CN113507236A - 短路式高度可调磁悬浮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短路式高度可调磁悬浮装置，其包括悬浮底座、可悬浮于所述悬浮底座上方的悬浮浮子；所述磁悬浮装置还包括有导磁件，所述导磁件可用于改变所述悬浮底座周围磁场分布空间中的磁阻，从而改变所述悬浮底座周围磁场的磁感应强度，进而调整所述悬浮浮子的悬浮位置。本发明结构简单、体积小，且可减少对外部环境的磁干扰。

Description

短路式高度可调磁悬浮装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体地涉及一种短路式高度可调磁悬浮装置。

背景技术

磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术，根据磁悬浮磁力作用的方向不同，磁悬浮技术又分为磁吸式磁悬浮和磁斥式磁悬浮。磁悬浮技术的诞生与发展源于人类对交通出行速度的追求，随着磁悬浮技术在交通运输领域的应用日渐成熟，也随着我国科学技术的快速发展，目前磁悬浮技术应用领域越来越广，在日常生活中也可利用磁悬浮原理对一些物体实现无接触悬浮或移动。

目前大部分的磁悬浮装置仅仅能够实现物体在悬浮底座上方固定高度的悬浮，无法驱动物体在工作过程中动态改变悬浮高度，某些产品通过在磁悬浮装置下方安装移动装置，通过移动装置带动磁悬浮装置进行移动，从而带动磁悬浮装置悬浮起来的悬浮体进行移动，但是移动装置本身体积较大一方面会增加产品的整体体积，另一方面会增加产品的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小、磁干扰少的短路式高度可调磁悬浮装置。

本发明公开的一种短路式高度可调磁悬浮装置的技术方案是:

一种短路式高度可调磁悬浮装置，所述磁悬浮装置包括悬浮底座、可悬浮于所述悬浮底座上方的悬浮浮子。

所述磁悬浮装置还包括有导磁件，所述导磁件可用于改变所述悬浮底座周围磁场分布空间中的磁阻，从而改变所述悬浮底座周围磁场的磁感应强度，调整所述悬浮浮子的悬浮位置。

作为优选方案，所述导磁件由高导磁材料制成，所述导磁件可活动地设置于所述悬浮底座周围。

当所述悬浮浮子悬浮于所述悬浮底座上方时，所述导磁件可用于改变所述悬浮底座周围磁场分布空间中的磁阻，从而影响所述悬浮底座周围磁场的磁通密度改变所述悬浮底座周围磁场的磁感应强度导磁件。

作为优选方案，所述悬浮底座包括供磁组件，所述供磁组件由至少一个永磁铁和/或电磁铁构成。

作为优选方案，所述悬浮底座还包括固定座，所述供磁组件的永磁铁和/或电磁铁呈环形或类环形且可活动地设置在所述固定座上。

作为优选方案，所述磁悬浮装置还包括安装于所述固定座上的第一活动装置，所述第一活动装置用于调整所述供磁组件和所述导磁件之间的相对位置关系，从而可使得所述供磁组件周围磁场的磁感线部分或全部经过所述导磁件，进而改变所述供磁组件周围磁场的磁感应强度来调整悬浮位置。

作为优选方案，所述固定座包括上壳、与所述上壳连接固定的下壳，所述上壳开设有至少一条滑行槽。

作为优选方案，所述第一活动装置包括位于所述上壳和下壳之间的可转动的转盘，所述转盘的边缘设置有齿轮槽，所述转盘上开设有至少一条与所述滑行槽对应的活动槽。

作为优选方案，所述第一活动装置还包括有安装于所述上壳上的电机，所述电机的驱动轴上设置有连接齿轮，所述连接齿轮与所述转盘边缘的齿轮槽啮合。

作为优选方案，所述第一活动装置还包括有活动杆，所述活动杆的杆***于所述上壳的滑行槽和所述转盘的移动槽之间，所述活动杆伸出所述上壳的一端固定有所述供磁组件的永磁铁和/或电磁铁。

作为优选方案，所述供磁组件的永磁铁和/或电磁铁的上下两极位置设置有所述导磁件。

本发明提供的磁短式磁悬浮装置，其包括悬浮底座和悬浮浮子，悬浮底座和悬浮浮子之间通过磁场的磁力相斥从而形成悬浮状态，其中悬浮底座上设置有导磁件，导磁件可以改变悬浮底座周围磁场分布空间中的磁阻，引起磁场中部分或全部磁感线的短路，从而改变悬浮底座和悬浮浮子之间磁场的磁通密度，进而改变磁场感应强度，通过磁感应强度的变化可调整悬浮浮子的悬浮位置。本发明通过设置导磁件，无需通过其他复杂的移动结构来带动悬浮底座移动，达到改变悬浮浮子的悬浮位置的目的，可实现变高磁悬浮装置的小型化生产，节省生产成本以及人力物力。并且，本发明提供的磁短是磁悬浮装置可减少对外部环境的磁干扰，提高了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的一种实施例的磁场磁感线分布的示意图。

图2是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的另一种实施例的结构示意图。

图3是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的其他实施例的结构示意图。

图4是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的导磁件的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参考图1，图1是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的一种实施例的磁场磁感线分布的示意图。

在本实施例中，本发明提供了一种短路式高度可调磁悬浮装置，其包括悬浮底座10、可悬浮于所述悬浮底座10上方的悬浮浮子20。

所述磁悬浮装置还包括有导磁件30，所述导磁件30可用于改变所述悬浮底座10周围磁场分布空间中的磁阻，从而改变所述悬浮底座10周围磁场的磁感应强度，进而调整所述悬浮浮子20的悬浮位置。

本实施例提供的磁短式磁悬浮装置，其包括悬浮底座10和悬浮浮子20，悬浮底座10和悬浮浮子20之间通过磁场的磁力相斥从而形成悬浮状态，其中悬浮底座10上设置有导磁件30，导磁件30可以改变悬浮底座周围磁场分布空间中的磁阻，引起磁场中部分或全部磁感线的短路，从而改变悬浮底座10和悬浮浮子20之间磁场的磁通密度，进而改变磁场磁感应强度，通过磁感应强度的变化可调整悬浮浮子20的悬浮位置。本发明通过设置导磁件30，无需通过其他复杂的移动结构来带动悬浮底座10移动，达到改变悬浮浮子20的悬浮位置的目的，可实现磁悬浮装置的小型化生产，节省生产成本以及人力物力。

请参考4，并结合图1，进一步地，所述导磁件30由高导磁材料制成，所述导磁件30可活动地设置于所述悬浮底座10周围。

当所述悬浮浮子20悬浮于所述悬浮底座10上方时，所述导磁件30可用于改变所述悬浮底座周围磁场分布空间中的磁阻，从而影响所述悬浮底座周围磁场的磁通密度改变所述悬浮底座10周围磁场的磁感应强度。

具体地，导磁件30由高导磁材料制成，高导磁材料可以为高导磁软磁体，其具有很高的导磁率，可以起到较好的聚集磁感线的作用，当悬浮底座10周围存在导磁件30时，磁场的磁感线会优先从磁阻较低的位置传导即通过本发明的导磁件30传导，使得导磁件30可以部分或全部短路磁场中的磁感线，因此导磁件30可以改变磁场的磁感线分布改变磁场的磁通密度，从而改变磁场的磁感应强度。可理解地，所述导磁件30呈U型，所述导磁件30设有第一面31、第二面32和第三面33，其中第三面33连接第一面31和第二面32，当第一面、第二面和第三面不同时处于供磁组件12的永磁体和/或电磁铁周围时，短路效果达不到，因此，导磁件30可以设置为：第一面和第三面固定不活动的设置在供磁组件12的永磁铁和/电磁铁的S极或N极附近，当第二面以包括但不限于平移、旋转的方式靠近供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁后进行短路即可。

可理解地，悬浮浮子20受磁场磁斥力作用悬浮于悬浮底座10上，其中，悬浮底座10外部的磁感线路径由N极回到S极，导磁件30采用高导磁材料制作，其磁阻较低，当导磁件30处于磁场中时，悬浮底座10N极出来的磁感线经过导磁件30，磁场的磁感线可部分或全部通过导磁件30，然后回到悬浮底座10的S极。当磁场的磁感线部分通过导磁件30时，磁场的磁感应强度会发生改变，从而可以调整悬浮浮子20的悬浮位置；当磁场的磁感线全部通过导磁件30时，可实现悬浮底座10磁场的全部屏蔽，即悬浮底座10和悬浮浮子20之间无磁场以及用于悬浮悬浮浮子20的磁斥力，无法进行悬浮。

请参考图2，并结合图1，图1是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的一种实施例的磁场磁感线分布的示意图，图2是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的另一种实施例的结构示意图。

在另一种实施例中，在上述实施例的基础上，所述悬浮底座10包括供磁组件12，所述供磁组件12由至少一个永磁铁和/或电磁铁构成。

进一步地，所述悬浮底座10还包括平衡组件14，所述平衡组件14由至少一个电磁铁构成。

进一步地，所述悬浮底座10还包括固定座16，所述供磁组件12的永磁铁和/电磁铁呈环形或类环形且可活动地设置在所述固定座16上。

可理解地，供磁组件12可以为由单个永磁铁和/或电磁铁构成的环形磁铁，还可以为多个永磁铁和/或电磁铁构成的环形磁铁。同样，供磁组件12可以为由单个永磁铁和/或电磁铁构成的类环形磁铁，还可以为多个永磁铁和/或电磁铁构成的类环形磁铁。

可理解地，当供磁组件12为环形磁铁时，可通过设置导磁件30将其改造成类环形磁铁。

进一步地，所述磁悬浮装置还包括安装于所述固定座16上的第一活动装置40，所述第一活动装置40用于调整所述供磁组件12和所述导磁件30之间的相对位置关系，从而可使得所述供磁组件12周围磁场的磁感线部分或全部经过所述导磁件30，进而改变所述供磁组件12周围磁场的磁感应强度来调整悬浮位置。

可理解地，第一活动装置可以简单的为电机，电机驱动供磁组件或导磁件沿着导轨来回移动，从而调整供磁组件和导磁件之间的距离、方位等位置关系。

需要说明的是，本发明提供的短路式高度可调磁悬浮装置有三种设置方式：第一种：供磁组件12固定不可活动，导磁件30不固定可活动；第二种：供磁组件12不固定可活动，导磁件30固定不可活动；第三种：供磁组件12不固定可活动，导磁件30不固定可活动。无论上述哪一种设置方式，均可通过第一活动装置40对供磁组件12和导磁件30之间的距离、方位等位置关系进行调整，第一活动装置40的活动方式包括但不限于平移、旋转和翻转等其他移动方式。

另外，当供磁组件12固定不可活动，导磁件30不固定可活动时，且供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁呈类环型设置时，每个导磁件30对应单个的供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁进行设置，且每个导磁件30的活动单独进行。此时，当其中一个导磁件30对其中一个永磁铁和/或电磁铁进行磁感线短路时，其他的永磁铁和/或电磁铁未被短路，即悬浮浮子在某个方向上受到的悬浮磁力增强或减弱，进而可以实现侧翻。因此，本发明的导磁件30对磁场磁感线进行短路时，可以同时进行也可以单独进行，即，供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁可整体或单个向导磁件30靠近或远离，或导磁件30可整体或单个向供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁靠近或远离。

请参考图3，并结合图1，图1是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的一种实施例的磁场磁感线分布的示意图，图3是本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的其他实施例的结构示意图。

在其他实施例中，在上述实施例的基础上，本发明的短路式高度可调磁悬浮装置的固定座16包括上壳162、与所述上壳162连接固定的下壳164，所述上壳162开设有至少一条滑行槽166。另外，上壳的上方还可覆盖一遮板。

进一步地，所述第一活动装置40包括位于所述上壳162和下壳164之间的可转动的转盘41，所述转盘41的边缘设置有齿轮槽45，所述转盘41上开设有至少一条与所述滑行槽166对应的活动槽46。

进一步地，所述第一活动装置40还包括有安装于所述上壳162上的电机42，所述电机42的驱动轴上设置有连接齿轮43，所述连接齿轮43与所述转盘41边缘的齿轮槽45啮合。

进一步地，所述第一活动装置40还包括有活动杆44，所述活动杆44的杆***于所述上壳162的滑行槽166和所述转盘41的移动槽之间，所述活动杆44伸出所述上壳162的一端固定有所述供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁。

可理解地，上壳162的滑行槽166呈直线型，转盘41的活动槽46呈弧形，当转盘41相对上壳162转动时，活动杆44由于弧形活动槽46的挤压会沿着滑行槽166来回移动。

本实施例提供的短路式高度可调磁悬浮装置，当电机42启动驱动轴开始转动后，位于驱动轴上的连接齿轮43转动带动转盘41转动，转盘41转动后，活动杆44朝向固定座16的中心移动或向外扩散，从而带动位于活动杆44上的永磁铁和/或电磁铁向内聚拢或向外扩散，当供磁组件12的永磁铁和/或电磁铁靠近导磁件30时造成磁场的磁感线短路，从而引起磁场的磁感应强度发生变化，进而改变悬浮浮子20的悬浮位置。

请再次参考图4，在其他实施例中，所述供磁组件的永磁铁和/或电磁铁的上下两极位置设置有导磁件。上述的供磁组件的永磁铁和/或电磁铁的两极位置上均可设置高导磁材料，在侧面无其他高导磁材料靠近时，供磁组件的永磁铁和/或电磁铁上下两层高导磁材料不会对悬浮底座周围磁场产生影响；当侧面具有其他高导磁材料时，通过上述实施例中的导磁件靠近悬浮底座，无需移动很大行程即可实现全部屏蔽磁场导磁件，提高效率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述磁悬浮装置包括悬浮底座(10)、可悬浮于所述悬浮底座(10)上方的悬浮浮子(20)；

所述磁悬浮装置还包括有导磁件(30)，所述导磁件(30)可用于改变所述悬浮底座(10)周围磁场分布空间中的磁阻，从而改变所述悬浮底座(10)周围磁场的磁感应强度，调整所述悬浮浮子(20)的悬浮位置。

2.如权利要求1所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述导磁件(30)由高导磁材料制成，所述导磁件(30)可活动地设置于所述悬浮底座(10)周围；

当所述悬浮浮子(20)悬浮于所述悬浮底座(10)上方时，所述导磁件(30)可用于改变所述悬浮底座(10)周围磁场分布空间中的磁阻，从而影响所述悬浮底座(20)周围磁场的磁通密度改变所述悬浮底座(10)周围磁场的磁感应强度。

3.如权利要求2所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述悬浮底座(10)包括供磁组件(12)，所述供磁组件(12)由至少一个永磁铁和/或电磁铁构成。

4.如权利要求3所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述悬浮底座(10)还包括固定座(16)，所述供磁组件(12)的永磁铁和/或电磁铁呈环形或类环形且可活动地设置在所述固定座(16)上。

5.如权利要求4所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述磁悬浮装置还包括安装于所述固定座(16)上的第一活动装置(40)，所述第一活动装置(40)用于调整所述供磁组件(12)和所述导磁件(30)之间的相对位置关系，从而可使得所述供磁组件(12)周围磁场的磁感线部分或全部经过所述导磁件(30)，进而改变所述供磁组件(12)周围磁场的磁感应强度来调整悬浮位置。

6.如权利要求5所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述固定座(16)包括上壳(162)、与所述上壳(162)连接固定的下壳(164)，所述上壳(162)开设有至少一条滑行槽(166)。

7.如权利要求6所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述第一活动装置(40)包括位于所述上壳(162)和下壳(164)之间的可转动的转盘(41)，所述转盘(41)的边缘设置有齿轮槽(45)，所述转盘(41)上开设有至少一条与所述滑行槽(166)对应的活动槽(46)。

8.如权利要求7所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述第一活动装置(40)还包括有安装于所述上壳(162)上的电机(42)，所述电机(42)的驱动轴上设置有连接齿轮(43)，所述连接齿轮(43)与所述转盘(41)边缘的齿轮槽(45)啮合。

9.如权利要求8所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述第一活动装置(40)还包括有活动杆(44)，所述活动杆(44)的杆***于所述上壳(162)的滑行槽(166)和所述转盘(41)的移动槽之间，所述活动杆(44)伸出所述上壳(162)的一端固定有所述供磁组件(12)的永磁铁和/或电磁铁。

10.如权利要求9所述的短路式高度可调磁悬浮装置，其特征在于：所述供磁组件(12)的永磁铁和/或电磁铁的上下两极位置设置有所述导磁件(30)。

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