同名磁极朝向同一球体表面、圆柱体侧表面或水平面方向均匀设置在磁铁固定体上。把磁铁单元按照同名磁极朝向同一球体表面方向设置后，则由其构成的球形磁铁的外表面就呈单一极性了，但磁铁单元自身还是有N极和S极构成；把多个磁铁单元的同名磁极朝向同一圆柱体侧表面方向设置后，则由其构成的圆筒状磁铁的内表面或外表面就呈单一极性了，但每个磁铁单元自身还构成完成的磁通回路；把多个磁铁单元的同名磁极朝同一方向设置后，则其构成的平板状磁体的某一面就呈第一极性了，但每个磁铁单元自身还构成完成的磁通回路。 

本发明的单面呈单一极性的磁铁，所述磁铁单元为长方体形状；所述磁铁固定体为球形固定体、筒状固定体或平板固定体。由球形固定体、筒状固定体和平板固定体可分别构成外球面呈单一极性的球形磁铁、外圆柱内面和外面呈单一极性的筒状固定体和两侧面呈单一极性的平板状磁铁。 

本发明的由单面呈单一极性的磁铁构成的磁悬浮装置，包括被悬浮磁体、静止磁体以及对被悬浮磁体起平衡作用的平衡装置；所述被悬浮磁体包括球形固定体和多个第一磁铁单元，所述多个第一磁铁单元以同名磁极朝外的形式均匀固定在球形固定体上；所述静止磁体为筒状磁体或平板状磁体，筒状磁体由筒状固定体和以同名磁极朝里的形式均匀设置在筒状固定体下方位置上的多个第二磁铁单元组成，第二磁铁单元朝里的极性与第一磁铁单元朝外的极性相同；平板状磁体由平板固定体和以同名磁极朝同一方向均匀设置在平板固定体上的多个第三磁铁单元组成，第三磁铁单元朝上的极性与第一磁铁单元朝外的极性相同；所述平衡装置包括与被悬浮磁体相连接的平衡线和用于固定平衡线的支架。被悬浮磁体的外侧球面呈单一极性；如果静止磁体采用筒状磁体，则筒状磁体下侧的内部和外部均成单一极性，且其下侧内部的极性与被悬浮磁体外侧球面的极性相同，以便通过同名磁极相互排斥的原理，来实现悬浮磁体的悬浮；如果静止磁体采用平板状磁体，则其上表面的极性与被悬浮磁体外侧球面的极性相同，以便实现悬浮磁体的悬浮。受被悬浮磁体的重力和被悬浮磁体与静止磁体之间作用力变化等因数的影响，并不能保证被悬浮磁体始终处于悬浮状态，通过平衡装置对被悬浮磁体的支撑，可实现被悬浮磁体始终处于悬浮状态。 

本发明的由单面呈单一极性的磁铁构成的磁悬浮装置，所述支架为弹簧秤，所述平衡线与弹簧秤的弹簧相连接。通过读出弹簧秤的示数，可以判断出被悬浮磁体的受力情况，更加有利于对被悬浮磁体的受力情况分析。 

本发明的有益效果是：本发明通过把磁铁单元按照同名磁极朝向同一球体表面、圆柱体侧表面或水平面方向均匀设置在磁铁固定体上，制作出了单面呈单一性的磁铁，便于制作出简单的磁悬浮装置，以便实现磁悬浮模拟实验；本发明的由单面呈单一极性的磁铁构成的磁悬浮装置，设置有被悬浮磁体、静止磁体以及对被悬浮磁体起平衡作用的平衡装置；实现了被悬浮磁体的微重力状态和悬浮状态，实现了对磁悬浮技术的良好模拟，有助于我们快速了解和认知磁悬浮技术的特点。 

附图说明

图1为本发明中单面呈单一极性的磁铁的第一种实施例的结构示意图； 

图2为本发明中单面呈单一极性的磁铁的第二种实施例的结构示意图；

图3为本发明中由单面呈单一极性的磁铁构成的磁悬浮装置的第一种实施例的主视图；

图4为本发明中由单面呈单一极性的磁铁构成的磁悬浮装置的第一种实施例的立体结构示意图；

图5为本发明中由单面呈单一极性的磁铁构成的磁悬浮装置的第一种实施例的立体结构示意图的局部放大图；