專利名稱：一種磁懸浮裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種磁懸浮裝置，特別是涉及一種靠懸浮體上設置的懸浮永磁鐵與懸浮裝置底座上設置的底座永磁鐵之間產生的磁力使懸浮體懸浮的磁懸浮裝置。
背景技術：
現有技術中，在工藝品、禮品上使用的磁懸浮裝置，一般為懸掛式，包括設置在支架上的吸頭和懸浮體，利用位于懸浮體上方的支架上帶電磁鐵的吸頭對內設有磁鐵的懸浮體產生的磁吸力來平衡懸浮體重力，從而達到使懸浮體懸浮的目的。現有技術的缺點是，磁懸浮裝置的結構受到限制，必須設置固定吸頭的支架，特別是用于生產工藝品和禮品。
中國專利公開了專利號為02276298.1名稱為自動平衡式靜態(tài)磁懸浮裝置的實用新型專利，該專利公開的技術方案中，實現的發(fā)明目的是靠懸浮體上設置的懸浮永磁鐵與懸浮裝置底座上設置的底座永磁鐵之間產生的磁力使懸浮體懸浮的磁懸浮裝置。該技術方實現懸浮體上設置的懸浮永磁鐵與懸浮裝置底座上設置的底座永磁鐵之間產生的磁力使懸浮體得到垂直方向的磁力，但是要實現懸浮體在相對底座空中的穩(wěn)定懸浮，懸浮體時刻處于穩(wěn)定的平衡位置是技術關鍵，該技術方案中雖然設置了一個電子式自動平衡控制器，但卻無法對懸浮體水平位置實施控制，其原因分析如下，參看附圖1，懸浮體上設置的懸浮永磁鐵A與懸浮裝置底座上設置的平衡永磁鐵B產生的平衡調整磁力既左邊斜向下的拉力F1和右邊斜向下的拉力F2，分解的水平力FY1和FY2大小相等方向相同，在水平方向被相互抵消，只有FZ1和FZ2在Z軸方向形成的向下合力，水平方向沒有力的存在，所以無法實現懸浮體在水平位置的調整，懸浮體無法在水平方向有準確的位置，懸浮體就不能穩(wěn)定的懸浮，所以該專利的技術方案無法實現其發(fā)明目的。

發(fā)明內容
為克服現有技術，靠懸浮體上設置的懸浮永磁鐵與懸浮裝置底座上設置的底座永磁鐵之間產生的磁力使懸浮體懸浮的磁懸浮裝置，懸浮體無法時刻處于穩(wěn)定懸浮平衡位置的技術不足，本實用新型設計一種磁懸浮裝置，該裝置通過控制電路控制的電磁鐵與懸浮永磁鐵之間的磁力大小和方向的變化實現懸浮體時刻處于穩(wěn)定懸浮平衡位置。
本實用新型實現其發(fā)明目的采取的技術方案是一種磁懸浮裝置，包括帶懸浮永磁鐵的懸浮體、懸浮裝置底座、底座永磁鐵、控制磁鐵和控制電路，懸浮體1上設置的懸浮永磁鐵2，在懸浮體1的兩個不同位置分別設置，懸浮裝置底座3上設置的底座永磁鐵4，在懸浮裝置底座3上與懸浮體1上的每個懸浮永磁鐵2對應成對設置，每對底座永磁鐵4之間具有一定的徑向距離，每個底座永磁鐵4的極性安裝位置應與對應的懸浮永磁鐵2的極性安裝方向相同，懸浮裝置底座3上，在懸浮永磁鐵2的對應位置，設置有由磁性傳感器6和由控制電路控制的兩個水平調整用電磁鐵5，兩個電磁鐵5與懸浮永磁鐵2對應位置，在懸浮永磁鐵2的兩側設置；兩個電磁鐵5與懸浮永磁鐵2的近端為同極性。懸浮體1上設置的懸浮永磁鐵2，在懸浮體1上呈十字四角對稱設置。懸浮體1上設置懸浮永磁鐵2的N極和S極呈垂直方向設置。懸浮裝置底座3上設置底座永磁鐵4的N極和S極呈垂直方向設置?？刂齐娐钒p法電路7、放大電路8、減法電路9和功放電路11、電磁鐵5的線圈10和磁性傳感器6、控制電路和調整用電磁鐵5的電路結構為磁性傳感器6的電壓輸出端與減法電路7的輸入端連接，減法電路7的輸出端與放大電路8的輸入端連接，放大電路8的輸出端與減法電路9的一輸入端連接，減法電路9的另一輸入端連接基準電壓V0，減法電路9的輸出端與功放電路11的壓控電阻12的連接，功放電路11的輸出端與兩個串連的線圈10連接。
本實用新型的有益效果是，控制電路控制的電磁鐵通過與懸浮永磁鐵之間的磁力大小和方向的變化，實施對懸浮體懸浮位置的控制，控制方法簡單，控制準確，懸浮體懸浮自由穩(wěn)定，本實用新型的磁懸浮裝置特別適用于生產工藝品和禮品等使用。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細描述附圖1為中國專利號為02276298.1中，電子式自動平衡控制器，懸浮永磁鐵A與平衡永磁鐵B磁力分解示意圖。
附圖2為本實用新型實施例1示意圖。
附圖3為附圖2A向示意圖。
附圖4為附圖2B向示意圖。
附圖5為本實用新型實施例2示意圖。
附圖6為附圖5C向示意圖。
附圖7為本實用新型水平調整用電磁鐵與懸浮永磁鐵結構和磁力分解示意圖。
附圖8為本實用新型控制電路圖附圖中，1懸浮體、2懸浮永磁鐵、3懸浮裝置底座、4底座永磁鐵、5電磁鐵、6磁性傳感器、7減法電路、8放大電路、9減法電路、10線圈、11功放電路、12壓控電阻。
具體實施方式
參看附圖2、3、4，為使桿狀懸浮體1在懸浮裝置底座3的上空穩(wěn)定懸浮，懸浮體1上設置的懸浮永磁鐵2在懸浮體1的兩個不同位置分別設置，懸浮裝置底座3上設置有底座永磁鐵4，底座永磁鐵4在懸浮裝置底座3上與懸浮體1上的懸浮永磁鐵2對應成對設置，每對底座永磁鐵4之間，具有一定的徑向距離，每個底座永磁鐵4的極性安裝位置應與對應的懸浮永磁鐵2的極性安裝位置相同，本實用新型的技術方案中，懸浮永磁鐵2最少設置兩個或兩個以上，使懸浮體1上兩個或兩個以上不同位置分別產生磁力，滿足懸浮體1可以懸浮的受力條件，由于每對底座永磁鐵4有一定徑向距離，每對底座永磁鐵4與對應的懸浮永磁鐵2之間形成“V”形磁力作用區(qū)，這也限制了懸浮體1在水平面的垂直方向即X軸方向的移動，同時由于有一對底座永磁鐵4與浮永磁鐵2對應，使懸浮體1也不能繞垂直方向即Z軸方向和X軸轉動，此時懸浮體1只能在水平面的水平方向既Y軸方向饒Y軸轉動或Y軸方向軸線移動。底座永磁鐵4與懸浮永磁鐵2同極性的斥力與懸浮體1的重力平衡，使懸浮體1在懸浮裝置底座3的上空，“V”形磁力作用區(qū)內懸浮，為使懸浮體1時刻處于穩(wěn)定懸浮的平衡位置，保證底座永磁鐵4與懸浮永磁鐵2同極性的斥力與懸浮體1的重力平衡，使懸浮體1在懸浮裝置底座3的上空穩(wěn)定懸浮，懸浮體1在垂直方向即Z軸方向有準確位置外，還必須對懸浮體1在Y軸的軸線方向時刻進行位置調節(jié)和控制。
參看附圖7、8，本實用新型對懸浮體1在Y軸的軸線方向時刻進行位置調節(jié)和控制，采用的技術方案是，在懸浮裝置底座3上，懸浮永磁鐵2的對應位置，設置有由磁性傳感器6和由控制電路控制的兩個水平調整用電磁鐵5，兩個電磁鐵5在懸浮永磁鐵2兩側位置設置；兩個電磁鐵5與懸浮永磁鐵2的近端為同極性。
兩個電磁線圈10串聯聯接，通電時兩個電磁線圈10使電磁鐵5上端形成相同極性的磁場，當其作用于懸浮永磁鐵2的兩端時，懸浮永磁鐵2上會受到左邊斜向的推力F1和右邊斜向下的拉力F2，F1可分解為FY1和FZ1，F2可分解為FY2和FZ2，，由附圖7可知，兩垂直方向分力FZ1和FZ2大小相等方向相反，相互抵消，兩個水平方向力FY1，FY2大小相等方向相同，合成后懸浮體1所受的電磁力為純水平方向，其大小為FY1+FY2，從而實現對懸浮體1在Y軸水平移動的控制。改變兩個電磁線圈10的電流方向，電磁鐵5反向移動控制懸浮體1在Y軸水平移動。
本實用新型的控制電路包括減法電路7、放大電路8、減法電路9、功放電路11和線圈10?？刂齐娐?、調整用電磁鐵(5)和兩個磁性傳感器6的電路結構為磁性傳感器6的電壓輸出端與減法電路7的輸入端連接，減法電路7的輸出端與放大電路8的輸入端連接，放大電路8的輸出端與減法電路9的輸入端連接，減法電路9的另一輸入端連接基準電壓V0，減法電路9的輸出端與功放電路11的壓控電阻12的連接，功放電路11的輸出端與兩個串連的線圈10連接。
本實用新型的控制原理和控制過程是，磁性傳感器6，用以感知懸浮體1在Y軸方向的位置信號，進而通過控制電路控制電磁線圈10的磁電流，使電磁鐵5的磁力發(fā)生改變，達到控制懸浮體Y軸方向水平位置的移動。
控制過程如下磁性傳感器6的輸出電壓分別接入信號檢測電路部分的減法電路7的兩個輸入端，磁性傳感器6的輸出電壓值反應了懸浮體1在線圈組10連線方向上，即Y方向的位置，減法電路7的輸出電壓通過放大電路部分8進行放大，再經減法電路9與基準電壓U0進行比較，確定合適的輸出電壓U1，并傳輸到功放電路部分11中。當懸浮體1在線圈10連線方向，即Y方向上的位置與基準電壓U0所表示的基準位置重合時，其輸出電壓U1為零，當懸浮體1的位置偏離基準電壓所示的基準位置時，其輸出電壓U1不為零。該輸出電壓U1改變壓控電阻12的阻值，即改變功放電路部分11的反饋電阻阻值，以增大或減小線圈10的勵磁電流，使電磁鐵5的磁力發(fā)生改變，從而使懸浮體1回到基準位置，達到使懸浮體1穩(wěn)定懸浮的目的。
本實用新型以上實施例實現了桿狀懸浮體1相對的懸浮裝置底座3的穩(wěn)定懸浮的發(fā)明目的，懸浮體1在Y軸方向、Z軸方向和X軸方向有準確的位置，即實現懸浮體1空間三維定位，但懸浮體1可繞Y軸軸線方向，即懸浮體1自身軸線方向轉動。
當懸浮體1為有一定面積的平面形狀時，為限制懸浮體1繞Y軸方向轉動，懸浮體1上設置的懸浮永磁鐵2，在懸浮體1上呈十字四角設置。這樣懸浮體1X軸方向的位置受到限制，使懸浮體1不能繞Y軸軸線方向轉動，同時在X軸軸線上的懸浮永磁鐵2應設置有電磁鐵5，用于懸浮體1在X軸軸線上的位置調節(jié)和控制，平面形狀的懸浮體1相對的懸浮裝置底座3只能穩(wěn)定懸浮。
根據上述技術方案機理，本實用新型在懸浮體1上設置懸浮永磁鐵2的N極或S極和懸浮裝置底座3上設置底座永磁鐵4的N極或S極也可呈垂直方即Z軸方向設置，同樣可實現本實用新型的發(fā)明目的。
權利要求1一種磁懸浮裝置，包括帶懸浮永磁鐵的懸浮體、懸浮裝置底座、底座永磁鐵、控制磁鐵和控制電路，其特征在于A所述的懸浮體(1)上設置的懸浮永磁鐵(2)，在懸浮體(1)的兩個不同位置分別設置；B所述的懸浮裝置底座(3)上設置的底座永磁鐵(4)，在懸浮裝置底座(3)上與懸浮體(1)上的每個懸浮永磁鐵(2)對應成對設置，每對底座永磁鐵(4)之間具有一定的徑向距離，每個底座永磁鐵(4)的極性安裝位置應與對應的懸浮永磁鐵(2)的極性安裝方向相同；C所述的懸浮裝置底座(3)上，在懸浮永磁鐵(2)的對應位置，設置有由磁性傳感器(6)和由控制電路控制的兩個水平調整用電磁鐵(5)，兩個電磁鐵(5)與懸浮永磁鐵(2)對應位置，在懸浮永磁鐵(2)的兩側設置；兩個電磁鐵(5)與懸浮永磁鐵(2)的近端為同極性。
2根據權利要求1所述磁懸浮裝置，其特征在于所述的懸浮體(1)上設置的懸浮永磁鐵(2)，在懸浮體(1)上呈十字四角對稱設置。
3根據權利要求1或2所述的磁懸浮裝置，其特征在于所述的懸浮體(1)上設置懸浮永磁鐵(2)的N極和S極呈垂直方向設置。
4根據權利要求1或2所述磁懸浮裝置，其特征在于所述的懸浮裝置底座(3)上設置底座永磁鐵(4)的N極和S極呈垂直方向設置。
5根據權利要求1或2所述磁懸浮裝置，其特征在于；所述的控制電路包括減法電路(7)、放大電路(8)、減法電路(9)和功放電路(11)、電磁鐵(5)的線圈(10)和磁性傳感器(6)、控制電路和調整用電磁鐵(5)的電路結構為磁性傳感器(6)的電壓輸出端與減法電路(7)的輸入端連接，減法電路(7)的輸出端與放大電路(8)的輸入端連接，放大電路(8)的輸出端與減法電路(9)的一輸入端連接，減法電路(9)的另一輸入端連接基準電壓V0，減法電路(9)的輸出端與功放電路(11)的壓控電阻(12)的連接，功放電路(11)的輸出端與兩個串連的線圈(10)連接。
專利摘要一種磁懸浮裝置，它主要解決通過調整用電磁鐵，調整懸浮體的空間位置，靠懸浮永磁鐵與底座永磁鐵之間產生的磁力使懸浮體穩(wěn)定懸浮的技術問題。它是采用懸浮體上的懸浮永磁鐵與懸浮裝置底座上對應成對設置的底座永磁鐵，產生的磁力使懸浮體相對懸浮裝置底座懸浮上，在懸浮永磁鐵的兩側設置有兩個調整用電磁鐵，兩個調整用電磁鐵與懸浮永磁鐵的近端為同極性。本實用新型的優(yōu)點是，懸浮體在底座的上方靠磁力自由穩(wěn)定懸浮，懸浮體懸浮生動、趣味，特別適用于生產各種工藝品和禮品等使用。
文檔編號H02N15/00GK2927494SQ20062001433
公開日2007年7月25日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權日2006年6月26日
發(fā)明者王曉冰, 李良清 申請人:王曉冰, 李良清