專利名稱：一種磁懸浮裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁懸浮裝置，具體涉及一種聚磁型的磁懸浮裝置。
背景技術：
所謂磁懸浮，就是一個帶磁性的物體懸浮在另一個帶磁性的物體上，利用可以改變磁場強弱以及方向的電磁鐵來控制懸浮物體的運動。磁懸浮裝置一般包括基座和懸浮體，基座內設置有電磁鐵，懸浮體內設置有永磁鐵，電磁體對懸浮體產生排斥力來平衡懸浮體的重力，從而使懸浮體懸浮在半空。市場上已經有按照上述磁懸浮裝置的模式制作成的磁懸浮玩具，如磁懸浮陀螺、 磁懸浮地球儀等，這些磁懸浮玩具很受歡迎，但本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中的磁懸浮裝置存在如下問題(1)產品只能在產品基座水平放置時懸浮體才能做懸浮動作，且對基座的水平程度要求很高，很難對產品進行全方位的推廣。( 操作不便，現(xiàn)有的磁懸浮產品在放置懸浮體的時候很難找到正確的預定位置。( 性能不穩(wěn)定，現(xiàn)有的設計中這兩個帶磁性的物體無法自身彌補其生產過程中產生一些問題，比如磁場不均或是某一個小面積缺磁，這兩個帶磁性的物體在整個裝置中是關鍵部件，其本身的缺陷就會給裝置帶來不穩(wěn)定因素。(4)另外這個控制懸浮體運動的電磁鐵，如果使用傳統(tǒng)的方法制作出來的電磁鐵其能產生的磁場是有限的，這樣導致的結果會是這個電磁鐵對于某些磁性較弱的懸浮體就不產生作用力，或是作用力很小，所以很所產品在工作的時候懸浮體很容易被一些很輕微的外力所擊落。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種磁懸浮裝置，所述磁懸浮裝置中的懸浮體當基座處于各種方向時，都能平穩(wěn)的懸浮于所述基座的前方。本發(fā)明提供的技術方案如下一種磁懸浮裝置，包括基座和懸浮體，所述基座包括第一導磁體，永磁磁環(huán)，所述永磁磁環(huán)吸附在所述第一導磁體上，所述懸浮體包括第二導磁體和永磁鐵，所述永磁鐵吸附在所述第二導磁體上，所述永磁磁環(huán)的中心磁極和所述永磁鐵的相對面磁極相同。優(yōu)選地，所述基座還包括電磁鐵和聚磁片，所述聚磁片安裝在所述電磁鐵上背向所述懸浮體的一側，所述聚磁片的數量與所述電磁鐵的數量相同。優(yōu)選地，所述基座還包括線路板，霍爾傳感器支架和用于感應所述懸浮體位置變化的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器安裝在所述霍爾傳感器支架上，所述霍爾傳感器支架安裝在所述線路板上。優(yōu)選地，所述電磁鐵有四個，所述四個電磁鐵以十字狀內置于永磁磁環(huán)內，水平軸上的兩個電磁鐵串聯(lián)，豎直軸上的兩個電磁鐵串聯(lián)。優(yōu)選地，所述霍爾傳感器支架沿水平軸和豎直軸方向設置，所述霍爾傳感器有三個，分別為第一霍爾傳感器，第二霍爾傳感器和第三霍爾傳感器，所述第一霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架正上面，所述第二霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架水平軸方向，所述第三霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架豎直軸方向。優(yōu)選地，所述線路板安裝在所述第一導磁體上，所述線路板上設置有放大電路，比較電路和電磁鐵驅動電路，所述霍爾傳感器將收集到的懸浮體的位置變化信號傳遞給所述放大電路進行信號放大，所述放大后的信號通過所述比較電路進行比較，由所述比較電路的比較結果確定是否觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路，以使所述電磁鐵驅動電路控制所述電磁鐵的磁場方向。優(yōu)選地，當所述懸浮體位置發(fā)生變化時，所述霍爾傳感器產生微小的變化電壓信號，所述霍爾傳感器將所述微小的變化電壓信號傳遞給所述信號放大電路進行放大成為放大電壓信號。優(yōu)選地，所述比較電路包括第一比較器和第二比較器，所述放大電壓信號信號輸入到所述第一比較器和所述第二比較器，所述放大電壓信號與所述第一比較器的第一比較電壓比較后，輸出第一比較結果，所述放大電壓信號與所述第二比較器的第二比較電壓比較后，輸出第二比較結果，當所述第一比較結果和所述第二比較結果相同時，不觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路，當所述第一比較結果和所述第二比較結果不相同時，觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路。優(yōu)選地，當所述第一比較結果和所述第二比較結果不相同時，分別觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路中的對應電路，在所述電磁鐵驅動電路中產生由驅動電流，所述驅動電流流入所述電磁鐵，使所述電磁鐵產生磁場，使所述電磁鐵控制所述懸浮體。本發(fā)明實施例提供的磁懸浮裝置，包括基座和懸浮體，所述基座包括第一導磁體， 永磁磁環(huán)，所述永磁磁環(huán)吸附在所述第一導磁體上，所述懸浮體包括第二導磁體和永磁鐵， 所述永磁鐵吸附在所述第二導磁體上，所述永磁磁環(huán)的中心磁極和所述永磁鐵的相對面磁極相同。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例提供的磁懸浮裝置，當基座處于各種方向時，所述懸浮體都能平穩(wěn)的懸浮在所述基座的前方。


圖1是本發(fā)明實施例中基座水平放置時磁懸浮裝置的側視圖2是本發(fā)明實施例中基座懸掛放置時磁懸浮裝置的側視圖3是本發(fā)明實施例中基座豎直放置時磁懸浮裝置的側視圖4是本發(fā)明實施例中基座的俯視圖5是沒貼聚磁片的磁力線分部示意圖6是貼了聚磁片的磁力線分部示意圖7是本發(fā)明實施例中磁懸浮裝置的俯視圖8是本發(fā)明實施例中磁懸浮裝置的電路模塊圖9是本發(fā)明實施例中磁懸浮裝置的電路圖10是本發(fā)明實施例中一懸浮體移動實施例示意圖11是本發(fā)明實施例中另一懸浮體移動實施例示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例提供一種磁懸浮裝置，所述磁懸浮裝置中的懸浮體當基座處于各種方向時，都能懸浮于所述基座的前方。以下進行詳細說明。參閱圖1 3，本發(fā)明實施例中的磁懸浮裝置包括基座10、懸浮體20和電源30， 基座10包括第一導磁體101，永磁磁環(huán)102，永磁磁環(huán)102吸附在第一導磁體101上，第一導磁體101可使永磁磁環(huán)102的磁場均勻分布，懸浮體20包括第二導磁體201和永磁鐵 202，永磁鐵202吸附在第二導磁體201上，第二導磁體201可使永磁鐵202的磁場均勻分布，永磁磁環(huán)102的中心磁極和永磁鐵202的相對面磁極相同，當永磁磁環(huán)102的中心是N 極，外沿是S極時，永磁鐵202的相對于永磁磁環(huán)102這一面的磁極就是N極，吸附在第二導磁體201那一面的磁極就是S極，根據磁場同名相斥異名相吸的原理，永磁磁環(huán)102的中心磁場排斥永磁鐵202，使懸浮體20與基座保持一定的距離，產生懸空的效果，如圖2所示， 當基座倒放時，永磁磁環(huán)102的兩端磁場與永磁鐵202靠近永磁磁環(huán)102這一側的磁場相吸引，使懸浮體不會墜落，如圖3所示，當基座豎直放置時，永磁磁環(huán)102的兩端磁場與永磁鐵202靠近永磁磁環(huán)102這一側的磁場相吸引，使懸浮體懸浮在空中。本發(fā)明實施例提供的磁懸浮裝置，與現(xiàn)有技術中基座只能水平放置相比，基座可以任意方向放置，所述磁懸浮裝置中的懸浮體當基座處于各種方向時，都能懸浮于所述基座的前方，提高了磁懸浮裝置的使用靈活性。參閱圖4，在上述實施例的基礎上，本發(fā)明提供的磁懸浮裝置中的基座10還包括電磁鐵103和聚磁片(圖中未畫出)，聚磁片安裝在所述電磁鐵103上背向懸浮體20的一側，聚磁片的數量與所述電磁鐵103的數量相同，每個電磁鐵103上都貼有一個聚磁片，聚磁片可以改變電磁鐵的磁場分部，參閱圖5和圖6，圖5是沒貼聚磁片時電磁鐵通電后的磁場分部示意圖，圖6是貼了聚磁片后電磁鐵103通電后的磁場分部示意圖，明顯看出電磁鐵103貼了聚磁片可以使磁場匯聚到一個方向上。如圖4中所示，基座10中還包括線路板 (圖中未畫出)，霍爾傳感器支架107和用于感應所述懸浮體位置變化的霍爾傳感器108，霍爾傳感器支架107是不會被磁化的，霍爾傳感器108能夠感應到懸浮體的移動，當懸浮體的位置有偏移時，霍爾傳感器108就會因磁場的變化產生微小的變化電壓，霍爾傳感器108安裝在霍爾傳感器支架107上，霍爾傳感器支架107安裝在線路板上，當霍爾傳感器產生微小的變化電壓后，線路板上的電路就會根據該微小的變化電壓啟動驅動電路，驅動電路中的電流流過電磁鐵103，使電磁鐵產生反方向的電磁場，使懸浮體回到原來的位置。以圖4為例，詳細說明因懸浮體20移動后，基座中電磁鐵103及線路板中電路的工作過程電磁鐵103有四個，四個電磁鐵103以十字狀內置于永磁磁環(huán)102內，水平軸上的兩個電磁鐵串聯(lián)，豎直軸上的兩個電磁鐵串聯(lián)。串聯(lián)方式為任意兩個相同的抽頭端相連，另外兩個抽頭端連接驅動部分。線圈放置于磁環(huán)環(huán)內時相同抽頭的兩端要在同一方向?；魻杺鞲衅髦Ъ?07沿水平軸和豎直軸方向設置，霍爾傳感器108有三個，分別為第一霍爾傳感器，第二霍爾傳感器和第三霍爾傳感器，第一霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架正上面，當懸浮體20懸浮在基座10上面后，第一霍爾傳感器就會感覺到，第一霍爾傳感器感覺到基座上方有懸浮體存在后，啟動第二霍爾傳感器和第三霍爾傳感器，第二霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架水平軸方向，當懸浮體左右移動時，第二傳感器就會感覺到，第三霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架豎直軸方向，當懸浮體前后移動時，第三傳感器就會感覺到，具體移動方向可參閱圖7，第二傳感器和第三傳感器產生微小的變化電壓后，都會將該微小的變化電壓傳送給線路板中的電路，使線路板中的電路來控制懸浮體回到原來位置。從霍爾傳感器收集懸浮體位置變化信號到線路板中的電路控制懸浮體回到原來位置的具體過程參閱圖8和圖9進行說明線路板安裝在第一導磁體101上，所述線路板上設置有放大電路，比較電路和電磁鐵驅動電路，霍爾傳感器將收集到的懸浮體的位置變化信號傳遞給放大電路進行信號放大，放大后的信號通過比較電路進行比較，由比較電路的比較結果確定是否觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路，以使所述電磁鐵驅動電路控制所述懸浮體的位置。具體的，懸浮體20位置發(fā)生變化時，霍爾傳感器產生微小的變化電壓，霍爾傳感器將微小的變化電壓傳遞給信號放大電路進行放大成為放大電壓信號。比較電路包括第一比較器和第二比較器，放大電壓信號輸入到第一比較器和第二比較器，放大電壓信號與第一比較器的第一比較電壓比較后，輸出第一比較結果，放大電壓信號與第二比較器的第二比較電壓比較后，輸出第二比較結果，當第一比較結果和第二比較結果相同時，說明懸浮體沒有移動，不觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路。當第一比較結果和第二比較結果不相同時，說明懸浮體發(fā)生了移動，如圖9中所示，當比較器A的比較結果高于比較器B的比較結果時，分別觸發(fā)電磁鐵驅動電路中的對應電路，在電磁鐵驅動電路中產生由A到B方向驅動電流，驅動電流流入所述電磁鐵，電磁鐵中的電流也是由A到B，電磁鐵就會產生一個由N到S的磁場。 相反，比較器A的比較結果低于比較器B的比較結果時，在電磁鐵驅動電路中產生由B到A 方向驅動電流，電磁鐵就會產生一個由S到N的磁場，使所述電磁鐵控制所述懸浮體。參閱圖10，當懸浮體往左邊動時，第二霍爾傳感器會得到一個懸浮體左移的微弱信號，此信號經過運算放大器放大后送到由運算放大器組成的比較電路部分進行比較，比較后將結果輸出給由功率管組成的電磁鐵驅動電路。驅動電路會將相應的工作電壓及電流輸入到聚磁型電磁鐵中，這時電磁鐵會產生一個如果圖10所示的左邊電磁鐵與懸浮體下端相同磁極，右邊電磁鐵與懸浮下端先反的磁極。通過磁鐵同名相排斥異名想吸引的原理將懸浮體往與其移動的方向推動，這樣可以保持懸浮體不會往左移動。同理，參閱圖11，當懸浮體往右邊移動時，霍爾傳感器會得到一個懸浮體右移的的微弱信號，此信號經過運算放大器放大后送到由運算放大器組成的比較電路進行比較，比較后將結果輸出給由功率管組成的電磁鐵驅動電路。電磁鐵驅動電路會將相應的工作電壓及電流輸入到聚磁型電磁鐵中，這時電磁鐵會產生一個如圖11所示的右邊電磁鐵與懸浮體下端相同磁極，左邊電磁鐵與懸浮下端先反的磁極。通過磁鐵同名相排斥異名想吸引的原理將懸浮體往與其移動的方向推動，這樣可以保持懸浮體不會往右移動。本發(fā)明實施例中，通過在電磁鐵上貼上聚磁片，可使懸浮體在基座上方平穩(wěn)旋轉， 不會發(fā)生前后左右的偏移，提高了磁懸浮裝置的穩(wěn)定性。以上對本發(fā)明實施例所提供的磁懸浮裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種磁懸浮裝置，其特征在于，包括基座和懸浮體，所述基座包括第一導磁體，永磁磁環(huán)，所述永磁磁環(huán)吸附在所述第一導磁體上，所述懸浮體包括第二導磁體和永磁鐵，所述永磁鐵吸附在所述第二導磁體上，所述永磁磁環(huán)的中心磁極和所述永磁鐵的相對面磁極相同。
2.根據權利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述基座還包括電磁鐵和聚磁片， 所述聚磁片安裝在所述電磁鐵上背向所述懸浮體的一側，所述聚磁片的數量與所述電磁鐵的數量相同。
3.根據權利要求2所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述基座還包括線路板，霍爾傳感器支架和用于感應所述懸浮體位置變化的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器安裝在所述霍爾傳感器支架上，所述霍爾傳感器支架安裝在所述線路板上。
4.根據權利要求3所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述電磁鐵有四個，所述四個電磁鐵以十字狀內置于永磁磁環(huán)內，水平軸上的兩個電磁鐵串聯(lián)，豎直軸上的兩個電磁鐵串聯(lián)。
5.根據權利要求4所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述霍爾傳感器支架沿水平軸和豎直軸方向設置，所述霍爾傳感器有三個，分別為第一霍爾傳感器，第二霍爾傳感器和第三霍爾傳感器，所述第一霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架正上面，所述第二霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架水平軸方向，所述第三霍爾傳感器安裝在霍爾傳感器支架豎直軸方向。
6.根據權利要求3 5任意一項所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述線路板安裝在所述第一導磁體上，所述線路板上設置有放大電路，比較電路和電磁鐵驅動電路，所述霍爾傳感器將收集到的懸浮體的位置變化信號傳遞給所述放大電路進行信號放大，所述放大后的信號通過所述比較電路進行比較，由所述比較電路的比較結果確定是否觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路，以使所述電磁鐵驅動電路控制所述電磁鐵的磁場方向。
7.根據權利要求6所述的磁懸浮裝置，其特征在于，當所述懸浮體位置發(fā)生變化時，所述霍爾傳感器產生微小的變化電壓信號，所述霍爾傳感器將所述微小的變化電壓信號傳遞給所述信號放大電路進行放大成為放大電壓信號。
8.根據權利要求7所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述比較電路包括第一比較器和第二比較器，所述放大電壓信號輸入到所述第一比較器和所述第二比較器，所述放大電壓信號與所述第一比較器的第一比較電壓比較后，輸出第一比較結果，所述放大電壓信號與所述第二比較器的第二比較電號比較后，輸出第二比較結果，當所述第一比較結果和所述第二比較結果相同時，不觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路，當所述第一比較結果和所述第二比較結果不相同時，觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路。
9.根據權利要求8所述的磁懸浮裝置，其特征在于，當所述第一比較結果和所述第二比較結果不相同時，分別觸發(fā)所述電磁鐵驅動電路中的對應電路，在所述電磁鐵驅動電路中產生由驅動電流，所述驅動電流流入所述電磁鐵，使所述電磁鐵產生磁場，使所述電磁鐵控制所述懸浮體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁懸浮裝置，包括基座和懸浮體，所述基座包括第一導磁體，永磁磁環(huán)，所述永磁磁環(huán)吸附在所述第一導磁體上，所述懸浮體包括第二導磁體和永磁鐵，所述永磁鐵吸附在所述第二導磁體上，所述永磁磁環(huán)的中心磁極和所述永磁鐵的相對面磁極相同。本發(fā)明實施例提供的磁懸浮裝置，當基座處于各種方向時，所述懸浮體都能平穩(wěn)的懸浮在所述基座的前方。
文檔編號H02N15/00GK102315804SQ20111029979
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權日2011年9月27日
發(fā)明者沈欠輝 申請人:沈欠輝, 隆興