[发明专利]一种单自由度运动的主控体磁悬浮装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种单自由度运动的主控体磁悬浮装置。

背景技术

    磁悬浮的基本原理有：（1）抗磁物质的磁悬浮；（2）超导磁悬浮；（3）自旋磁悬浮（磁悬浮陀螺）；（4）伺服电磁悬浮。超导体是完全抗磁悬浮和抗磁悬浮一样，悬浮是十分稳定的，具有很好的磁力回复性，但这也限制的了悬浮体的在悬浮方向的运动。磁悬浮陀螺的磁场必须满足“井”形分布，在悬浮方向的运动受其脆弱的稳定性限制。目前，应用更多的是伺服电磁悬浮。市面上各类磁悬浮器件多为被动体悬浮，其特征是通过调节悬浮体所在空间磁场来适应悬浮体稳定悬浮。主控体磁悬浮，是体现悬浮体自身运动意志的一种磁悬浮方式，这种磁悬浮方式的稳定性和运动由悬浮体自身调节，原理上与悬浮体存在空间磁场大小和分布无关。由于技术上的困难，伺服电磁悬浮的主控体悬浮方式中主控体同时在三个维度的稳定性和运动与空间磁场及分布完全无关很难做到。目前的磁悬浮列车可为主控体悬浮的例子，但是这种主控体的运动与悬浮方向垂直。在地球上，主控体稳定悬浮需要磁力能够抗拒重力并达到动态平衡，因此主控体其悬浮方向这一维度十分特殊，或者说在这一个自由度上主控体稳定悬浮并实现运动，主控体悬浮运动就有可能推广到三个自由度。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种单自由度运动的主控体磁悬浮装置，它具有运动控制稳定可靠和维护方便的优点。

本发明是这样来实现的，它包括主体支架、主控体、永磁体、底座和无线控制器，其中主控体是由霍尔传感器、控制电路、励磁线圈、铁芯、塑料槽、主控体外壳和电源构成，其特征在于主体支架的下端固定在底座上，主体支架的顶部设有永磁体，位于永磁体正下方的主体支架内设有主控体；主控体由控制电路（包括无线接收模块）、霍尔传感器、电源、和励磁线圈集成一体作为磁悬浮体，其中，控体外壳为立体对称结构，铁芯的下部位于主控体外壳的内，铁芯的上端设有塑料槽，霍尔传感器水平连接在塑料槽上表面，铁芯位于主控体外壳内的部分缠绕有励磁线圈，励磁线圈和霍尔传感器之间连有多级负反馈电路，主控体外壳下方设有控制电路，控制电路的下方为电源，控制电路与无线控制器为无线链接；所述的永磁体、霍尔传感器、铁芯和主控体外壳均同轴；所述无线控制器为红外控制器或射频控制器；所述控制电路包括与无线控制器对应的红外接收模块或射频接收模块。

本发明的技术效果是：本发明通过主控体自身调控模块（控制电路、无线接收模块）在悬浮方向上实现一维运动。这种单自由度的主控体悬浮装置可广泛应用于比如升降机、电梯、磁发射、科技演示等方面，本发明提出的主控体悬浮并在悬浮方向运动概念，可成为航空和航天飞行推动器原理，或一种电磁发射器原理，或电磁传送器原理。本装置稳定性和悬浮的可控性都有不小的提高，具有小能耗、零排放、便于维护等优点。并运用全开放式的悬浮空间，不仅便于观察，而且能给参观者带来视觉上的冲击，整个设计简洁大方而展现一种立体空间的科技感和现代感。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为本发明一实施例主控体的结构主视图。

图3为本发明一实施例主控体的结构剖面图。

在图中，1、主体支架   2、主控体  3、永磁体  4、无线控制器  5、霍尔传感器  6、控制电路  7、励磁线圈    8、铁芯  9、塑料槽  10、主控体外壳   11、电源  12、底座。

具体实施方式

本发明是这样来实现的，它包括主体支架1、主控体2、永磁体3、底座12和无线控制器4，其中主控体2是由霍尔传感器5、控制电路6、励磁线圈7、铁芯8、塑料槽9、主控体外壳10和电源11构成，其结构特点是主体支架1的下端固定在底座12上，主体支架1的顶部设有永磁体3，位于永磁体3正下方的主体支架1内设有主控体2；在主控体2中，主控体外壳10为立体对称结构，铁芯8的下部位于主控体外壳10的内，铁芯8的上端设有塑料槽9，霍尔传感器5水平连接在塑料槽9上表面，铁芯8位于主控体外壳10内的部分缠绕有励磁线圈7，励磁线圈7和霍尔传感器5之间连有多级负反馈电路，主控体外壳10下方设有控制电路6，控制电路6的下方为电源11，控制电路6与无线控制器4为无线链接；所述的永磁体3、霍尔传感器5、铁芯8和主控体外壳10均同轴；所述无线控制器4为红外控制器或射频控制器；所述控制电路6包括与无线控制器4对应的红外接收模块或射频接收模块。