一種可用于無線供電設(shè)備的磁懸浮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種可用于無線供電設(shè)備的磁懸浮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮利用同性相斥異性相吸的磁性原理加上環(huán)形磁體的特殊磁場分布，當(dāng)磁性浮子的磁場方向與環(huán)形磁體中間磁場方向相反時(shí)，環(huán)形磁鐵中間會(huì)存在一定的斥力把浮子托于空中，使其處于漂浮狀態(tài)，達(dá)到一些特殊的視覺效果，特別是具有一些科技含量的電器設(shè)備，將使其更具特色。
[0003]目前的磁懸浮方案，一側(cè)采用環(huán)形的永磁鐵，在環(huán)形永磁鐵的中心位置產(chǎn)生斥力，另一側(cè)采用反極性的永磁鐵，依靠兩側(cè)斥力達(dá)到力學(xué)的平衡，從而實(shí)現(xiàn)懸浮的效果。目前市場上銷售的磁懸浮產(chǎn)品均采用手動(dòng)尋找力學(xué)平衡位置的方法。但是，這個(gè)平衡位置很難找至IJ，人工操作時(shí)很不方便，并且需要較長的時(shí)間才能找到該平衡位置。這些都會(huì)影響產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。如中國專利號(hào)CN104467202A公開一種磁懸浮無線充電裝置，具體公開如下特征:包括磁懸浮模塊、接收線圈、懸浮基座、驅(qū)動(dòng)線圈和控制模塊，通過懸浮基座產(chǎn)生磁場與磁懸浮模塊配合使帶充電設(shè)備懸浮;通過驅(qū)動(dòng)線圈與接收線圈相互配合為待充電設(shè)備充電，通過霍爾傳感器感測待充電設(shè)備的高度以及旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過遠(yuǎn)程調(diào)控調(diào)整懸浮高度。由此可見，上述充電裝置雖公開了磁懸浮充電的結(jié)構(gòu)組成，但由于僅通過電磁體兩端的霍爾傳感器和遠(yuǎn)程調(diào)控很難精確調(diào)控懸浮高度和懸浮力學(xué)平衡，很容易出現(xiàn)在控制過程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。
[0004]也有一些方案是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)磁懸浮的自動(dòng)升起和落下。實(shí)際上實(shí)在磁懸浮平衡狀態(tài)下，整體上使系統(tǒng)有一定位移。由于機(jī)械的位移行程隱藏在殼體內(nèi)部，從外部看來就會(huì)形成自動(dòng)升起和落下的效果。如中國專利號(hào)CN102570927公開一種具有懸浮物自動(dòng)升降功能的磁懸浮裝置，該裝置的磁懸浮組件上對(duì)應(yīng)懸浮物的位置處設(shè)置升降組件，升降組件包括托盤架、升降柱、升降傳動(dòng)部件以及控制單元，在控制單元的控制下，升降傳動(dòng)部件帶著懸浮物運(yùn)動(dòng)到合適的磁懸浮位置后，磁懸浮組件的懸浮作用開啟，用磁懸浮技術(shù)將懸浮物漂浮在空中，然后通過手動(dòng)開關(guān)控制升降傳動(dòng)部件帶著托盤架降下來即可。即上述懸浮物升降過程中，需要托盤架和傳動(dòng)系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)，即采用機(jī)械傳動(dòng)方式，但采用機(jī)械傳動(dòng)方式或電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)裝置的位移，會(huì)帶來一定的噪音和磨損，用戶在使用過程中會(huì)聽到響聲，影響用戶體驗(yàn)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可用于無線供電設(shè)備的磁懸浮系統(tǒng)，采用電磁升降系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無噪音，無磨損的磁懸浮底座升降，并且增強(qiáng)了系統(tǒng)控制的靈活性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種可用于無線供電設(shè)備的磁懸浮系統(tǒng)，該磁懸浮系統(tǒng)包括浮子和位于浮子正下方的懸浮底座部分，浮子從上至下依次包括懸浮電器、懸浮永磁鐵、無線供電接收線圈，無線供電接收線圈與懸浮電器連接;懸浮底座部分從上至下依次包括凹槽基座、無線供電發(fā)射線圈、磁懸浮底座、升降永磁鐵、限位模塊、升降電磁鐵和中控電路板;無線供電發(fā)射線圈與無線供電接收線圈配合實(shí)現(xiàn)懸浮電器無線供電，無線供電發(fā)射線圈、磁懸浮底座和升降永磁鐵共同構(gòu)成聯(lián)動(dòng)整體，升降電磁鐵與升降永磁鐵配合實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)整體的升降，限位模塊設(shè)有可彈出的卡墊，卡墊位于上升后的聯(lián)動(dòng)整體底端，中控電路板與無線供電發(fā)射線圈、限位模塊和升降電磁鐵連接。
[0007]優(yōu)選的是，所述磁懸浮底座上端安裝浮子平衡裝置和磁場檢測裝置，磁場檢測裝置安裝于浮子平衡裝置的中心，浮子平衡裝置和磁場檢測裝置均與中控電路板連接。
[0008]優(yōu)選的是，所述浮子平衡裝置由4只對(duì)稱安裝的懸浮電磁鐵組成，包括第一懸浮電磁鐵、第二懸浮電磁鐵、第三懸浮電磁鐵和第四懸浮電磁鐵，第一懸浮電磁鐵和第三懸浮電磁鐵對(duì)向安裝，第二懸浮電磁鐵和第四懸浮電磁鐵對(duì)向安裝。
[0009]優(yōu)選的是，所述磁場檢測裝置由3個(gè)霍爾傳感器組成，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，磁場檢測裝置4安裝于磁懸浮底座的中心，且3個(gè)霍爾傳感器兩兩互相垂直。
[0010]優(yōu)選的是，所述浮子整體采用凸形構(gòu)造，凸形浮子的下端為光滑圓弧過渡；凹槽基座上設(shè)有凹形槽，凹形槽的形狀與凸形浮子的光滑圓弧形狀完全吻合。
[0011]優(yōu)選的是，所述無線供電發(fā)射線圈上安裝升降高度檢測元件，升降高度檢測元件采用光電開關(guān)，光電開關(guān)共有2只，2只光電開關(guān)與無線供電發(fā)射線圈徑向方向一致，光電開關(guān)與中控電路板相連，光電開關(guān)將檢測的高度信號(hào)傳遞至中控電路板，控制聯(lián)動(dòng)整體停止運(yùn)動(dòng)。
[0012]優(yōu)選的是，所述升降永磁鐵上安裝用于檢測浮子重量的壓力傳感器，壓力傳感器與中控電路板相連。
[0013]優(yōu)選的是，所述中控電路板包括微控單元MCU、無線供電模塊電路、磁懸浮懸浮控制電路、升降控制電路和檢測電路;無線供電模塊電路包括無線供電發(fā)射電路和無線供電接收電路，無線供電發(fā)射電路包括逆變電路和驅(qū)動(dòng)電路，微控單元MCU經(jīng)脈寬調(diào)制電路PffM、無線供電發(fā)射電路與無線供電發(fā)射線圈相連;無線供電接收電路包括整流電路和降壓電路，無線供電接收線圈經(jīng)無線供電接收電路與懸浮電器連接;磁懸浮懸浮控制電路輸入端與微控單元MCU連接，輸出端與懸浮電磁鐵連接;升降控制電路包括升降電磁鐵控制電路和升降繼電器控制電路，升降電磁鐵控制電路和升降繼電器控制電路輸入端均與微控單元MCU連接，輸出端分別與升降電磁鐵和升降繼電器連接;檢測電路與微控單元MCU連接。
[0014]優(yōu)選的是，所述檢測電路包括高度檢測電路、壓力檢測電路和磁場檢測電路，高度檢測電路輸入端與光電開關(guān)連接，輸出端與微控單元MCU連接;壓力檢測電路輸入端與壓力傳感器連接，輸出端與微控單元MCU連接;磁場檢測電路輸入端與霍爾傳感器連接，輸出端與微控單元MCU連接。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0016]I)浮子整體采用凸形構(gòu)造，凹槽基座的凹形槽與凸形浮子的光滑圓弧形狀完全吻合，當(dāng)懸浮狀態(tài)部分下落時(shí)，凹槽基座的凹形槽將凸形浮子完全卡住，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性；
[0017]2)采用電磁鐵與升降永磁鐵配合實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)整體的升降，即采用電磁力來控制系統(tǒng)升降，與機(jī)械升降方式相比，無噪音和磨損，升降過程方便控制，精度和可靠性高；
[0018]3)供電方式采用遠(yuǎn)距離無線供電，與現(xiàn)有磁懸浮的無線充電方式不同，在電能不足時(shí)，無需浮子中的懸浮電器降落，亦可實(shí)現(xiàn)懸浮電器的持續(xù)電能傳輸。
[0019]4)凹槽機(jī)械結(jié)構(gòu)使浮子一開始就處于平衡位置處，加之磁場檢測裝置，通過感應(yīng)磁場變化，自動(dòng)進(jìn)行浮子位置平衡微調(diào)節(jié)，整個(gè)過程無需手動(dòng)進(jìn)行尋找平衡，提高了用戶體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖2為磁懸浮底座203結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為中控電路板電路結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖4為壓力控制閉環(huán)系統(tǒng)電路圖；
[0024]圖5為無線供電模塊電路圖。
[0025]圖中，浮子I;懸浮電器101;懸浮永磁鐵102;無線供電接收線圈103;懸浮底座部分2 ；凹槽基座201;無線供電發(fā)射線圈202;磁懸浮底座203;升降永磁鐵204;升降電磁鐵205;限位模塊206;中控電路板207;壓力傳感器208;光電開關(guān)209;浮子平衡裝置3;第一懸浮電磁鐵301;第二懸浮電磁鐵302 ；第三懸浮電磁鐵303;第四懸浮電磁鐵304 ；磁場檢測裝置4 ；第一霍爾傳感器401;第二霍爾傳感器402;第三霍爾傳感器403。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0027]實(shí)施例1
[0028]本發(fā)明公開一種可用于無線供電設(shè)備的磁懸浮系統(tǒng)，參見圖1，該磁懸浮系統(tǒng)由上下兩部分組成，包括上方的浮子I和位于浮子I下方的懸浮底座部分2。
[0029]浮子I整體采用凸形構(gòu)造，凸形浮子的下端為光滑圓弧過渡，浮子I從上至下依次包括懸浮電器101、懸浮永磁鐵102、無線供電接收線圈103。無線供電接收線圈103上表面與懸浮永磁鐵102下表面緊密貼合。懸浮電器101通過電路板與無線供電接收線圈103電連。
[0030]懸浮底座部分2包括凹槽基座201、無線供電發(fā)射線圈202、磁懸浮底座203、升降永磁鐵204、升降電磁鐵205、限位模塊206和中控電路板207。
[0031]凹槽基座201位于該懸浮底座部分的上端，凹槽基座201上設(shè)有凹形槽，凹形槽的形狀與凸形浮子的光滑圓弧形狀完全吻合。懸浮狀態(tài)部分下落時(shí)，凹槽基座201的凹形槽將凸形浮子完全卡住，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0032]凹槽基座201的下方依次安裝無線供電發(fā)射線圈202、磁懸浮底座203和升降永磁鐵204，無線供電發(fā)射線圈202下表面與磁懸浮底座203的上表面緊密貼合，磁懸浮底座203采用環(huán)形磁鐵，磁懸浮底座203的下部與升降永磁鐵204固定，即無線供電發(fā)射線圈202、磁懸浮底座203和升降永磁鐵204共同構(gòu)成聯(lián)動(dòng)整體。升降電磁鐵205安裝于升降永磁鐵204下方，升降電磁鐵205與升降永磁鐵204配合實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)整體的升降效果。
[0033]無線供電發(fā)射線圈202上安裝升降高度檢測元件，升降高度檢測元件采用光電開關(guān)209，光電開關(guān)209共有2只，2只光電開關(guān)209與無線供電發(fā)射線圈202徑向方向一致，光電開關(guān)209與中控電路板207相連，用于對(duì)聯(lián)動(dòng)整體進(jìn)行上升定位，即當(dāng)聯(lián)動(dòng)整體的無線供電發(fā)射線圈上升至一定高度時(shí)，光電開關(guān)209將檢測的高度信號(hào)傳遞至中控電路板207，控制聯(lián)動(dòng)整體停止運(yùn)動(dòng)。
[0034]升降永磁鐵204上安裝壓力傳感器208，壓力傳感器208與中控電路板207相連，用于檢測浮子重量。
[0035]參見圖2，磁懸浮底座203上端安裝浮子平衡裝置3和磁場檢測裝置4，磁場檢測裝置4安裝于浮子平衡裝置3的中心。
[0036]浮子平衡裝置3與中控電路板207連接，用于平衡浮子水平位置。浮子平衡裝置3由4只對(duì)稱安裝的懸浮電磁鐵組成，包括第一懸浮電磁鐵301、第二懸浮電磁鐵302、第三懸浮電磁鐵303和第四懸浮電磁鐵304，第一懸浮電磁鐵301和第三懸浮電磁鐵30