[实用新型]卧式点接触磁悬浮太阳能动力玩具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种玩具，为一种被动磁悬浮太阳能动力玩具。

背景技术

磁悬浮技术是利用磁铁的同性相斥、异性相吸的原理将物体无机械接触悬浮的技术，它是一门集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学等学科为一体的高新技术。随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展，磁悬浮技术得到了长足的发展，并逐渐走近人们的生活。有必要设计一种能自动悬浮的玩具，通过展示磁悬浮技术的原理，更好地让人们感受科技的魅力，激发青少年的学习兴趣。

现有的主动式磁悬浮玩具一般采用复杂的磁场控制系统使物体悬浮，要使物体磁悬浮效果明显需要消耗大量电力且造价高昂，不适合作为一般的玩具生产。此外需要接驳市电，在电路短路情况下容易引发火灾，对未成年人来说有潜在安全威胁。

实用新型内容

本实用新型针对上述的主动式磁悬浮玩具的缺点，利用太阳能作为动力，无需外接电源，其外形精致小巧，结构简单，具有视觉明显的磁悬浮效果。

本实用新型解决的技术问题所采用的技术方案是：

卧式点接触磁悬浮太阳能动力玩具，包括底板1和悬浮转子，其特征是底板1两端设有支板2，支板2上设有支撑磁铁3，底板上设有驱动磁铁9，底板1的一侧还设有挡板4；悬浮转子包括中轴5，中轴5的两端部固定有悬浮磁铁6，中轴5一端为尖端，中轴5上设有驱动线圈8，驱动线圈8四周设有太阳能电池板7，驱动线圈8与太阳能电池板7相连接。本实用新型利用门多西诺电机原理，把悬浮转子的中轴的尖端放在挡板上，由于中轴两端的悬浮磁铁与支板上的支撑磁铁相互排斥，使得悬浮转子悬浮在底板上面，悬浮转子的太阳能电池板在光照下，悬浮转子转动起来。其工作原理是：悬浮系统磁铁的磁力线相互影响，形成一个马鞍行磁场势能阱，从而能够在径向上承托悬浮转子。根据肖恩定理，一个处于静力场中的磁极不可能取得稳定平衡。因此中轴向上需要有一接触点来维持转子的平衡，接触点为挡板与中轴的尖端的轴向点接触。

具体实施时，上述太阳能电池板7为四块，四块太阳能电池板7组成一个长方体，中轴5上的驱动线圈8包括二个绕组，二个绕组之间呈90度角交叉排列，正对的二块太阳能电池板7为一个动力单元，四块太阳能电池板7形成二个动力单元，正对的二块太阳能电池板7电池正负极串联， 驱动线圈8的二个绕组分别与二个串联后的太阳能电池板7的正负极相连接。

本实用新型磁悬浮转子为一个驱动线圈和两个相对太阳能电池组成一个动力单元，其中两个太阳能电池正负极串联，而驱动线圈二条引线接在其中一个太阳能电池正负极上。两组动力单元在转动到同一位置上完全等效，线圈呈交叉90度角摆置。光照下，一个动力单元中的两个电池，做正功的太阳能电池总是在光线充足的位置，产生的电流大，做负功的电池总是在暗面，产生电流很小，这便形成了一个旋转磁场，于是悬浮转子能不断地朝一个方向做圆周运动。此装置不需要类似的电机机械换向器或者电子换向器。

本实用新型将主动式磁悬浮改为点接触式被动磁悬浮，磁悬浮视觉效果明显。增加了太阳能电池板供电，舍弃了外接电源，将太阳能电池直接整合到转子上，太阳能电池发出的电流直接输出至线圈产生旋转磁场，驱动转子转动。特有的光照换向使本装置不需要主动式磁悬浮复杂的电路控制元件便可维持运转。整个装置精致小巧，结构简单，可靠性高，并且利用材料较少，从而大大降低了生产成本，便于批量生产。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用门多西诺电机原理，设计卧式点接触磁悬浮太阳能动力玩具，其结构简单，安全可靠，磁悬浮视觉效果明显，外形精致小巧，节能环保，更符合现代人对绿色清洁能源的追求，并且彻底杜绝了未成年人触电及火灾的安全隐患，非常适合作为玩具及磁悬浮原理展示之用。

附图说明

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的主视结构示意图；

图3是本实用新型实施例工作原理图。

图中：1、底板  2、支板  3、支撑磁铁 4、挡板  5、中轴  6、悬浮磁铁  7、太阳能电池板  8、驱动线圈  9、驱动磁铁。

具体实施方式