專利名稱：可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及磁懸浮裝置，特別是一種可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置。
背景技術(shù)：
實用新型人自1999年以來先后圍繞磁懸浮裝置提出了多項專利申請如磁懸浮裝置、磁懸浮裝置及其控制系統(tǒng)和大型磁懸浮裝置的控制系統(tǒng)，對磁懸浮裝置及其控制系統(tǒng)已作了大量的描述?？偟恼f來，磁懸浮裝置包括設(shè)有懸浮永磁體和旋轉(zhuǎn)永磁體的浮體；由繞有電磁線圈的鐵芯、磁懸浮磁感應(yīng)主傳感器及其控制電路構(gòu)成的磁懸浮主結(jié)構(gòu)；由至少一對旋轉(zhuǎn)磁感應(yīng)傳感器和旋轉(zhuǎn)電磁線圈及其控制電路構(gòu)成的浮體自動旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，電源及供安裝電源、控制電路的架箱體五部分組成，已為磁懸浮裝置的基本結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)，但是它還有進一步完善的必要。例如，磁懸浮裝置需要供電是理所當(dāng)然的，但是上述磁懸浮裝置不僅需要外界交流電源供電，而且供電電壓還是比較高的，一般都在12V以上，功耗也不小，較難采用低電壓、小功率的電池作電源，因此便攜式的磁懸浮裝置還有待開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種低電壓源磁懸浮裝置，該磁懸浮裝置應(yīng)能在可用電池供電的低電壓源供電的情況下進行穩(wěn)定的工作，而且功耗要小。
本實用新型的磁懸浮裝置應(yīng)具有便攜多功用的特點，體積要小，供電電壓盡可能低，功耗要低，省電，即使采用低電壓小功率的電池也可較長時間穩(wěn)定地運行。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，包括一設(shè)有磁懸浮永磁體和旋轉(zhuǎn)永磁體的浮體，架箱體，其內(nèi)中按裝了由電磁線圈和鐵芯組成的磁懸浮電磁器件，磁懸浮主傳感器，在架箱體內(nèi)還安裝有至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器、至少一個旋轉(zhuǎn)電磁線圈、電源及控制電路，其特征在于①采用小型線性磁感應(yīng)傳感器作磁懸浮主傳感器，平置于磁懸浮電磁器件的套有電磁線圈的鐵芯的下端面處或下端部，緊密結(jié)合形成高效饋磁的組合式磁懸浮主結(jié)構(gòu)；②所述浮體是輕質(zhì)薄殼體，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊釹鐵硼高強磁懸浮永磁體；③所述浮體內(nèi)壁嵌貼至少一塊旋轉(zhuǎn)永磁體，在架箱體的面板內(nèi)壁安裝有高效饋能的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器和至少一個旋轉(zhuǎn)電磁線圈它們均應(yīng)與浮體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)永磁體相對應(yīng)；④所述的電源為包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用的低壓電源，所述的控制電路為低電壓源低功耗的控制電路。
所述的鐵芯下端具有開口朝下的筒形空腔或凹坑，所述的小型磁感應(yīng)傳感器平放在該筒形空腔或凹坑內(nèi)，該小型磁感應(yīng)傳感器可采用小型線性的磁敏二極管、磁敏三極管、磁敏電阻、霍爾傳感器或霍爾傳感器集成電路元件。
所述的鐵芯為螺絲形，其筒形空腔是鐵螺絲頭下端的凹坑，也可以是鐵螺帽大部分擰入螺桿、小部分尚未擰入而形成的筒形空腔，所述的磁懸浮電磁線圈是選用較粗的導(dǎo)線繞制成圓形低電阻的線圈緊套在該其桿上。
所述的磁懸浮電磁器件的鐵芯為橫臂形，其中心部分有垂直向下的導(dǎo)磁頭，該導(dǎo)磁頭也可以是螺絲形，自中心向外展出多條(≥2)橫臂，每條橫臂各套設(shè)一電磁線圈。
所述的鐵芯和電磁線圈的上端面加設(shè)有增強磁性的鐵片或扁形永磁體，鐵片也可成為鐵質(zhì)鐘罩形上蓋。
所述的旋轉(zhuǎn)傳感器可以采用線性或開關(guān)型磁感應(yīng)傳感器元件或干簧管；所述的旋轉(zhuǎn)電磁線圈應(yīng)采用較細的漆包線密繞而成，該旋轉(zhuǎn)電磁線圈內(nèi)還可加鐵芯或磁芯。
所述的浮體下端的重心線穿過的地方置設(shè)有一個在軸向有二個側(cè)面的豎置的旋轉(zhuǎn)永磁體，相應(yīng)地在架箱體的面板內(nèi)以浮體的重心線的投影為圓心的一圓周上布設(shè)有至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器和至少一個豎放的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，它可以有鐵芯或磁芯，如果旋轉(zhuǎn)傳感器是采用干簧管，應(yīng)予置有一種“磁場環(huán)境”，即是將一小塊永磁體置于干簧管近旁。
所述的浮體下方架箱體的底座臺面內(nèi)的重心線處橫置一個較長形的可以有鐵芯或磁芯的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，它軸向的二個側(cè)面，是對應(yīng)于上方的浮體下部的豎置的永磁體的軸向二個側(cè)面的。
所述的電源是包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用低電壓源，除放置總電壓≥4.5V的電池的電池盒外，還設(shè)有對可充電電池的充電器、斷電保護器、低電壓交直流電源、電源插頭、交直流低壓電源插頭及插座。
磁懸浮主控制電路的構(gòu)成是利用線性霍爾傳感器集成電路元件作磁懸浮磁感應(yīng)主傳感器，該霍爾元件一腳接電源正極，另一腳接電源負極，其輸出端既經(jīng)電阻R1接集成電路IC1的負輸入端，又經(jīng)一電阻R5接集成電路IC3的正輸入端，IC1的正向輸入端經(jīng)電阻R4接電位器W1的中間抽頭，該電位器W1的一端接電源正極，另一端接電源負極，IC1的輸出端經(jīng)電阻R6接IC2的正輸入端，IC2的負輸入端接電阻R7和電阻W2的節(jié)點，R7的另一端接電源正極，W2的另一端接電路負極，IC2的輸出端輸出的PWM信號經(jīng)電阻R8接三極管BG1的基極，其集電極通過磁懸浮電磁線圈L與電源正極相連，其發(fā)射極接電源負極，IC3的輸出端接二極管D1的負極，D1的正極接電阻R6和IC2的正向輸入端的節(jié)點。
所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于①所述的浮體為一輕質(zhì)薄殼地球儀，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊扁圓形釹鐵硼高強永磁體；其下端重心線穿過的地方置設(shè)有一塊豎置的釹鐵硼旋轉(zhuǎn)高強永磁體；②所述的架箱體底座向上彎曲地延伸兩支架，其中一支架支撐一電磁盒，其內(nèi)設(shè)置一螺絲形鐵芯，其螺桿上緊緊地套有一用較粗導(dǎo)線繞制成的扁圓形的低電阻的磁懸浮電磁線圈，該螺絲形鐵芯下端的凹坑內(nèi)平貼設(shè)有一霍爾傳感器集成電路元件，該電磁盒的上蓋是一鐵質(zhì)的鐘罩結(jié)構(gòu)，其下蓋是非磁性材料可用銅或塑料制成的；③所述支架是空心管制成，還設(shè)有一浮體的外圈固定在支架縱向中部的橫環(huán)，形成一框欄結(jié)構(gòu)；它具有裝飾作用，橫環(huán)上可以按置些小型物件；④在所述底座偏離浮體重心線的面板內(nèi)安設(shè)有旋轉(zhuǎn)傳感器和豎立的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，它可以有鐵芯或磁芯。
所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于
①所述的架箱體的底座是一薄型箱體，該箱體上設(shè)有一球門的模型，該球門的橫梁中設(shè)有橫臂形鐵芯，其中心部分有垂直向下的導(dǎo)磁頭，該導(dǎo)磁頭下端的凹坑內(nèi)貼設(shè)有一霍爾傳感器集成電路元件，該導(dǎo)磁頭的頂部還可以加設(shè)有扁形磁鋼，該橫臂形鐵芯自中心延球門向外展出兩橫臂鐵芯，該兩橫臂鐵芯各緊緊地套設(shè)一橫置磁懸浮電磁線圈，在該橫臂鐵芯和電磁線圈的外側(cè)橫端面上還可以加設(shè)有增磁作用的鐵板；②所述浮體是一薄殼型足球模型，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊扁圓形釹鐵硼高強永磁體，其下端重心線穿過的地方置設(shè)有一豎置的釹鐵硼旋轉(zhuǎn)高強永磁體；③在箱體臺面內(nèi)足球重心線穿過的地方橫置一個長形的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，該線圈內(nèi)可以加設(shè)有鐵芯或磁芯，在該旋轉(zhuǎn)電磁線圈的旁側(cè)，設(shè)有旋轉(zhuǎn)磁感應(yīng)傳感器；④在箱體內(nèi)安裝有包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用低電壓源和低功耗控制電路板，電池盒內(nèi)放置總電壓≥4.5V的電池，還設(shè)有充電器及斷電保護器。
本實用新型的技術(shù)效果1.本實用新型將小型的能設(shè)計成在很低的電壓下正常工作的線性磁感應(yīng)傳感器引入了磁懸浮裝置，由于它們具有體積小和優(yōu)良的磁感應(yīng)效率的特性，因而可巧妙地安設(shè)在磁懸浮主結(jié)構(gòu)的電磁器件的鐵芯下端面處或下端部，緊密結(jié)合形成高效饋磁的組合式磁懸浮主結(jié)構(gòu)，特別是安設(shè)在鐵芯的筒形空腔內(nèi)，更能直接、準確、可靠地感知鐵芯下端面與懸浮永磁體之間的距離，可通過控制電路更靈敏感地控制浮體的位置，使浮體的懸浮狀態(tài)更穩(wěn)定；2.由于采用了作為小型線性磁感應(yīng)傳感器的比較理想的霍爾傳感元件平放在鐵芯的筒形空腔內(nèi)，該霍爾元件的上表面朝向鐵芯，下表面朝向下方浮體頂部的磁懸浮永磁體，該霍爾元件工作時，上、下二側(cè)面磁感應(yīng)同時發(fā)生，因而輸出信號是該兩種磁感應(yīng)的綜合作用的結(jié)果，經(jīng)專門設(shè)計的電路放大后，以PWM信號輸向功放管，磁懸浮電磁線圈中的激磁電流呈脈沖波形，則功放管處于“開關(guān)”狀態(tài)，這樣有助于大幅度降低能耗，可以不加用散熱器，也為磁懸浮裝置有效降低能耗、縮小體積和降低成本創(chuàng)造了條件；3.此外，還采取了很多有節(jié)電、降耗的措施，例如浮體采用輕質(zhì)薄殼結(jié)構(gòu)；懸浮永磁體和旋轉(zhuǎn)永磁體都采用釹鐵硼高強永磁體；還在鐵芯和電磁線圈上端加設(shè)有增強磁性的材料或永磁體；旋轉(zhuǎn)電磁線圈內(nèi)加設(shè)鐵芯或磁芯；4.經(jīng)實驗證明，本實用新型的電源有≥4.5V的電池即可對磁懸浮裝置進行低電壓直流供電，工作達幾小時，本實用新型的低電壓源為包括電池盒在內(nèi)的交、直流兩用的低壓電源，內(nèi)置電池充電器、斷電保護，在有交流供電場所，通過插頭插座采用交流供電，使用時，可同時對內(nèi)置充電電池充電，斷電時，又可利用內(nèi)藏的電池快速自動投入供電，本實用新型磁懸浮裝置照樣能正常工作，達到理想效果。


圖1是本實用新型可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型可用電池供電的低電壓源磁懸浮主控電路原理圖。圖中
1-磁懸浮螺絲形鐵芯 2-磁懸浮扁圓形電磁線圈3-鐵罩上蓋 4-下蓋(非鐵磁材料)5-線性霍爾傳感器集成電路件 6-磁懸浮釹鐵硼永磁體7-浮體(地球儀等) 8、8’-空芯管支架9-橫環(huán)10-豎立旋轉(zhuǎn)永磁體 11-旋轉(zhuǎn)傳感器12-豎立旋轉(zhuǎn)電磁線圈13-底座14-橫臂形雙臂鐵芯 15-橫置磁懸浮電磁線圈16-橫臂鐵芯導(dǎo)磁頭 17-鐵皮(板) 18-扁磁鋼19-橫置旋轉(zhuǎn)電磁線圈20-橫置的鐵芯 21-控制電路板22-電池盒 23-電池充電器 24-斷電保護器25-交流低壓電源 26-電源插頭(外電源)27-交流低壓電源插頭 28-交流低壓電源插座 29-球門架30-箱體 31-足球模型浮體 32-電源開關(guān)(2×2)33-電源指示燈 34-工作狀態(tài)指示燈具體實施方式
下面通過實施例及其附圖對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。
本實用新型，一種可用電池供電的低電壓源的磁懸浮裝置，它必須具有低功耗、多功用和便攜式的結(jié)構(gòu)特點，具體地說，該磁懸浮裝置必須解決如下的問題并使之供電電壓要盡可能低些，以減少電池的數(shù)量，減小體積和重量，降低成本；要降低功耗、省電，采用小功率電池也可以使浮體懸浮并繞其重心線而旋轉(zhuǎn)，并理想地運行較長時間。為此，本實用新型采用了高效饋磁的組合式磁懸浮主結(jié)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的磁力高效饋能系統(tǒng)；低電壓控制電路及采用在很低電壓下仍然可以使用的元器件；實現(xiàn)優(yōu)化性能下的多功用性。
首先請參閱圖1，圖1是本實用新型可用電池供電壓源磁懸浮裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本實用新型可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置實施例1的浮體是一個輕質(zhì)薄殼的地球儀7，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊釹鐵硼高強永磁體6作懸浮永磁體，其下端重心線穿過的地方置有一塊豎置的釹鐵硼高強永磁體10作旋轉(zhuǎn)永磁體。
該裝置的底座13向上彎曲地延伸兩支架8、8’，其中一支架8支撐一電磁盒，其內(nèi)設(shè)置一螺絲形鐵芯1，其螺絲桿上緊緊地套有一用較粗導(dǎo)線繞制的扁圓形低電阻線圈作電磁線圈2，該螺絲形鐵芯1的下端的凹坑內(nèi)貼設(shè)一霍爾傳感器集成電路元件5，該電磁盒的上蓋3是鐵質(zhì)的成鐘罩形，其目的是增加鐵芯1的電磁力，其下蓋4是由非磁性材料制成的。
所述支架8、8’是由空心管制成的，并設(shè)有裝飾作用的外圈的一橫環(huán)9，其上可放置小型的車模、玩具、形象品等，在所述底座13的面板內(nèi)，偏離浮體7重心線的地方安置有相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)傳感器11和豎立的旋轉(zhuǎn)電磁線圈12，他們與浮體7或其他浮體下端的豎立的旋轉(zhuǎn)永磁體10間歇地相互作用，推動地球儀7繞重心線為軸而旋轉(zhuǎn)。所述的低電壓源和低電壓低功耗的控制電路都安裝在底座13內(nèi)，圖中未示。
利用線性霍爾傳感器集成電路元件5作磁懸浮感應(yīng)傳感器，它下側(cè)面受下方浮體上端的磁懸浮永磁體的上側(cè)面的磁場感應(yīng)，它上側(cè)面受其上面鐵芯的電磁場的磁感應(yīng)，這二者聯(lián)合作用，所輸出的傳感電壓信號，經(jīng)放大后，形成PWM信號輸向功放管，形成磁懸浮電磁線圈中的脈沖波形激磁電流，而功放管處于“開關(guān)”放大狀態(tài)，顯著地減少了發(fā)熱，因而有效降低了功耗，達到電節(jié)能效果，以上的控制均屬低電壓源和低電壓控制，該磁懸浮主結(jié)構(gòu)的控制電路原理圖如圖3所示，它的工作原理如下該霍爾元件5一腳接電源正極，另一腳接電源負極，其輸出端既經(jīng)電阻R1接集成電路IC1的負輸入端1又經(jīng)一電阻R5接集成電路IC3的正輸入端，IC1的正向輸入端經(jīng)電阻R4接電位器W1的中間抽頭，該電位器W1的一端接電源正極，另一端接電源負極，IC1的輸出端經(jīng)電阻R6接IC2的正輸入端，IC2的負輸入端接電阻R7和電阻W2的節(jié)點，R7的另一端接電源正極，W2的另一端接電路負極，IC2的輸出端輸出的PWM信號經(jīng)電阻R8接三極管BG1的基極，其集電極通過電磁線圈L12與電源正極相連，其發(fā)射極接電源負極，該IC3的輸出端接二極管D1的正極接電阻R6和IC2的正向輸入端的節(jié)點。因PWM信號經(jīng)功放后，在線圈L12中形成脈沖波電流，則功放管處于“開關(guān)”狀態(tài)，降低了熱耗。
圖2是本實用新型裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，是一浮體足球31懸浮在足球球門29之中的模型，它由顯示場景作用的箱體30、球門架29和足球模型31構(gòu)成，箱體30上設(shè)一球門架29，球門架的橫梁中設(shè)有橫臂形鐵芯14，其中心部分有垂直向下的導(dǎo)磁頭16，該導(dǎo)磁頭16下端的凹坑內(nèi)平貼設(shè)一線性霍爾傳感器集成電路元件5，該導(dǎo)磁頭16的頂部可以加設(shè)有增加磁力的扁磁鋼18，該橫臂形鐵芯14自中心沿門架向外伸展兩橫臂鐵芯并且各緊緊地套設(shè)一橫置磁懸浮電磁線圈15，在該電磁線圈15和雙橫臂鐵芯14的外端的橫側(cè)面處還可以加設(shè)有鐵板17，其目的都是為了增加磁力，降低功耗。
為了適應(yīng)低電壓源低功耗的要求，所述浮體足球31采用輕質(zhì)薄殼材料以降低自重。其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊扁圓形釹鐵硼高強永磁體6，其下端重心線穿過的地方置設(shè)有一豎置的釹鐵硼旋轉(zhuǎn)高強永磁體10，同時在箱體30臺面內(nèi)沿足球31重心線穿過的地方橫置一個長形的旋轉(zhuǎn)電磁線圈19，該線圈可以穿設(shè)一鐵芯20，與該旋轉(zhuǎn)電磁線圈19相配用，設(shè)一旋轉(zhuǎn)磁感應(yīng)傳感器11。
所述的旋轉(zhuǎn)磁感應(yīng)傳感器11，可以采用磁感應(yīng)傳感器，如線性磁敏二極管、磁敏三極管、磁敏電阻、霍爾傳感器，所述的旋轉(zhuǎn)電磁線圈19應(yīng)采用較細的漆包線密繞而成。旋轉(zhuǎn)傳感器11受足球浮體31的旋轉(zhuǎn)永磁體10的磁感應(yīng)而發(fā)出有效傳感信號，經(jīng)過電路，給旋轉(zhuǎn)電磁線圈通入電流而發(fā)出電磁場，作用于浮體的旋轉(zhuǎn)永磁體10，產(chǎn)生對浮體足球31的旋轉(zhuǎn)力源。
上述旋轉(zhuǎn)傳感器11如果采用干簧管，則應(yīng)在它的近旁設(shè)置一小塊的永磁體，形成一預(yù)置的“磁場環(huán)境”。
在本實施例2中，標示出在箱體30內(nèi)安裝有包括電池盒22在內(nèi)的交直流兩用低電壓源和低功耗控制電路板21，電池盒22內(nèi)可放置電壓為4.5V的多節(jié)充電電池，還設(shè)有電池充電器23、斷電保護器24、箱體30上設(shè)有電源開關(guān)32、電源指示燈33、裝置工作狀態(tài)指示燈34、交流低壓電源插座28。該裝置還有附件交流低壓電源25，該電源25有外接電源插頭26，可接交流220V或110V，另一端為交流低電源插頭27，插入插座28，即可將交流220V或110V的電源變成交流低電壓(6伏)電源供裝置使用。拔出插頭27可使用內(nèi)置電池供電。
當(dāng)然，電源電路所采用的都是已有的電路，在此不詳加描述。但電路應(yīng)包括
①.整流、濾波、穩(wěn)壓電路，外接的交流低壓電源，經(jīng)全波整流和大容量電容的濾波，成為紋波系數(shù)較低的直流電，再經(jīng)低電壓穩(wěn)壓電路或元件，形成低于4.5V的穩(wěn)壓源。
②.電池充電器、內(nèi)置的充電電路、在使用外界交流電時，所得的直流電、通過充電器自動對充電電池組充電，直至充電完畢、處于“浮充”狀態(tài)，以作為備用。
斷電保護，使用外界交流電時，突然停電，內(nèi)置的控制部件快速將電池供電，避免了中斷運行的弊端，交流電恢復(fù)后，電池停止供電并充電。
上面僅對以地球儀和足球作浮體的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置作了描述。本實用新型可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置的浮體顯然可以是多種多樣的，例如各類球體、廣告展示品、玩具、模型、形象標志品、裝飾工藝品、體育或宗教雕塑造型等等，所用的架箱體也可以是五花八門的，如單邊支架式、雙邊框架式、箱體式等等。
因此本實用新型可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，具有實用、便攜、多功用、高性能等優(yōu)點，有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，包括一設(shè)有磁懸浮永磁體和旋轉(zhuǎn)永磁體的浮體，架箱體，其內(nèi)中按裝了由電磁線圈和鐵芯組成的磁懸浮電磁器件，磁懸浮主傳感器，在架箱體內(nèi)還安裝有至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器、至少一個旋轉(zhuǎn)電磁線圈、電源及控制電路，其特征在于①采用小型線性磁感應(yīng)傳感器作磁懸浮主傳感器，平置于磁懸浮電磁器件的套有電磁線圈的鐵芯的下端面處或下端部，緊密結(jié)合形成高效饋磁的組合式磁懸浮主結(jié)構(gòu)；②所述浮體是輕質(zhì)薄殼體，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊釹鐵硼高強磁懸浮永磁體；③所述浮體內(nèi)壁嵌貼至少一塊旋轉(zhuǎn)永磁體，在架箱體的面板內(nèi)壁安裝有高效饋能的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其包括至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器和至少一個旋轉(zhuǎn)電磁線圈它們均應(yīng)與浮體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)永磁體相對應(yīng)；④所述的電源為包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用的低壓電源，所述的控制電路為低電壓源低功耗的控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的鐵芯下端具有開口朝下的筒形空腔或凹坑，所述的小型磁感應(yīng)傳感器平放在該筒形空腔或凹坑內(nèi)，該小型磁感應(yīng)傳感器可采用小型線性的磁敏二極管、磁敏三極管、磁敏電阻、霍爾傳感器或霍爾傳感器集成電路元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的鐵芯為螺絲形，其筒形空腔是鐵螺絲頭下端的凹坑，也可以是鐵螺帽大部分擰入螺桿、小部分尚未擰入而形成的筒形空腔，所述的磁懸浮電磁線圈是選用較粗的導(dǎo)線繞制成圓形低電阻的線圈緊套在其桿上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的磁懸浮電磁器件的鐵芯為橫臂形，其中心部分有垂直向下的導(dǎo)磁頭，該導(dǎo)磁頭也可以是螺絲形，自中心向外展出多條(≥2)橫臂，每條橫臂各套設(shè)一電磁線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的鐵芯和電磁線圈的上端面加設(shè)有增強磁性的鐵片或扁形永磁體，鐵片也可成為鐵質(zhì)鐘罩形上蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)傳感器可以采用線性或開關(guān)型磁感應(yīng)傳感器元件或干簧管；所述的旋轉(zhuǎn)電磁線圈應(yīng)采用較細的漆包線密繞而成，該旋轉(zhuǎn)電磁線圈內(nèi)還可加鐵芯或磁芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的浮體下端的重心線穿過的地方置設(shè)有一個在軸向有二個側(cè)面的豎置的旋轉(zhuǎn)永磁體，相應(yīng)地在架箱體的面板內(nèi)以浮體的重心線的投影為圓心的一圓周上布設(shè)有至少一個旋轉(zhuǎn)傳感器和至少一個豎放的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，它可以有鐵芯或磁芯，如果旋轉(zhuǎn)傳感器是采用干簧管，應(yīng)予置有一種“磁場環(huán)境”，即是將一小塊永磁體置于干簧管近旁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的浮體下方架箱體的底座臺面內(nèi)的重心線處橫置一個較長形的可以有鐵芯或磁芯的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，它軸向的二個側(cè)面，是對應(yīng)于上方的浮體下部的豎置的永磁體的軸向二個側(cè)面的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于所述的電源是包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用低電壓源，除放置總電壓≥4.5V的電池的電池盒外，還設(shè)有對可充電電池的充電器、斷電保護器、低電壓交直流電源、電源插頭、交直流低壓電源插頭及插座。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于磁懸浮主控制電路的構(gòu)成是利用線性霍爾傳感器集成電路元件作磁懸浮磁感應(yīng)主傳感器，該霍爾元件一腳接電源正極，另一腳接電源負極，其輸出端既經(jīng)電阻R1接集成電路IC1的負輸入端，又經(jīng)一電阻R5接集成電路IC3的正輸入端，IC1的正向輸入端經(jīng)電阻R4接電位器W1的中間抽頭，該電位器W1的一端接電源正極，另一端接電源負極，IC1的輸出端經(jīng)電阻R6接IC2的正輸入端，IC2的負輸入端接電阻R7和電阻W2的節(jié)點，R7的另一端接電源正極，W2的另一端接電路負極，IC2的輸出端輸出的PWM信號經(jīng)電阻R8接三極管BG1的基極，其集電極通過磁懸浮電磁線圈L與電源正極相連，其發(fā)射極接電源負極，IC3的輸出端接二極管D1的負極，D1的正極接電阻R6和IC2的正向輸入端的節(jié)點。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于①所述的浮體為一輕質(zhì)薄殼地球儀，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊扁圓形釹鐵硼高強永磁體；其下端重心線穿過的地方置設(shè)有一塊豎置的釹鐵硼旋轉(zhuǎn)高強永磁體；②所述的架箱體底座向上彎曲地延伸兩支架，其中一支架支撐一電磁盒，其內(nèi)設(shè)置一螺絲形鐵芯，其螺桿上緊緊地套有一用較粗導(dǎo)線繞制成的扁圓形的低電阻的磁懸浮電磁線圈，該螺絲形鐵芯下端的凹坑內(nèi)平貼設(shè)有一霍爾傳感器集成電路元件，該電磁盒的上蓋是一鐵質(zhì)的鐘罩結(jié)構(gòu)，其下蓋是非磁性材料可用銅或塑料制成的；③所述支架是空心管制成，還設(shè)有一浮體的外圈固定在支架縱向中部的橫環(huán)，形成一框欄結(jié)構(gòu)；它具有裝飾作用，橫環(huán)上可以按置些小型物件；④在所述底座偏離浮體重心線的面板內(nèi)安設(shè)有旋轉(zhuǎn)傳感器和豎立的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，它可以有鐵芯或磁芯。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，其特征在于①所述的架箱體的底座是一薄型箱體，該箱體上設(shè)有一球門模型，該球門的橫梁中設(shè)有橫臂形鐵芯，其中心部分有垂直向下的導(dǎo)磁頭，該導(dǎo)磁頭下端的凹坑內(nèi)貼設(shè)有一霍爾傳感器集成電路元件，該導(dǎo)磁頭的頂部還可以加設(shè)有扁形磁鋼，該橫臂形鐵芯自中心延球門向外展出兩橫臂鐵芯，該兩橫臂鐵芯各緊緊地套設(shè)一橫置磁懸浮電磁線圈，在該橫臂鐵芯和電磁線圈的外側(cè)橫端面上還可以加設(shè)有增磁作用的鐵板；②所述浮體是一薄殼型足球模型，其頂端重心線穿過的內(nèi)壁嵌貼有一塊扁圓形釹鐵硼高強永磁體，其下端重心線穿過的地方置設(shè)有一豎置的釹鐵硼旋轉(zhuǎn)高強永磁體；③在箱體臺面內(nèi)足球重心線穿過的地方橫置一個長形的旋轉(zhuǎn)電磁線圈，該線圈內(nèi)可以加設(shè)有鐵芯或磁芯，在該旋轉(zhuǎn)電磁線圈的旁側(cè)，設(shè)有旋轉(zhuǎn)磁感應(yīng)傳感器；④在箱體內(nèi)安裝有包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用低電壓源和低功耗控制電路板，電池盒內(nèi)放置總電壓≥4.5V的電池，還設(shè)有充電器及斷電保護器。
專利摘要一種可用電池供電的低電壓源磁懸浮裝置，包括磁懸浮電磁器件、浮體、傳感器、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、架箱體等，其特點是采用了低電壓控制和低功耗的設(shè)計及相應(yīng)的元器件，并配用了包括電池盒在內(nèi)的交直流兩用的低電壓源，浮體能在空間無支撐地磁懸浮并可自動旋轉(zhuǎn)，在沒有或脫離外界交流電源的情況下，可用自身配備的低電壓電池，也可長時間地穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，還具有對充電電池自動充電、斷電保護等功能，呈現(xiàn)出便攜、多功用和高性能的特點。所適用的浮體多種多樣，如各類球體、廣告展示品、玩具、形象標志品、裝飾藝術(shù)品、雕刻造型等，相應(yīng)的架箱體也可以是多式多樣的。
文檔編號H02N15/00GK2627729SQ0325566
公開日2004年7月21日 申請日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者唐建一 申請人:上海東日旭磁懸浮科技有限公司