專利名稱:一種磁懸浮運載工具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種磁懸浮運載工具，包括車體以及驅動車體運動的矢量磁懸浮動力系統(tǒng)，矢量磁懸浮動力系統(tǒng)包括底盤以及固定在底盤上的矢量磁懸浮引擎；矢量磁懸浮引擎包括磁引擎，磁引擎包括動力裝置和受動力裝置驅動在導體上方運動產生驅動力的磁體；以及角度調節(jié)裝置，用于調節(jié)磁引擎與導體之間的夾角。本實用新型通過改變驅動裝置的偏轉方向，使得磁盤在驅動裝置帶動下轉動時與地面的導體相互作用產生向上的升力，并根據(jù)偏轉方向調節(jié)得到其他水平角度的分力，使得運載工具可以實現(xiàn)車體的原地制動、旋轉、橫移等運動方式，增加了操控的便利性以及趣味性。
【專利說明】
一種磁懸浮運載工具
技術領域
[0001]本實用新型涉及技術領域磁懸浮技術領域，具體涉及到一種磁懸浮運載工具。
【背景技術】
[0002]磁懸浮技術不通過摩擦力即可實現(xiàn)移動，與現(xiàn)有的機械接觸移動方式相比具有明顯優(yōu)勢，在交通、機器人等領域具有廣闊的應用前景。實現(xiàn)懸浮的方式有很多種，現(xiàn)有的磁懸浮列車上的直線電機采用行波磁場實現(xiàn)了列車的一維運動，但是直線電機產生的磁場行波只能朝著一個固定方向推進，很難實現(xiàn)二維方向上的自由運動，要實現(xiàn)懸浮體在二維平面的運動，這種方法不再適用。
[0003]現(xiàn)有技術中的電動車或者電動娛樂車，通常采用電力驅動輪胎通過收到地面摩擦力的作用進而實現(xiàn)在地面移動，然而這類傳統(tǒng)驅動方式具有多種不足，例如車體的轉向需要采用方向盤控制方向輪的方式，轉向過程中需要較大轉向半徑，不能夠原地轉向。傳統(tǒng)的驅動方式限定了車體本身的移動模式，不能夠實現(xiàn)原地轉向、旋轉、橫移等多種運動形式。特別的，對于娛樂車來說，其更需要一定的娛樂性，現(xiàn)有的驅動方式功能較少，趣味性不強，不能夠給人帶來的新鮮的娛樂體驗。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種磁懸浮運載工具，包括車體以及驅動車體運動的矢量磁懸浮動力系統(tǒng)，矢量磁懸浮動力系統(tǒng)包括底盤以及固定在底盤上的矢量磁懸浮引擎；矢量磁懸浮引擎包括磁引擎，磁引擎包括動力裝置和受動力裝置驅動在導體上方運動產生驅動力的磁體；以及角度調節(jié)裝置，用于調節(jié)磁引擎與導體之間的夾角。
[0005]優(yōu)選的，底盤上安裝有2?6組矢量磁懸浮引擎。
[0006]優(yōu)選的，還包括用于連接角度調節(jié)裝置和磁引擎的連接件;所述動力裝置為電動機。
[0007]優(yōu)選的，磁體為將若干磁性體裝配在固定盤內的磁盤。
[0008]優(yōu)選的，角度調節(jié)裝置的一端固定在支撐板上，另一端與動力裝置連接。
[0009]優(yōu)選的，角度調節(jié)裝置為舵機，舵機固定在支撐板上;舵機的輸出軸通過連接件與動力裝置連接，并通過控制動力裝置的俯仰角度使磁體與導體之間的角度變化。
[0010]優(yōu)選的，角度調節(jié)裝置為固定在支撐板上的若干液壓裝置，所述液壓裝置的伸縮部與動力裝置連接用于控制磁體與導體之間的角度。
[0011]優(yōu)選的，支撐板上安裝有兩組舵機。
[0012]優(yōu)選的，連接件為軸套法蘭，軸套法蘭的軸套端與舵機連接，軸套法蘭的法蘭端與動力裝置連接。
[0013]優(yōu)選的，還包括安裝在車體上的電源系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括操縱機構和傳動機構。
[0014]綜上所述，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0015]本實用新型使用交變磁場在非磁性金屬中產生渦流的原理來產生與原交變磁場方向相反的磁場，利用禍流磁場對懸浮體產生推力，在產生推力后為實現(xiàn)懸浮體在二維方向上的運動。
[0016]本實用新型提供的矢量磁懸浮引擎，通過改變動力裝置或者電動機的偏轉方向，可以改變磁引擎底面與導體的俯仰夾角，通過調節(jié)磁引擎與渦流產生面的夾角，將磁引擎與渦流電流之間電磁斥力沿水平面的分力分解成為磁懸浮引擎水平方向上的推力;并根據(jù)偏轉方向調節(jié)得到其他水平角度的分力，通過配合控制多個磁懸引擎與非磁性金屬表面的角度來實現(xiàn)懸浮體的二維方向自由運動;使得本裝置安裝在車輛后可以實現(xiàn)車體的原地制動、旋轉、橫移等運動方式，增加了車輛操控的便利性以及趣味性。
【附圖說明】

[0017]圖1為本實用新型矢量磁懸浮的側視圖；
[0018]圖2為本實用新型一個實施例中矢量磁懸浮包含一個舵機時的立體圖；
[0019]圖3為本實用新型一個實施例中矢量磁懸浮包含兩個舵機時的立體圖；
[0020]圖4為本實用新型一個實施例中角度調節(jié)裝置采用液壓裝置的正視圖；
[0021 ]圖5為本實用新型矢量磁懸浮動力系統(tǒng)的立體圖；
[0022]圖6為本實用新型矢量磁懸浮動力系統(tǒng)安裝四個磁懸浮引擎懸沿X方向運動受力分析圖；
[0023]圖7為本實用新型矢量磁懸浮動力系統(tǒng)安裝四個磁懸浮引擎懸沿y方向運動受力分析圖；
[0024]圖8為運載工具為磁懸浮車的示意圖；
[0025]圖9為運載工具為磁懸浮滑板時的示意圖；
[0026]圖10為一個實施例的受力分析圖。
[0027]其中，1、導體;2、磁盤;3、電動機;4、連接部件;5、舵機;51、輸出軸;6、底盤;7、液壓裝置;8、固定盤;9、磁性體;10、矢量磁懸浮引擎。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0029]本實用新型的一個實施例中，提供一種磁懸浮運載工具，包括車體以及驅動車體運動的矢量磁懸浮動力系統(tǒng)，矢量磁懸浮動力系統(tǒng)包括底盤以及固定在底盤上的矢量磁懸浮引擎，優(yōu)選在底盤上安裝有2?6組矢量磁懸浮引擎10。矢量磁懸浮引擎包括磁引擎，磁引擎包括動力裝置和受動力裝置驅動在導體上方運動產生驅動力的磁體；以及角度調節(jié)裝置，用于調節(jié)磁引擎與導體之間的夾角。
[0030]本實用新型所指的運載工具，如圖8和圖9所示，可以是磁懸浮車、磁懸浮娛樂車或者磁懸浮滑板;運載工具均通過矢量磁懸浮動力系統(tǒng)提供動力和推力，運載工具的車體和其他配套部件可以參照現(xiàn)有技術中的運載工具進行裝配。
[0031]如圖10所示，在底盤左右中軸線成45度角位置上對稱的裝配4個矢量磁懸浮動力系統(tǒng)。圖中的D表示所述磁盤這端沿固定的一條直徑偏轉向下，磁盤的旋轉方向如圓環(huán)上的箭頭所示，這種情形下，各個里推進器收到非導磁性金屬板的水平方向上的力分別如Fxl、Fx2、Fx3、Fx4所示，各個力的作用驅動娛樂車向前運動Md。調整磁盤的旋轉方向和傾斜方向能控制運載工具在非導磁性金屬板(銅、鋁等)上的懸浮以及前進、后退、左右轉彎、左右平移、原地360度旋轉以及制動等水平方向各種方式驅動。
[0032]運載工具還包括安裝在車體上的電源系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括操縱機構和傳動機構。電控系統(tǒng)主要由方向盤、油門踏板、剎車踏板、傳感器及控制電路和軟件組成，利用傳感器把方向盤、油門、踏板的輸入機械信號轉換為電信號，進而通過控制電路和軟件對矢量磁力推進器電機和舵機的控制來調整矢量磁力推進器的轉速與偏轉方向和角度，實現(xiàn)控制娛樂車前進、后退、左右轉彎、左右平移、原地360度旋轉以及制動等。電源系統(tǒng)由蓄電池、蓄電池充放電管理系統(tǒng)以及電能變換系統(tǒng)等部分構成，為矢量磁懸浮動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)提供電能。
[0033]本實用新型的一個實施例中，提供了一種矢量磁懸浮引擎，包括磁引擎，磁引擎包括動力裝置和受動力裝置驅動在導體上方運動產生驅動力的磁體；以及角度調節(jié)裝置，用于調節(jié)磁引擎與導體之間的夾角。導體為非導磁性材質制成，優(yōu)選銅或者鋁。
[0034]磁引擎是通過將動力裝置的動能轉換成磁能，使得磁體在轉動后懸浮在導體上方。當磁體旋轉或者移動方向與導體I水平時，磁體獲得垂直于導體向上的作用力，使得磁體可以穩(wěn)定的懸浮在導體上方。動力裝置可以采用現(xiàn)有技術中任意可以使磁體運動包括做旋轉運動的裝置，例如常規(guī)的電動機3，電動機3可以通過控制程序或者控制電路的作用便于調整電動機的工作狀態(tài)，例如轉速或者轉動方向。
[0035]角度調節(jié)裝置是用于調節(jié)磁體與導體I之間的夾角。磁體受到的作用力與磁體的表面垂直，當磁體與導體之間具有一定的夾角后，將會使得磁體受到水平向上的作用力外，還會收到水平方向的分力。本實用新型中以磁體或者磁盤2整體與導體平行是角度為0，兩者相互平行。
[0036]電動機3驅動磁體旋轉，可以使電動機3的轉軸與磁體連接帶動其運動；因此可以讓電動機3的轉軸與導體I或者水平面垂直，即轉軸與磁體所在面可以是垂直的。角度調節(jié)裝置與動力驅動裝置連接，可以通過調節(jié)動力驅動裝置與導體或水平面的角度，進而使得磁體與導體產生角度；當磁體與導體之間具有夾角后，受到的水平分力和豎直分力將會使磁引擎整體保持懸浮的同時還可以在導體上方前后左右移動。
[0037]本實用新型的一個具體優(yōu)化實施例中，矢量磁懸浮引擎還包括用于連接角度調節(jié)裝置和磁引擎的連接件4。角度調節(jié)裝置可能不能夠直接與驅動裝置連接，通過連接件使兩者的連接更加方便，可以實現(xiàn)角度控制。在使用不同的角度調節(jié)裝置時可以選用不同的連接件，但是以其可以傳遞角度調節(jié)裝置和磁引擎之間的作用力和偏轉角度即可。
[0038]本實用新型的一個具體優(yōu)化實施例中，磁體為將若干磁性體9裝配在固定盤8內的磁盤2;角度調節(jié)裝置的一端固定在支撐板10上，當用于安裝在運載工具上時，支撐板10可以為底盤。角度調節(jié)裝置的另一端與動力裝置連接。例如圖2所示，角度調節(jié)裝置可以為舵機5，舵機5可以通過鍵槽配合固定在支撐板10或底盤6上，舵機的輸出軸51通過連接件4與動力裝置連接，并通過控制動力裝置的俯仰角度使磁體與導體之間的角度變化。
[0039]連接件4可以為軸套法蘭，軸套法蘭的軸套端與舵機連接，軸套法蘭的法蘭端與動力裝置電動機連接，通過螺栓連接方式讓電動機與法蘭軸套的法蘭端連接。為了使得角度的調節(jié)更加準確，具有更廣泛的角度調節(jié)范圍。例如圖3可以在支撐板上安裝有兩組舵機，兩組舵機的調節(jié)角度相互垂直，一組實現(xiàn)X軸調節(jié)，另一組實現(xiàn)Y軸調節(jié)，從而可以實現(xiàn)360度調節(jié)的方式。
[0040]例如圖4，角度調節(jié)裝置為固定在支撐板上的若干液壓裝置7，液壓裝置的伸縮部與動力裝置連接用于控制磁體與導體之間的角度。具體的一種方式，可以設置四組液壓裝置，通過控制每個液壓裝置7液壓伸縮桿的伸縮量從而控制磁體與導體的角度，達到與舵機相同的控制效果。
[0041]本實用新型的電動機在工作后帶動磁盤旋轉使其在導體上方懸浮，當舵機發(fā)生偏轉時使得電動機隨之偏轉，磁盤將與導體之間不再水平，而是保持一定的夾角，該夾角使得磁盤收到的力與導體所在的水平方向產生傾角，合力分解后即磁盤收到向上的分力以及水平方向的分力，使得磁盤不僅可以懸浮在導體上方，而且可以水平移動。
[0042]由此可見磁盤產生的驅動力包括磁盤運動平面與導體平行時產生垂直于導體所在平面向上的正向升力以及磁盤運動平面與導體具有夾角時產生與導體所在平面呈該夾角向上的斜向升力。
[0043]如圖5本實用新型還公開了一種矢量磁懸浮動力系統(tǒng)，包括底盤以及固定在底盤上的矢量磁懸浮引擎；矢量磁懸浮引擎包括磁引擎，磁引擎包括動力裝置和受動力裝置驅動在導體上方運動產生驅動力的磁體；以及角度調節(jié)裝置，用于調節(jié)磁引擎與導體之間的夾角。優(yōu)選的，底盤上安裝有2?6組矢量磁懸浮引擎。
[0044]具體的，本實用新型的矢量磁懸浮動力系統(tǒng)在不同情況下的運動動力分析如下:
[0045]如圖1所示，本實用新型的矢量磁懸浮引擎配置的舵機繞X軸轉動，電動機轉動調節(jié)其下固定的磁盤與導體即金屬底板之間俯仰夾角Θ，舵機俯仰夾角2Θ的變化使磁盤與金屬底板渦流電流電磁斥力垂直于磁盤底面與豎直方向夾角Θ，電磁斥力的水平分量為矢量磁懸浮引擎的水平推力，驅動裝置獲得推力后即可改變矢量磁引擎水平方向運動狀態(tài)。
[0046]如圖7所示，磁盤旋轉軸具有法向分量，調節(jié)單個磁盤使得其與導體金屬板的角度發(fā)生后，可以產生一個一維方向的推力，同時調節(jié)另外一個反相轉動磁盤的角度來抵消掉角動量的改變，同時通過配合調節(jié)方式，實現(xiàn)X，y兩個方向的推力。
[0047]如圖6所示，如果想要產生X方向的推力，可以通過調節(jié)一個磁懸浮引擎1、另一個磁懸浮引擎3，與金屬平面的夾角相同，且磁懸浮引擎底面傾斜指向圖3中“近”代表的方向；調節(jié)磁懸浮引擎2、磁懸浮引擎4金屬平面的夾角相同，且引擎底面傾斜指向圖4中“近”代表的方向。磁懸浮引擎1、磁懸浮引擎3水平推力大小相同、方向如圖所示，磁懸浮引擎2、磁懸浮弓I擎4水平推力大小相同、方向如圖所示，此時四個水平推力的合力方向為+X方向，矢量弓I擎組合裝置向+X方向運動。
[0048]如圖7所示，要產生y方向的推力，調節(jié)其中一個磁懸浮引擎1、另一個磁懸浮引擎2，并使其與金屬平面的夾角相同，且引擎底面傾斜指向圖4中“近”代表的方向；調節(jié)磁懸浮引擎3、磁懸浮引擎4金屬平面的夾角相同，且引擎底面傾斜指向圖4中“近”代表的方向。磁懸浮引擎1、磁懸浮引擎2水平推力大小相同、方向如圖所示，磁懸浮引擎2、磁懸浮引擎4水平推力大小相同、方向如圖所示，此時四個引擎水平推力的合力方向為+y方向，矢量引擎組合裝置向+X方向運動。
[0049]雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了詳細地描述，但不應理解為對本專利的保護范圍的限定。在權利要求書所描述的范圍內，本領域技術人員不經創(chuàng)造性勞動即可作出的各種修改和變形仍屬本專利的保護范圍。
【主權項】
1.一種磁懸浮運載工具，包括車體以及驅動車體運動的矢量磁懸浮動力系統(tǒng)，其特征在于: 所述矢量磁懸浮動力系統(tǒng)包括底盤以及固定在底盤上的矢量磁懸浮引擎； 所述矢量磁懸浮引擎包括磁引擎，所述磁引擎包括動力裝置和受動力裝置驅動在導體上方運動產生驅動力的磁體； 以及角度調節(jié)裝置，用于調節(jié)磁引擎與導體之間的夾角。2.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述底盤上安裝有2?6組矢量磁懸浮引擎。3.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述磁懸浮運載工具還包括用于連接角度調節(jié)裝置和磁引擎的連接件;所述動力裝置為電動機。4.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述磁體為將若干磁性體裝配在固定盤內的磁盤。5.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述角度調節(jié)裝置的一端固定在支撐板上，另一端與動力裝置連接。6.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述角度調節(jié)裝置為舵機，所述舵機固定在支撐板上;舵機的輸出軸通過連接件與動力裝置連接，并通過控制動力裝置的俯仰角度使磁體與導體之間的角度變化。7.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述角度調節(jié)裝置為固定在支撐板上的若干液壓裝置，所述液壓裝置的伸縮部與動力裝置連接用于控制磁體與導體之間的角度。8.如權利要求5?7任一項所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述支撐板上安裝有兩組舵機。9.如權利要求3或6所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:所述連接件為軸套法蘭，軸套法蘭的軸套端與舵機連接，軸套法蘭的法蘭端與動力裝置連接。10.如權利要求1所述的磁懸浮運載工具，其特征在于:還包括安裝在車體上的電源系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括操縱機構和傳動機構。
【文檔編號】B60L13/04GK205706230SQ201620265702
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月2日
【發(fā)明人】陳沖, 汪辰熱, 黃俊昌, 李小飛, 張力戈, 夏子敏
【申請人】成都浮星科技有限公司