專利名稱：磁懸浮升降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的磁變量系統(tǒng)，更具體的是涉及一種磁懸 浮升降裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有公開的磁懸浮系列多為繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)裝置(其應(yīng)用多見(jiàn)于軸承、攪拌 器、地球儀等)或磁懸浮震動(dòng)的裝置(其應(yīng)用多見(jiàn)于減震器、接觸器等)。這類懸 浮裝置的缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)實(shí)用新型專利200420063397. 0公開了 一種具有升降功能的氣動(dòng)磁懸浮裝置，該技術(shù)自述可以用作教學(xué)工具，也可以作為宣傳產(chǎn)品的廣告工具，可以作為科普裝置。該氣動(dòng)磁懸浮裝置包括一個(gè)機(jī)座， 一個(gè)放置在機(jī)座上方的實(shí)物模型，所述的機(jī)座內(nèi)裝有電控箱和風(fēng)泵， 一個(gè)加料罐， 風(fēng)泵出口連通于加料罐，加料罐連接一個(gè)噴嘴，噴嘴出口朝向機(jī)座上方的實(shí)物模 型，機(jī)座上方在實(shí)物模型放置處四角等角度裝有至少4個(gè)或4個(gè)以上的可調(diào)磁柱， 可調(diào)磁柱磁極方向排列是一致的，在機(jī)座放置實(shí)物模型中心處裝一個(gè)升降電磁 鐵，所述的實(shí)物模型朝向機(jī)座一面粘貼永磁膠板和磁性更強(qiáng)的主永磁板。該裝置 的缺點(diǎn)是工作可靠性低，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的多項(xiàng)技術(shù)需要另行開發(fā)?，F(xiàn)有技術(shù)中的大多磁懸浮裝置的缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制操作復(fù)雜且系統(tǒng)不 易維護(hù)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服原有懸浮裝置的上述缺點(diǎn)，提供一種磁懸浮升降裝 置，該裝置使用一個(gè)彈簧支桿支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)控制矩形線圈中電流的大小來(lái) 控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)所受安培力的大小，因此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的升降高度只由電流決定。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括座體、兩塊永磁 鐵、兩個(gè)U型磁導(dǎo)體、 一個(gè)矩形線圈、 一個(gè)彈簧支桿、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。兩塊永磁鐵S 極分別與兩個(gè)U型磁導(dǎo)體任意一側(cè)內(nèi)壁固定在一起，形成兩個(gè)U型永磁體，該U型永磁體的磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導(dǎo)體的另一側(cè)內(nèi)壁，兩個(gè)U型永磁 體對(duì)稱固定在座體兩邊的中心位置，彈簧支桿支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，矩形線圈固定在運(yùn) 動(dòng)平臺(tái)底部的中心位置，矩形線圈的兩條短邊露出，兩個(gè)U型磁導(dǎo)體分別穿過(guò)矩 形線圈的兩條短邊。所述彈簧支桿的一端固定在座體中心，另一端固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中心。 所述矩形線圈的初始位置位于U型永磁體結(jié)構(gòu)高度方向的中心。 所述矩形線圈的兩條短邊露出部分長(zhǎng)度相等。所述矩形線圈的兩條短邊與兩個(gè)U型磁導(dǎo)體之間的距離間隔相等。本實(shí)用新型用彈簧支桿支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，彈簧支桿的硬度足夠保持運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的 穩(wěn)定，又使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具有升降自由度。工作時(shí)首先將矩形線圈通電。當(dāng)矩形線圈 通入電流時(shí)，置于U型永磁體所產(chǎn)生磁場(chǎng)中的通電矩形線圈受到安培力的作用， 根據(jù)U型永磁體的極性可知矩形線圈的兩條短邊將同時(shí)受到向上的或向下的安 培力。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)受到彈簧支桿恢復(fù)彈性形變的彈性力和上述安培力的同時(shí) 作用，當(dāng)二力平衡時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的高度達(dá)到穩(wěn)定值。不同的電流強(qiáng)度產(chǎn)生的安培 力不同，因此對(duì)矩形線圈通入適當(dāng)?shù)碾娏骷纯傻玫叫枰母叨?，利用這點(diǎn)可以通 過(guò)控制輸入電流的大小來(lái)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)升降高度。與其他同類裝置相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，立意新穎，利用安培 力的作用使運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，控制操作簡(jiǎn)單且便于系統(tǒng)維護(hù)。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本實(shí)用新型 技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括兩塊永磁鐵1、 6，兩個(gè)U型磁導(dǎo)體2、 5， 一個(gè) 矩形線圈3， 一個(gè)彈簧支桿7，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4，座體8。將第一永磁鐵1的S極與第 一 U型磁導(dǎo)體2導(dǎo)體任意一側(cè)內(nèi)壁固定在一起形成第一 U型永磁體，將第二永磁 鐵6與第二 U型磁導(dǎo)體5也以相同方式組合形成第二 U型永磁體；U型永磁體的 磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導(dǎo)體的另一側(cè)內(nèi)壁。將兩個(gè)U型永磁體固定在 座體8的左右兩端，U型永磁體上有永磁鐵的一側(cè)向外；彈簧支桿7的一端固定在座體8的中心，另端固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4的中心。 用彈簧支桿7支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4。彈簧支桿7的硬度足夠保持運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4的穩(wěn)定， 又使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4具有升降自由度。將矩形線圈3固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4底部的中心位 置，使矩形線圈3的兩條短邊等距地露出。調(diào)整矩形線圈3與兩個(gè)U型永磁體的 位置，使U型磁導(dǎo)體2、 5分別穿過(guò)矩形線圈3的兩條短邊，并使矩形線圈3的 初始位置位于U型永磁體結(jié)構(gòu)高度方向的中心。矩形線圈3的兩條短邊與U型磁 導(dǎo)體2、 5之間的距離間隔相等。在兩個(gè)矩形線圈中通入電流即可利用安培力使 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4上下運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中兩個(gè)永磁鐵1、 6的極性N極向內(nèi)，U型永磁體的磁力線由永 磁鐵的N極指向U型磁導(dǎo)體的另一側(cè)內(nèi)壁。矩形線圈3通入逆時(shí)針?lè)较螂娏鲿r(shí)， 置于磁場(chǎng)中的通電矩形線圈3的左側(cè)短邊受到向上的安培力作用，右側(cè)短邊也受 到向上的安培力作用，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4向上升。當(dāng)矩形線圈3通入順時(shí)針?lè)较螂娏鲿r(shí)， 受力情況相反，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4向下降。運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4同時(shí)受到彈簧支桿7的 恢復(fù)力和安培力的作用，當(dāng)二力平衡時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4的提升高度達(dá)到穩(wěn)定。不同 的電流強(qiáng)度產(chǎn)生的安培力不同，因此對(duì)矩形線圈3通入一定的電流即可得到需要 的高度，利用這點(diǎn)可以通過(guò)控制輸入電流的大小來(lái)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)4的高度。實(shí)際 使用時(shí)，可根據(jù)安培力大小的需要在增加U型永磁鐵的個(gè)數(shù)。
權(quán)利要求1、一種磁懸浮升降裝置，其特征在于，包括座體、兩塊永磁鐵、兩個(gè)U型磁導(dǎo)體、一個(gè)矩形線圈、一個(gè)彈簧支桿、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，兩塊永磁鐵S極分別與兩個(gè)U型磁導(dǎo)體任意一側(cè)內(nèi)壁固定在一起，形成兩個(gè)U型永磁體，該U型永磁體的磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導(dǎo)體的另一側(cè)內(nèi)壁，兩個(gè)U型永磁體對(duì)稱固定在座體兩邊的中心位置，彈簧支桿支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，矩形線圈固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底部的中心位置，且矩形線圈短的兩條邊露出，兩個(gè)U型磁導(dǎo)體分別穿過(guò)矩形線圈的兩條短邊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮升降裝置，其特征是，所述彈簧支桿的一 端固定在座體中心，另一端固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中心。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮升降裝置，其特征是，所述矩形線圈的初 始位置位于U型永磁體結(jié)構(gòu)高度方向的中心。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的磁懸浮升降裝置，其特征是，所述矩形線圈 的兩條短邊露出部分長(zhǎng)度相等。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的磁懸浮升降裝置，其特征是，所述矩形線圈 的兩條短邊與兩個(gè)U型磁導(dǎo)體之間的距離間隔相等。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的磁懸浮升降裝置，包括座體、兩塊永磁鐵、兩個(gè)U型磁導(dǎo)體、一個(gè)矩形線圈、一個(gè)彈簧支桿、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，兩塊永磁鐵S極分別與兩個(gè)U型磁導(dǎo)體任意一側(cè)內(nèi)壁固定在一起，形成兩個(gè)U型永磁體，該U型永磁體的磁力線由永磁鐵的N極指向U型磁導(dǎo)體的另一側(cè)內(nèi)壁，兩個(gè)U型永磁體對(duì)稱固定在座體兩邊的中心位置，彈簧支桿支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，矩形線圈固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底部的中心位置，且矩形線圈短的兩條邊露出，兩個(gè)U型磁導(dǎo)體分別穿過(guò)矩形線圈的兩條短邊。本實(shí)用新型使用一個(gè)彈簧支桿支撐運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)控制矩形線圈中電流的大小來(lái)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)所受安培力的大小，因此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的升降高度只由電流決定。
文檔編號(hào)H02N15/00GK201174677SQ20082005691
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者呂肖前, 李曉飛, 王宇興, 婷 陳, 優(yōu) 黃 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)