CN112350614A - 可控旋转的磁吸型磁悬浮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，该可控旋转的磁吸型磁悬浮装置包括磁性基座、磁性悬浮件以及旋转驱动件，其中：磁性悬浮件与磁性基座之间产生磁吸力，而使磁性悬浮件悬浮于磁性基座下方，磁性悬浮件可围绕第一轴线相对磁性基座水平旋转；旋转驱动件位于磁性悬浮件的下侧，且与磁性悬浮件转动连接，旋转驱动件围绕第一轴线相对磁性悬浮件水平转动；旋转驱动件自转，以驱动磁性悬浮件相对磁性基座转动，且磁性悬浮件和旋转驱动件的转向相反。本发明技术方案实现了磁性悬浮件相对磁性底座的可控转动、以及旋转驱动件相对磁性底座的可控转动。

Description

可控旋转的磁吸型磁悬浮装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，特别涉及一种可控旋转的磁吸型磁悬浮装置。

背景技术

目前，随着科学不断发展，磁悬浮技术在逐渐在各个行业得以应用。现有的磁悬浮装置中，当悬浮体悬浮于基座下方时，悬浮体与基座之间的电磁吸力与悬浮体自身重力达到平衡时，实现整个悬浮体的悬浮。由于悬浮体仅受竖直方向的重力和电磁作用力，因此其可以在绕着竖直轴线在水平面内自由转动。然而，悬浮体虽然可以自由旋转，但是并无法对其转动进行控制，进而使得磁悬浮装置的功能有所限制。

因此，亟需一种可以对悬浮体的转动进行控制的磁悬浮装置。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，旨在对磁性悬浮件和旋转驱动件相对磁性基座的转动进行控制。

为实现上述目的，本发明提出的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，包括：

磁性基座；

磁性悬浮件，与所述磁性基座之间产生磁吸力，而使所述磁性悬浮件悬浮于所述磁性基座下方，所述磁性悬浮件可围绕第一轴线相对所述磁性基座水平旋转；以及

旋转驱动件，位于所述磁性悬浮件的下侧，且与所述磁性悬浮件转动连接，所述旋转驱动件围绕所述第一轴线相对所述磁性悬浮件水平转动；

所述旋转驱动件自转，以驱动所述磁性悬浮件相对所述磁性基座转动，且所述磁性悬浮件和所述旋转驱动件的转向相反。

优选地，所述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置还包括一无线供电组件，所述无线供电组件包括：

发射线圈，设于所述磁性基座的下侧面，所述发射线圈与电源电性连接；

接收线圈，设于所述磁性悬浮件的上侧面，所述接收线圈与所述旋转驱动件电性连接，以使所述旋转驱动件通电自转。

优选地，所述旋转驱动件为电机，所述电机的转轴与所述磁性悬浮件固定连接，所述电机的机壳可相对所述磁性悬浮件水平旋转。

优选地，所述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置还包括一旋转控制器，所述旋转控制器用于控制所述电机的转速和/或转向。

优选地，所述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置还包括一用于检测所述磁性悬浮件转速的转速传感器，所述转速传感器与所述旋转控制器电性连接。

优选地，所述磁性悬浮件包括：

安装座，具有朝下开口的安装槽；以及

永磁件，固定于所述安装槽内；

所述接收线圈设于所述安装座的下侧面。

优选地，所述永磁件可拆卸地安装于所述安装槽内。

优选地，所述磁性基座包括基板和设于所述基板下侧的磁性模块，所述磁性模块包括至少一环形永磁体和/或一电磁线圈。

优选地，所述磁性悬浮件呈圆柱状设置，且所述磁性悬浮件的几何轴线与所述第一轴线呈同轴设置。

本发明技术方案采用在磁性悬浮件下侧增设一与磁性悬浮件转动连接的旋转驱动件，磁性悬浮件与旋转驱动件共同悬浮于磁性基座下方，当旋转驱动件相对磁性基座发生相对自转时，磁性悬浮件则根据“角动量守恒定律”而相对磁性基座发生反向转动，如此一来，可以实现磁性悬浮件相对磁性基座的可控转动、以及实现旋转驱动件30相对磁性基座的可控转动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明可控旋转的磁吸型磁悬浮装置一实施例在一视角的结构示意图；

图2为图1中可控旋转的磁吸型磁悬浮装置在另一视角的结构示意图；

图3为图1中可控旋转的磁吸型磁悬浮装置的分解示意图；

图4为图1中磁性悬浮件在一视角的结构示意图；

图5为图1中磁性悬浮件在另一视角的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种可控旋转的磁吸型磁悬浮装置。

在本发明一实施例中，参照图1至图3，该可控旋转的磁吸型磁悬浮装置1包括：

磁性基座10；

磁性悬浮件20，与所述磁性基座10之间产生磁吸力，而使所述磁性悬浮件20悬浮于所述磁性基座10下方，所述磁性悬浮件20可围绕第一轴线相对所述磁性基座10水平旋转；以及

旋转驱动件30，位于所述磁性悬浮件20的下侧，且与所述磁性悬浮件20转动连接，所述旋转驱动件30围绕所述第一轴线相对所述磁性悬浮件20水平转动；

所述旋转驱动件30自转，以驱动所述磁性悬浮件20相对所述磁性基座10转动，且所述磁性悬浮件20和所述旋转驱动件30的转向相反。

具体的，磁性基座10具有磁性，能够在磁性基座10的下方产生磁场，磁性悬浮件20也具有磁性，当磁性悬浮件20位于磁极基座上方磁场的某一特定位置时，磁性悬浮件20与所述磁性基座10之间的磁吸力与磁性悬浮件20的重力达到平衡，从而使得磁性悬浮件20悬浮于磁性基座10的下方。在本实施例中，当磁性悬浮件20悬浮于磁性基座10下方时，磁性悬浮件20可围绕第一轴线相对磁性水平旋转。

为了实现对磁性悬浮件20相对磁性基座10的旋转运动进行控制，本实施例中，在磁性悬浮件20的下侧还转动连接有一旋转驱动件30，其中旋转驱动件30可以相对磁性悬浮件20沿第一轴线方向水平旋转。

需要说明的是，磁性悬浮件20和旋转驱动件30两者均可通过磁性悬浮件20与磁性基座10之间的磁吸力而实现悬浮状态，当处于悬浮状态时，根据“角动量守恒定律”可知：旋转驱动件30和磁性悬浮件20两者中的其中一个相对磁性基座10发生转动时，则另一个会相对磁性基座10发生反向转动。

在本实施例中，旋转驱动件30可自行驱动转动，如此一来，当旋转驱动件30自转时，磁性悬浮件20则根据“角动量守恒定律”而反向转动。例如，当旋转驱动件30相对磁性基座10发生顺时针自转时，则磁性悬浮件20则会相对磁性基座10逆时针转动。

本发明技术方案采用在磁性悬浮件20下侧增设一与磁性悬浮件20转动连接的旋转驱动件30，磁性悬浮件20与旋转驱动件30共同悬浮于磁性基座10下方，当旋转驱动件30相对磁性基座10发生相对自转时，磁性悬浮件20则根据“角动量守恒定律”而相对磁性基座10发生反向转动，如此一来，可以实现磁性悬浮件20相对磁性基座10的可控转动、以及实现旋转驱动件30相对磁性基座10的可控转动。

可以理解的是，上述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置1可以用于展示、展览行业，例如可以将待展示物固定于旋转驱动件30或者磁性悬浮件20上，一方面可以实现待悬浮的“悬空”展示效果，另一方面也从实现待展示物随同旋转驱动件30一起相对磁性基座10转动、或者待展示物随同磁性悬浮件20一起相对磁性基座10转动的效果。

上述旋转驱动件30可以为带有储能装置的旋转装置，通过储能装置向旋转装置提供能量以使得旋转装置自转，例如自身附带有电池的电机，通过电池向电机供电使得电机自转。或者上述旋转驱动件30也可以通过外部其他供电装置进行供电。在本实施例中，该旋转驱动件30优选采用外部供电装置进行供电，以实现旋转驱动件30通电自转，具体结构如下：

继续参照图2与图3，可控旋转的磁吸型磁悬浮装置1还包括一无线供电组件40，无线供电组件40包括发射线圈410、接收线圈420，其中：发射线圈410设于磁性基座10的下侧面，发射线圈410与电源电性连接；接收线圈420设于磁性悬浮件20的上侧面，接收线圈420与旋转驱动件30电性连接，以使旋转驱动件30通电自转。该旋转驱动件30优选为电机，电机的转轴320与磁性悬浮件20固定连接，电机的机壳310可相对磁性悬浮件20水平旋转。当电机通电转动时，电机的机壳310开始旋转，则磁性悬浮件20根据“角动量守恒定律”也开始旋转且旋转方向与机壳310的转向相反。

进一步地，在本实施例中，上述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置1还包括一旋转控制器，旋转控制器用于控制电机的转速和/或转向。可以理解的是，通过旋转控制器对电机的转动状态进行控制(例如加速旋转、减速旋转、反向旋转等)，从而实现旋转驱动件30具有不同的转动状态，如此，根据“角动量守恒定律”，也可以实现对磁性悬浮件20的转动状态进行控制。例如，当电机转动时，电机的机壳310相对磁性基座10顺时针旋转，而磁性悬浮件20则会逆时针转动，通过旋转控制器增大电机的转速，从而可增大电机机壳310相对磁性基座10的转动速度，此时，磁性悬浮件20相对磁性基座10的转速也会增大，从而控制旋转驱动件30和磁性悬浮件20实现加速旋转的效果。同理，通过旋转控制器减小电机的转速，也可实现控制旋转驱动件30和磁性悬浮件20减速旋转的效果；同样的，通过旋转控制器改变电机的转向，从而也可调整电机的机壳310相对磁性基座10的转动方向、以及磁性悬浮件20相对磁性基座10的转动方向。

在磁性悬浮件20和电机的机壳310转动过程中，由于存在空气摩擦阻力，磁性悬浮件20和电机的机壳310在达到额定转速运行一段时间后，会存在一定的降低现象，为了实现磁性悬浮件20和电机的机壳310保持恒定转速旋转的效果，本实施例中，该可控旋转的磁吸型磁悬浮装置1还包括一用于检测磁性悬浮件20转速的转速传感器，转速传感器与旋转控制器电性连接，当转速传感器检测到磁性悬浮件20的转速降低时，则向旋转控制器反馈一电信号，旋转控制器则控制电机加速转动，以实现对磁性悬浮件20的转动状态实时监控，对磁性悬浮件20和电机的机壳310转动进行一定的补偿，进而实现维持磁性悬浮件20和电机的机壳310恒定转速的旋转效果。

参照图3至图5，在本实施例中，上述磁性悬浮件20包括安装座210和永磁件220，其中：安装座210具有朝下开口的安装槽211；永磁件220固定于所述安装槽211内；接收线圈420设于安装座210的下侧面。如此一来，可以便于磁性悬浮件20的装配。该永磁件220可以采用胶粘方式固定于安装槽211内，或者，永磁件220采用卡扣、过盈配合等方式可拆卸地固定于安装槽211内。

进一步地，上述磁性基座10包括基板120和设于基板120上的磁性模块110，磁性模块110包括至少一环形永磁体和/或一电磁线圈。其中磁性基座10的磁性来源于磁性模块110，该磁性模块110可以产生悬浮上述磁性悬浮件20的磁场。

在本实施例中，上述磁性悬浮件20优选呈圆柱状设置，且磁性悬浮件20的几何轴线与第一轴线呈同轴设置。如此一来，磁性悬浮件20在围绕第一轴线转动时更加平稳，可利于增加本可控旋转的磁吸型磁悬浮装置1的转动平稳性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，包括：

磁性基座；

磁性悬浮件，与所述磁性基座之间产生磁吸力，而使所述磁性悬浮件悬浮于所述磁性基座下方，所述磁性悬浮件可围绕第一轴线相对所述磁性基座水平旋转；以及

旋转驱动件，位于所述磁性悬浮件的下侧，且与所述磁性悬浮件转动连接，所述旋转驱动件围绕所述第一轴线相对所述磁性悬浮件水平转动；

所述旋转驱动件自转，以驱动所述磁性悬浮件相对所述磁性基座转动，且所述磁性悬浮件和所述旋转驱动件的转向相反。

2.如权利要求1所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置还包括一无线供电组件，所述无线供电组件包括：

发射线圈，设于所述磁性基座的下侧面，所述发射线圈与电源电性连接；

接收线圈，设于所述磁性悬浮件的上侧面，所述接收线圈与所述旋转驱动件电性连接，以使所述旋转驱动件通电自转。

3.如权利要求2所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述旋转驱动件为电机，所述电机的转轴与所述磁性悬浮件固定连接，所述电机的机壳可相对所述磁性悬浮件水平旋转。

4.如权利要求3所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置还包括一旋转控制器，所述旋转控制器用于控制所述电机的转速和/或转向。

5.如权利要求4所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述可控旋转的磁吸型磁悬浮装置还包括一用于检测所述磁性悬浮件转速的转速传感器，所述转速传感器与所述旋转控制器电性连接。

6.如权利要求2所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述磁性悬浮件包括：

安装座，具有朝下开口的安装槽；以及

永磁件，固定于所述安装槽内；

所述接收线圈设于所述安装座的下侧面。

7.如权利要求6所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述永磁件可拆卸地安装于所述安装槽内。

8.如权利要求1所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述磁性基座包括基板和设于所述基板下侧的磁性模块，所述磁性模块包括至少一环形永磁体和/或一电磁线圈。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的可控旋转的磁吸型磁悬浮装置，其特征在于，所述磁性悬浮件呈圆柱状设置，且所述磁性悬浮件的几何轴线与所述第一轴线呈同轴设置。

Images