出軸17固定連接。升降管11的上端通過托盤或托架12支撐磁懸浮機(jī)構(gòu)4。升降管11的內(nèi)壁通過內(nèi)螺紋14與螺桿13連接，升降管11的外壁與豎直導(dǎo)軌15滑動連接。升降管11相對于豎直導(dǎo)軌15能夠上下滑動但不能轉(zhuǎn)動，例如在導(dǎo)軌15上設(shè)置有豎直定位槽，升降管11外壁上設(shè)置有定位銷，定位銷在定位槽內(nèi)只能豎向運(yùn)動但不能轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機(jī)16工作時(shí)，螺桿13驅(qū)動升降管11沿豎直導(dǎo)軌15做升降運(yùn)動從而帶動磁懸浮機(jī)構(gòu)4做升降運(yùn)動。
[0032]磁懸浮基座3與懸浮體I分別設(shè)置有可相互配合(或接合)的臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)，以在懸浮體I位于磁懸浮基座上3時(shí)并且在磁懸浮機(jī)構(gòu)4上升過程中懸浮體I處于懸浮臨界點(diǎn)時(shí)防止懸浮體I產(chǎn)生過度水平偏移而導(dǎo)致懸浮體I無法正常懸浮在磁懸浮基座3上方。在圖3示出的實(shí)施例中，臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在磁懸浮基座3上表面的接合凸起6和設(shè)置在懸浮體I下表面的接合凹槽7。在其它實(shí)施例中，也可以通過在懸浮體I下表面設(shè)置接合凸起、在磁懸浮基座3上表面設(shè)置接合凹槽來形成臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)。在圖3示出的臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)中，接合凸起6優(yōu)選具有圓錐形的外形，圓錐的直徑可以為3-10mm，高度為3_5mm ;與其配合的接合凹槽7具有相應(yīng)尺寸的圓錐形配合面。接合凸起6與接合凹槽7之間光滑接觸。
[0033]在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，雖然沒有進(jìn)行圖示，但是臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)也可以采用下述結(jié)構(gòu):磁懸浮基座3頂面上形成(或具有)接合凹陷，其對應(yīng)于懸浮體I自身所具有的外輪廓，從而懸浮體I能夠以水平移動受限的方式接收在接合凹陷中。例如，磁懸浮基座3頂面具有圓柱狀凹陷或凹槽，懸浮體I則為相應(yīng)的半徑稍小的圓柱狀。
[0034]圖4為懸浮體I自動懸浮過程示意圖，圖4(a)為初始狀態(tài)，磁懸浮機(jī)構(gòu)4處于低位，懸浮體I通過上述臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)的配合而處于磁懸浮基座3上的初始位置。此時(shí)，磁懸浮機(jī)構(gòu)4與懸浮體I之間的磁斥力小于懸浮體I的重力，設(shè)置在磁懸浮機(jī)構(gòu)4內(nèi)的水平電磁控制系統(tǒng)不工作。開啟電機(jī)16，升降管11向上運(yùn)動使得磁懸浮機(jī)構(gòu)4向上運(yùn)動，磁懸浮機(jī)構(gòu)4與懸浮體I之間的磁斥力逐漸增加。圖4(b)為臨界狀態(tài)，也即磁斥力開始等于懸浮體I的重力時(shí)，懸浮體I與磁懸浮基座3的摩擦力為零。此時(shí)，雖然水平電磁控制系統(tǒng)可以啟動工作，但由于懸浮系統(tǒng)自身的不對稱性誤差所造成的水平分力的影響，仍然會使懸浮體I迅速偏離中心點(diǎn)而難以控制。本實(shí)用新型的臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)的主要作用就是輔助平衡懸浮體I的自動懸浮，防止其自動懸浮過程中在臨界狀態(tài)時(shí)發(fā)生過度水平偏移。隨著懸浮體I的向上浮起，臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)彼此脫離接合，水平電磁控制系統(tǒng)開始正常工作。圖4 (c)為懸浮狀態(tài)，此時(shí)，磁懸浮機(jī)構(gòu)4處于高位，懸浮體I處于磁懸浮機(jī)構(gòu)4上方預(yù)定距離處的懸浮位置，電機(jī)16停止工作。此時(shí)，磁斥力等于懸浮體I的重力，水平電磁控制系統(tǒng)正常工作，相對于磁懸浮機(jī)構(gòu)4，懸浮體I不會發(fā)生水平方向上的過度偏移，懸浮體I處于穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。
[0035]通過上述升降管11的上升運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)了懸浮體I從初始位置自動懸浮到懸浮位置。并且在臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)的過渡作用下，能夠有效克服懸浮臨界狀態(tài)時(shí)懸浮體I在水平方向上的振蕩偏移。與上述過程相反，當(dāng)升降管11向下運(yùn)動時(shí)，磁懸浮機(jī)構(gòu)4從高位往低位運(yùn)動。磁懸浮機(jī)構(gòu)4與懸浮體I之間的磁斥力減小，懸浮體I在重力的作用下逐漸下落，最終實(shí)現(xiàn)懸浮體I從懸浮位置自動返回到初始位置。
[0036]在本實(shí)用新型的某些實(shí)施例中，移動式磁懸浮裝置還可以包括控制器，與各移位機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)連接，用來控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。控制器還可以集成有磁懸浮控制電路或控制開關(guān)，用來控制磁懸浮機(jī)構(gòu)4內(nèi)的水平電磁控制系統(tǒng)工作。
[0037]在本實(shí)用新型的某些實(shí)施例中，自動磁懸浮裝置還可以包括限位機(jī)構(gòu)，用來對移位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動進(jìn)行限位。限位機(jī)構(gòu)可以是設(shè)置在磁懸浮基座3上的限位擋塊，限位擋塊可以設(shè)置有觸點(diǎn)開關(guān)，觸點(diǎn)開關(guān)與控制器連接，當(dāng)移位機(jī)構(gòu)與限位擋塊抵接時(shí)，觸點(diǎn)開關(guān)能夠發(fā)送電信號給控制器，控制器自動停止驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行。
[0038]在本實(shí)用新型的磁懸浮裝置中，懸浮體I可以制成各種日用品、裝飾品或玩具等，例如可以是燈具、音箱、地球儀、陀螺、相框、茶具等等。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，本實(shí)用新型的移動式磁懸浮裝置中的磁懸浮基座3優(yōu)選具有封閉殼體，磁懸浮機(jī)構(gòu)4和移位機(jī)構(gòu)都設(shè)置在封閉殼體內(nèi)，只將懸浮體I設(shè)置在封閉殼體外。從而在磁懸浮裝置工作過程中，通過控制器從外面自動控制位于封閉殼體內(nèi)的移位機(jī)構(gòu)和磁懸浮機(jī)構(gòu)4，人們從外面只會看到懸浮體I自動按預(yù)定軌跡進(jìn)行運(yùn)動。
[0039]下面介紹本實(shí)用新型的磁懸浮裝置應(yīng)用在茶藝演示領(lǐng)域的一個(gè)具體實(shí)例。將茶杯制成懸浮體，觀賞者面前的桌子制成支架，支架內(nèi)設(shè)置有磁懸浮基座和移位機(jī)構(gòu)(外界不可視)，控制器設(shè)置在演示者一側(cè)。當(dāng)演示者向茶杯內(nèi)沏好茶水后，啟動控制器。先啟動豎直分量移位機(jī)構(gòu)，茶杯從桌面自動漂浮到空中。再啟動水平分量移位機(jī)構(gòu)，茶杯自動漂移到觀賞者面前。觀賞中從空中拿起茶杯進(jìn)行品嘗。通過該演示過程，能夠給觀賞者以神奇的美妙體驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動式磁懸浮裝置，其特征在于，包括: 具有磁體的懸浮體；以及 磁懸浮基座，包含: 磁懸浮機(jī)構(gòu)，用于將懸浮體懸浮于其上方預(yù)定距離處；以及 移位機(jī)構(gòu)，用于移位磁懸浮機(jī)構(gòu)從而使處于懸浮狀態(tài)的懸浮體發(fā)生相應(yīng)位移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，移位機(jī)構(gòu)包括: 水平分量移位機(jī)構(gòu)，用于使磁懸浮機(jī)構(gòu)沿水平方向產(chǎn)生位移。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，移位機(jī)構(gòu)包括: 豎直分量移位機(jī)構(gòu)，用于使磁懸浮機(jī)構(gòu)沿豎直方向產(chǎn)生位移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，磁懸浮基座具有第一臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)，懸浮體具有第二臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)，第一臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)與第二臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成相互配合以在懸浮體位于磁懸浮基座上時(shí)并且在磁懸浮機(jī)構(gòu)上升過程中懸浮體處于懸浮臨界點(diǎn)時(shí)防止懸浮體產(chǎn)生過度水平偏移而導(dǎo)致懸浮體無法正常懸浮。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮裝置，其特征在于，第一臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)為磁懸浮基座頂面上設(shè)置的接合凸起，第二臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)為懸浮體的懸浮底面上設(shè)置的接合凹槽，接合凹槽用于接收接合凸起。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁懸浮裝置，其特征在于，接合凸起為圓錐狀或截頭圓錐狀，接合凹槽具有相應(yīng)的圓錐狀或截頭圓錐狀。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮裝置，其特征在于，第一臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)為磁懸浮基座頂面上所形成的接合凹陷，第二臨界防水平偏移機(jī)構(gòu)則由懸浮體自身所具有的外輪廓構(gòu)成，從而懸浮體能夠以水平移動受限的方式接收在接合凹陷中。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，移位機(jī)構(gòu)為運(yùn)送小車，磁懸浮機(jī)構(gòu)由運(yùn)送小車攜載。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，移位機(jī)構(gòu)為具有設(shè)定路徑的導(dǎo)軌裝置，用于使磁懸浮機(jī)構(gòu)沿其設(shè)定路徑移位。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，還包括控制器，用于控制移位機(jī)構(gòu)。
【專利摘要】移動式磁懸浮裝置，包括：具有磁體的懸浮體；以及磁懸浮基座，其中磁懸浮基座包含：磁懸浮機(jī)構(gòu)，用于將懸浮體懸浮于其上方預(yù)定距離處；以及移位機(jī)構(gòu)，用于移位磁懸浮機(jī)構(gòu)從而使處于懸浮狀態(tài)的懸浮體發(fā)生相應(yīng)位移。通過本實(shí)用新型的移動式磁懸浮裝置，懸浮體能夠按照預(yù)定軌跡在空中移動，能夠大大拓展磁懸浮裝置的應(yīng)用領(lǐng)域。
【IPC分類】H02N15/00
【公開號】CN204835984
【申請?zhí)枴緾N201520417115
【發(fā)明人】王云川, 李才力, 李良清, 王曉冰
【申請人】肇慶市衡藝實(shí)業(yè)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月16日