CN221240265U - 磁斥型悬浮装置 - Google Patents

Abstract

磁斥型悬浮装置，包括悬浮器底座和悬浮体，其中悬浮体能够稳定悬浮在底座上方。悬浮体包括：壳体，设置有传动轴以及引导配合部；电机，固定安装在壳体上，用于驱动传动轴旋转；以及磁性件，至少部分由永磁体制成，沿传动轴的轴向方向可线性移位地与传动轴形成配合连接，并且设置有与壳体的引导配合部形成形状配合关系的引导配合部，由此通过传动轴的旋转驱动以及壳体的引导配合部与磁性件的引导配合部的形状配合而沿传动轴的轴向相对壳体线性移位。本实用新型以简单结构可靠实现了悬浮体相对于悬浮器底座的自动上升和/或下降，同时还使得底座仍可保持原有紧凑扁平结构。

Description

磁斥型悬浮装置

技术领域

本实用新型总体涉及一种磁悬浮装置。

背景技术

现有磁悬浮装置通常包括悬浮器和悬浮体，悬浮器一般采用底座或吊架形式，悬浮体可以采用例如地球仪、蓝牙音箱、月球灯、花盆、摆件等各种合适形式。悬浮体相对于悬浮器的悬浮/落地可以通过手动或自动方式进行。CN112228734A、CN112087163A、CN110748563A、CN102315805A、CN102570927A、CN207202600U等等均公开了在磁斥型悬浮装置的悬浮器底座内设置升降机构来实现悬浮体的自动悬浮/落地。在悬浮器底座内设置升降机构必然要遭受空间和成本的双重制约。

在发明人团队之前提出的中国专利申请CN2023103172526中，首次针对悬浮体的结构进行了改进，从而能够实现悬浮体相对于常规悬浮器的自动悬浮。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁斥型悬浮装置，其悬浮体能够利用普通电机实现相对于常规悬浮器的自动悬浮和/或落地。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置包括底座形式的悬浮器和悬浮体，其中悬浮体能够稳定悬浮在底座上方，悬浮体包括：

壳体，设置有传动轴以及引导配合部；

电机，固定安装在壳体上，用于驱动传动轴旋转；以及

磁性件，至少部分由永磁体制成，沿传动轴的轴向方向可线性移位地与传动轴形成配合连接，并且设置有与壳体的引导配合部形成形状配合关系的引导配合部，由此通过传动轴的旋转驱动以及壳体的引导配合部与磁性件的引导配合部的形状配合而沿传动轴的轴向相对壳体线性移位。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置的一个实施例，壳体的引导配合部可以包含螺纹段，磁性件的引导配合部也包含螺纹段，壳体的引导配合部的螺纹段与磁性件的引导配合部的螺纹段形成螺纹配合关系并能够围绕传动轴相对转动，壳体的传动轴与磁性件则是相对不可转动的。

在前述实施例中，壳体的引导配合部的螺纹段与磁性件的引导配合部的螺纹段之一可以具有内螺纹，另一则可以具有外螺纹。例如壳体的引导配合部的螺纹段具有内螺纹，磁性件的引导配合部的螺纹段则具有外螺纹。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置的另一实施例，壳体的引导配合部可以包含线性引导肋和线性引导槽之一，磁性件的引导配合部则包含线性引导肋和线性引导槽之另一，其中引导肋形状配合地接收在引导槽中；传动轴形成有外螺纹部分，磁性件形成有内螺纹部分，二者形成螺纹配合关系并能够相对转动。

悬浮体中的传动轴通常竖向布置。这种情况下，各引导配合部的螺纹段或引导肋/引导槽也分别沿竖向形成。

根据本实用新型，电机具有与传动轴动力连接的旋转输出轴，电机的旋转输出轴与传动轴可以同轴布置或相互垂直布置。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置，悬浮体还可以进一步包括设置在壳体上的上限位开关、下限位开关和控制电路，当磁性件相对壳体移位至最高位置时，控制电路接收来自上限位开关产生的信号并由此控制电机停止运转；当磁性件相对壳体移位至最低位置时，控制电路接收来自下限位开关产生的信号并由此控制电机停止运转。

电机优选使用双向电机，当磁性件相对壳体处于最低位置时控制电路启动电机旋转的方向与当磁性件相对壳体处于最高位置时控制电路启动电机旋转的方向相反。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置，传动轴在旋转过程中穿过磁性件的至少一部分高度或厚度，优选基本穿过其整个高度或厚度。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置，悬浮体可以设计为地球仪、蓝牙音箱、灯具、花盆、摄像头、香薰、超声雾化器或加湿器等。另外，悬浮体的壳体可以为封闭或开放壳体，例如透明或不透明球体或盒体。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置，磁性件至少下部由磁铁制成，也可以整体由磁铁制成。

根据本实用新型的磁斥型悬浮装置，底座上表面可以任选设置有定位突起，悬浮体的壳体的下表面可以任选设置有定位凹口，当壳体居中放置在底座上时，底座的定位突起以形状配合方式临时接收在壳体的定位凹口中。

根据本实用新型的磁悬浮装置，在悬浮器(底座)正常工作且悬浮体相对其处于悬浮状态时，磁性件或其磁铁组件相对于悬浮器的位置是恒定的。也就是说，正常情况下，磁性件或其磁铁组件将相对悬浮器例如底座稳定悬浮在平衡位置。

本实用新型的磁斥型悬浮装置通过在悬浮体内设置可由普通电机驱动的升降机构，从而简单可靠地实现了悬浮体相对于悬浮器底座的自动上升和/或下降。这不但具有极其强烈的视觉冲击效果，由于无需在悬浮器底座内设置升降机构还使得悬浮器底座仍然可保持原有紧凑或小型化的扁平结构。

附图说明

图1为根据本实用新型的一个实施例的磁斥型悬浮装置的剖面示意图；

图2是图1中的悬浮体内部结构透视示意图；

图3是图2所示结构的剖面示意图；

图4则是图3所示结构的分解透视示意图；

图5为图1所示磁斥型悬浮装置处于非悬浮状态的剖面示意图，其中悬浮***于底座上；

图6是图2所示结构的一个变型的剖面示意图；

图7则是图6所示结构的分解透视示意图；

图8为传动轴与磁性件之间的转动连接结构的一个变型的透视示意图；

图9-11为悬浮体分别设计为悬浮花盆、蓝牙音箱和摄像头的透视示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明，本领域技术人员应该理解，实施例和附图只是为了更好地理解本实用新型，并不用来作任何限制。

本实用新型的磁斥型悬浮装置总体包括底座形式的悬浮器(或亦可称作“磁悬浮支持***或机构”)和悬浮体(或亦可称作“待悬浮物”)，悬浮体通过悬浮器可稳定悬浮在空中。这种磁悬浮装置的具体结构和工作原理已为本领域公知技术，为节省篇幅起见在此不再详述；可例如参见CN100544183C、CN105790641B、CN112086312AUS7505243B2等，在此均以参见方式引入其全部内容。悬浮器中设置有磁组件(例如永磁环心磁铁)、传感器(例如霍尔传感器)和控制元件例如电磁线圈等。悬浮体则设置有磁性件例如永磁柱形磁铁。

图1为根据本实用新型的一个实施例的磁斥型悬浮装置的剖面透视示意图，其中悬浮体LO相对于用作悬浮器的底座LB处于完全悬浮状态。所示悬浮体LO具有球形封闭壳体1，壳体1可以形成地球仪或灯罩等。所示壳体1内固定设置有筒体10。筒体10可以与壳体1一体形成，也可以采用任何合适方式与壳体1固定在一起。为简明起见，底座LB中设置的用于支持悬浮体LO悬浮的磁铁、传感器、控制元件等未被具体示出。

图2是去除图1中的底座LB以及悬浮体LO的壳体1的上部后的筒体10及其关联部件的透视示意图，图3是图2所示结构的剖面示意图，图4则是图3所示结构的分解透视示意图。

如图3和4清楚所示，形成有内螺纹11的筒体10上端固定安装有安装座12。普通的双向电机31固定安装在安装座12上，其旋转输出轴32竖直向下伸出并与相对安装座12可转动地设置的传动轴30接合以带动传动轴30一起旋转。旋转输出轴32的下端和传动轴30的上端分别设置有形状对配结构，以使二者同轴且相互不可转动地接合在一起。

磁性件20的外圆周形成有外螺纹21，底部则固定设置有磁铁组件22。磁性件20的外螺纹21与筒体10的内螺纹11形成螺纹配合关系。

磁性件20的中央部分形成有上下贯通的异形通孔23，传动轴30的外轮廓与通孔23形成相应形状配合，使得传动轴30能够驱动磁性件20随其一起转动，同时传动轴30还能够相对磁性件20的通孔23上下移位。这样，当电机31的旋转输出轴32旋转并驱动传动轴30相应转动时，传动轴30也驱动磁性件20相应转动；由于磁性件20的外螺纹21与筒体10的内螺纹11的螺纹配合关系，磁性件20就会在相对于筒体10的转动过程中相对筒体10沿传动轴30方向向上或向下移位，从而实现悬浮体LO的壳体1相对于磁性件20的上下移位。

如图3所示，通孔23还穿过磁铁组件22的整个高度或厚度。这种结构更加有利于增加壳体1相对于磁性件20或磁铁组件22的位移，从而有利于增加悬浮体LO的视觉悬浮高度。当然，磁铁组件22也可以不设置穿孔，或者说通孔23并不穿过磁铁组件22而变成盲孔。

图5为悬浮体LO初始放置在底座LB上时的剖面示意图。底座LB的上表面可以任选设置有定位突起，悬浮体LO下表面则可以任选设置有定位凹口，其中定位突起可以***定位凹口，从而辅助悬浮体LO在底座LB上的初始定中。

如图5所示，当悬浮体LO放置在底座LB上时，通过初始设定或电机31的驱动使磁性件20或其磁铁组件22位于设定悬浮高度，这时由于底座LB的悬浮支持***的实时作用，磁性件20或其磁铁组件22将相对底座LB稳定悬浮在所示平衡位置。接下来，例如通过启动电机31工作，其输出旋转轴32朝一个方向转动，从而驱动传动轴30相应转动，继而又驱动磁性件20相对筒体10转动。由于磁性件20与筒体10的螺纹配合关系，筒体10以及壳体1就会相对于稳定悬浮的磁性件20向上运动并脱离底座LB，直至图1所示悬浮位置。此后，可以控制电机31反向旋转来使壳体1及筒体10下降至期望高度或直至图5所示的初始落地位置。

另外，在壳体1上还可以设置上限位开关、下限位开关和控制电路，当磁性件20相对壳体1移位至最高位置时(对应于图5所示位置)，控制电路接收来自上限位开关产生的信号并由此控制电机31停止运转；当磁性件20相对壳体1移位至最低位置时(对应于图1所示位置)，控制电路接收来自下限位开关产生的信号并由此控制电机31停止运转。

图6是图2所示结构的一个变型的剖面示意图，图7则是图6所示结构的分解透视示意图。

如图6和7清楚所示，圆柱状筒体10’一体形成在悬浮体LO的壳体1的内部，上端固定安装有安装座12。电机31固定安装在安装座12上，其旋转输出轴32竖直向下伸出并与设置有外螺纹的传动轴30’的上端接合以带动传动轴30’一起旋转。传动轴30’的下端任选可旋转地设置在壳体1上。筒体10’的内圆周壁上形成有多个均匀分布的竖向引导肋14。

磁性件20’的外圆周形成多个竖向引导槽24，用于接收筒体10’的内圆周壁上的相应引导肋14。磁性件20’的中央部分形成有竖向通孔23’。通孔23’的至少一部分内周壁上设置有内螺纹，其与传动轴30’的外螺纹形成螺纹配合关系。磁性件20’的底部则固定设置有磁铁组件22。

当电机31的旋转输出轴32旋转并驱动传动轴30’相应转动时，由于引导槽24与引导肋14的配合关系，磁性件20’相对壳体1或筒体10’是不可转动的；但是，由于磁性件20’与传动轴30’的螺纹配合关系，二者是相对可转动的。这样，在传动轴30’转动时，磁性件20’就会围绕传动轴30’沿引导肋14相对于筒体10’上下移位，从而实现悬浮体LO的壳体1相对于磁性件20’或磁铁组件22的上下移位。

在上面所示结构中，电机31的旋转输出轴32与传动轴30同轴接合在一起；但是，电机31的旋转输出轴32也可以通过齿轮传动机构与传动轴30相互垂直地接合在一起。

在图6和7所示变型结构中，传动轴30’与磁性件20’之间的转动连接还可以采用图8所示的往复螺纹结构。如图8所示，传动轴30”的外周设置有左右螺纹和过渡换向部，磁性件20”设置有定位槽26，通过设置在磁性件20”和传动轴30”之间的拨动杆25，可以使传动轴30”的例如顺时针连续转动能够驱动磁性件20”顺时针转动一定范围后再驱动其逆时针转动一定范围；也即是说，传动轴30”的单向连续转动能够使磁性件20”根据需要在双向转动之间进行切换。这种情况下，电机31就可以从双向电机替换为单向电机。

悬浮体LO可以根据需要设计成各种产品。图9所示悬浮体LO具有上部开放的半球状壳体1，其可以用作例如悬浮花盆。图10所示悬浮体LO具有大致球状外壳1，其顶部设置有蓝牙音箱16。图11所示悬浮体LO也具有大致球状外壳1，其中部设置有摄像头17。悬浮体LO内还可以设置有LED光源、超声雾化器、加热器等电器设备，从而还可以被设计为灯具、香薰器、雾化器、加湿器等。

另外，悬浮体LO还可以设置无线或有线充电设备等来为其中的电器设备供电。例如，在采用无线供电的情况下，悬浮体LO内可以设置无线供电接收线圈来与底座LB内设置的无线供电发射线圈相配合。

本领域技术人员应当理解，以上图示实施例仅用于更好地理解本实用新型而非用于任何限制目的。例如，上述方向术语仅针对附图而言。另外，本实用新型的悬浮体LO的壳体1也不局限于这种球壳结构，还可以使用其它形状例如方形盒体或任何其它合适的封闭或半封闭或开放式造型。此外，壳体1可以由透明、半透明或不透明材料制成。

Claims (10)

1.一种磁斥型悬浮装置，包括底座形式的悬浮器和悬浮体，其中悬浮体能够稳定悬浮在底座上方，其特征在于，悬浮体包括：

壳体，设置有传动轴以及引导配合部；

电机，固定安装在壳体上，用于驱动传动轴旋转；以及

磁性件，至少部分由永磁体制成，沿传动轴的轴向方向可线性移位地与传动轴形成配合连接，并且设置有与壳体的引导配合部形成形状配合关系的引导配合部，由此通过传动轴的旋转驱动以及壳体的引导配合部与磁性件的引导配合部的形状配合而沿传动轴的轴向相对壳体线性移位。

2.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，壳体的引导配合部包含螺纹段，磁性件的引导配合部也包含螺纹段，壳体的引导配合部的螺纹段与磁性件的引导配合部的螺纹段形成螺纹配合关系并能够围绕传动轴相对转动，壳体的传动轴与磁性件则是相对不可转动的。

3.根据权利要求2所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，壳体的引导配合部的螺纹段与磁性件的引导配合部的螺纹段之一具有内螺纹，另一则具有外螺纹。

4.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，壳体的引导配合部包含线性引导肋和线性引导槽之一，磁性件的引导配合部则包含线性引导肋和线性引导槽之另一，其中引导肋形状配合地接收在引导槽中；传动轴形成有外螺纹部分，磁性件形成有内螺纹部分，二者形成螺纹配合关系并能够相对转动。

5.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，电机具有与传动轴动力连接的旋转输出轴，电机的旋转输出轴与传动轴同轴布置或相互垂直布置。

6.根据权利要求5所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，电机为双向电机。

7.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，还包括设置在壳体上的上限位开关、下限位开关和控制电路，当磁性件相对壳体移位至最高位置时，控制电路接收来自上限位开关产生的信号并由此控制电机停止运转；当磁性件相对壳体移位至最低位置时，控制电路接收来自下限位开关产生的信号并由此控制电机停止运转。

8.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，传动轴在旋转过程中穿过磁性件的至少一部分高度。

9.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，底座上表面设置有定位突起，悬浮体的壳体的下表面设置有定位凹口，当壳体居中放置在底座上时，底座的定位突起以形状配合方式临时接收在壳体的定位凹口中。

10.根据权利要求1所述的磁斥型悬浮装置，其特征在于，悬浮体设计为地球仪、蓝牙音箱、灯具、花盆、摄像头、香薰、超声雾化器或加湿器。