旋轉穩(wěn)定磁懸浮體的電磁驅動方法與裝置的制作方法

專利名稱：旋轉穩(wěn)定磁懸浮體的電磁驅動方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉穩(wěn)定磁懸浮裝置，更具體地說，它涉及用于以電磁方式保持磁懸浮器件旋轉，從而使之永遠或在一定時間內穩(wěn)定并懸浮的方法和裝置。
要使一個磁體克服重力懸浮于另一磁體之上，這可以用把上面的(懸浮的)磁體的磁極與下面的(支承的)磁體的磁極相對，兩磁體相同的磁極(北極或南極)相鄰的辦法實現。一個磁體對另一個磁體的這種接近于無摩擦的支承在技術和商業(yè)運用上具有很大潛力，在娛樂消遣方面的運用也很有吸引力。遺憾的是磁體并置具有固有的不穩(wěn)定性，如果要使磁體的垂直上升力有效或者說有用的話，通常必須以機械方法限制側向翻轉運動。然而，無需機械限制的磁懸浮的將種方法與裝置已經研制出來了。
有一種方法是使用具有迅速改變磁場的先進自動控制系統(tǒng)的電磁體或具有上述系統(tǒng)的永磁體與電磁體組合，從而防止側向翻轉運動。這是，例如，用于磁懸浮列車和旋轉轉子分子牽引真空計的一種技術。另一種方法，可以把一永磁體浮(懸浮)于另一個永磁體的磁場內，而不用任何外部的控制裝置、電路或機械限制。US5404062號所說的就是這種懸浮系統(tǒng)。此種系統(tǒng)現在正在生產并以LEVITRON作為注冊商標在出售。該系統(tǒng)使用一塊平的下磁體以磁力支承或懸浮一塊比它小的旋轉磁體。這種小一些的磁體呈環(huán)形，中間安裝1根非磁性轉軸，因而兩者結合一起像一個玩具陀螺。要使此系統(tǒng)工作，首先在下磁體上放一層諸如塑料板之類的非磁性材料。陀螺輕輕地壓在塑料板上并以手工的辦法或機械裝置使之旋轉。然后用手把支承著旋轉中心的陀螺的塑料板上抬。陀螺離開下磁體一定高度(通常大約1-4英寸)就會靠兩塊磁體相互作用的磁場的力上升離開塑料板在空中保持穩(wěn)定旋轉。陀螺會不停地旋轉數分鐘，其旋轉速度由于空氣阻力而逐漸減慢，但當下降到低于保持穩(wěn)定所需的速度時，陀螺就翻倒落向下磁體。
US4382245號說明了另一種簡單的磁懸浮系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用一塊盤形下磁體以磁力支承或懸浮1個在其上方同軸旋轉的磁性陀螺。據稱下磁體的盤形或內凹面產生徑向向內的定向磁力線，它與磁性陀螺的旋轉效應一起對懸浮系統(tǒng)起穩(wěn)定作用。這份哈里根專利還透露，陀螺可以用手，用噴氣或者旋轉的或搖動的磁場或電場推動而旋轉。
在該申請人先前的申請中說明了一種延長旋轉穩(wěn)定磁懸浮器件的懸浮時間的方法和裝置，例如US5404062號透露的將通常的幾分鐘延長到許多小時，將別是延至無限期。這是通過對陀螺施加若干諸如空氣之類的射流類實現的，其中有一部分對陀螺徑向施加，有一部分沿旋轉陀螺的圓切線施加。為了保持陀螺旋轉，使用一個與一個或若干個小空氣泵的出氣口相連結的環(huán)形導管。該導管把空氣分配到若干形成噴氣的細長管。導管應置于陀螺懸浮高度的水平向上并使噴氣出口或噴嘴圍繞于旋轉的陀螺的周圍?？諝鈬娮鞂γ嫱勇莸乃矫妫諝馍淞魃湎虼似矫?，對陀螺而言，其中分別有對向周邊切線方向的和對其旋轉軸的。陀螺的周邊最好有反應面，例如瓣翼，突出部，粗糙表面等等。這些表面對空氣噴嘴噴出的空氣射流產生反作用，把空氣射流的線性動量轉變?yōu)橥勇莸慕莿恿繌亩朔諝鈱ν勇莸淖枇Ρ３滞勇莸霓D速。
本發(fā)明的目的是進一步改進前述延長旋轉穩(wěn)定磁懸浮器件的懸浮時間的方法和裝置，利用水平磁場把懸浮的旋轉陀螺的懸浮時間從例如US5404062號所述的，一般的幾分鐘持續(xù)時間延長到許多小時，或者，特別是延長到無限期。雖然本發(fā)明也許還有這里沒有專門說明的其它用途，但本發(fā)明的一個主要目的是提高前述旋轉穩(wěn)定磁懸浮器件在教育，娛樂和商業(yè)并方面的性能增加其用途，將其使用擴展到許多領域里去。
根據本發(fā)明，扁平基磁體的磁場場力線基本上與基磁體的主要平面垂直，而且陀螺磁體的主要磁場的場力線則基本上平行于所述陀螺的旋轉軸。在所述陀螺區(qū)域有一個磁場的水平部分，并以每秒15-30次的選定頻率或選定頻率的倍數(例如每秒20或40次)產生脈沖。
所述脈沖磁場最好以置于適當位置的一至數個導線線圈產生。所述適當位置指的是對陀螺的磁體而言，在線圈上加上一個脈沖直流電壓能在陀螺上產生一個脈沖水平磁場的位置。所述脈沖磁場可在以手或其它方法使陀螺旋轉起來之前也可以在其后施加。
為了使系統(tǒng)運轉起來，陀螺應置于脈沖頻率低于其轉速的脈沖磁場的水平部分的影響之下。隨著陀螺的轉速或旋轉速率，由于阻力自然下降，陀螺就與線圈產生的脈沖磁場相匹配?，F已發(fā)現，轉速與頻率之比為1∶1或1∶2時一般不匹配。例如在前述之LEVITRON品牌的懸浮系統(tǒng)中，脈沖磁場的脈沖頻率在每秒21-24次(或其倍數倒如每秒42-48)的情況下，陀螺在轉速約為每秒30周(每分鐘1800轉)時與脈沖磁場匹配，會在此轉速下無限旋轉或持續(xù)一定時間。還發(fā)現，如果所述磁場的脈沖頻率大于匹配產生時陀螺的某一轉速時，除非脈沖頻率是匹配時頻率的倍數，匹配似乎不可能。換言之，脈沖磁場似乎不能提高陀螺的轉速而達成匹配，因此，似乎只有在陀螺的轉速下降到與一定脈沖頻率或其倍數匹配所需轉速時；匹配才出現。然而一旦匹配了，就可能以慢慢提高脈沖頻率的辦法把陀螺的轉速提高到其最高轉速。
據認為，上述現象產生的原因如下。每當磁場激發(fā)，也就足產生脈沖時，陀螺的磁體就要使自己與線圈的感應磁場的水平部分成一線。當陀螺的轉速與脈沖感應磁場匹配或同步時，此種要成一線就會在陀螺上產生繞其旋轉軸線旋轉的凈力或扭力矩。在陀螺與脈沖磁場匹配的時間，脈沖頻率與轉速之比既隨脈沖頻率也隨陀螺位置上磁場水平部分的強度而變化。現已發(fā)現，一般說來，轉速大約是最低匹配脈沖頻率的1.25-1.5倍。當然，在最低匹配脈沖頻率倍數的情況下，轉速與脈沖頻率之比要低一些例如轉速為最低匹配脈沖頻率第一倍數的0.6至0.75倍。對本發(fā)明系統(tǒng)運行的基本原理作了上述解釋，除了一致數項權利要求中專門說明的之外，并不限制本發(fā)明或其權利要求的范圍。
在陀螺部位產生水平部分的磁場可以用許多方法提供。例如可以把導線沿任一水平軸線平列繞于所述基磁體上。也可以把一個或數個線圈置于所述基磁體之上或之下，如果基磁體中央有孔也可置于該孔內，或者置于懸浮的陀螺位置的上方而將其所產生的磁場軸線安排得沿與所在垂線成任一角度的水平軸線方向上。
在本發(fā)明的另一實施例里，線圈有一個最好是平板形并具有矩形周邊的鐵芯。所述線圈最好繞在這個芯板上從而具扁平形而非圓桶形。其優(yōu)點是線圈和芯的這種形狀把芯和線圈的結構高度降到了最低限度，從而可能與基磁體緊密結合?，F已發(fā)現，此種鐵芯大大改善了脈沖磁場在陀螺位置的水平方向性。線圈可以繞于長方形芯板的中間部分，但是最好是繞于全部，從而基本上把芯板包在線圈內。后一種芯與線圈結構與線圖位于板中間部分相比進一步改善了脈沖磁場的水平方向性。
通過本發(fā)明書的說明，能在懸浮陀螺的磁體的水平面或其附近的水平面上形成所需的磁場水平部分的其它一至數個線圈或線圈與芯相結合的結構對于本專業(yè)的技術人員是明顯的。所述線圈(或者根據情況是若干線圈)由于加了一定頻率的例如每秒15次的直流脈沖電或低頻例如15-20赫的交流電而周期性地勵磁或產生磁脈沖。
為了根據本發(fā)明的方法把本發(fā)明的系統(tǒng)投入運行，要按照US5404062號所說的方法使陀螺懸浮于基磁體之上方。所述線圈或線圈與芯的組合在懸浮時可以用也可以不用脈沖電壓激勵，雖然最好是用脈沖電壓激勵。假定線圈或線圈與芯的組合在陀螺旋轉起來之前就已激勵了，陀螺依靠預定的脈沖頻率和手或其它手段給它以初始轉速運行，但它的轉速會下降直至與水平磁場的脈沖頻率匹配并達到對脈沖頻率而言基本上為恒轉速。此后陀螺就會大致上無限期的旋轉下去，除非受到其它干擾的影響，例如溫度大幅變化、干擾磁場或機械干擾等等影響。
業(yè)已發(fā)現，根據本發(fā)明的進一步改善，在陀螺的軸上松松地裝上了調整重量的一至若干個墊圈從而軸與墊圈間可以相對地旋轉及作徑向位移時，旋轉方式穩(wěn)定的陀螺的懸浮的穩(wěn)定性與持續(xù)性，可以更加始終如一。各個墊圈中心孔的直徑最好稍大于它所套的軸的直徑。此外，用于限定墊圈位置的橡膠圈不要緊靠在墊圈上，而是與之稍微離開一些，留出空隙，以便墊圈對軸能作所需之旋轉和徑方位移。
據信，使用松松地安裝墊圈的辦法，穩(wěn)定性和持續(xù)性的提高是通過下列作用而獲得的。沒有脈沖水平磁場時，旋轉中的陀螺對基磁體的接近于垂直的磁場作出反應，進行不大的牽動和進動。用于調整重量，使懸浮高度適當的墊圈，位于旋轉的磁體上，與其一起平穩(wěn)地旋轉。水平磁場的每一脈沖都會產生一次短促而強有力的扭力矩，重直作用于陀螺的磁軸，引起陀螺的章動和進動的動能及重量突然增加。如果重量不穩(wěn)定，因而繞軸自由運動，這種能量就會有一部分轉變?yōu)橥勇莸男D功能。對墊圈松松地安裝于軸上作用的上述理解的探討，除了一至數項權利要求中專門說明的之外，并不限制本發(fā)明或權利要求的范圍。
通過參看下面參照附圖對本發(fā)明的詳細說明，本發(fā)明的性質及本發(fā)明的上面所說的以及其它目的、優(yōu)點和特點會更清楚，附圖中

圖1是本發(fā)明為US5404062號所述的那種磁懸浮系統(tǒng)所配的電磁驅動系統(tǒng)的一個實施例的側視圖；圖2是本發(fā)明的電磁驅動系統(tǒng)的另一實施例的側視圖；圖3是本發(fā)明的電磁驅動系統(tǒng)又一實施例的側視圖；圖4是本發(fā)明具有鐵芯板外包扁平線圈的電磁驅動系統(tǒng)的另一實施例的透視圖；圖5是本發(fā)明的旋轉穩(wěn)定陀螺的側視圖，用于說明軸上的墊圈及其限定圈的位置；圖6是圖5中的陀螺沿圖5中的6-6線切開后的頂視平面圖，用于顯示軸的直徑與墊圈直徑之間的關系。
下面的說明講的是把本發(fā)明用于US5404062號的磁性陀螺，旋轉起來并懸浮于基磁體上方后是如何保持其旋轉的。陀螺的旋轉和懸浮過程可以參照附圖1概述如下。整個系統(tǒng)在圖中總的以標號10注記。系統(tǒng)10包含一塊基磁體12?；朋w12的周邊可以是多角形，方形或圓形的，中央有一個圓孔(未顯示)。該磁體12分別有上、下平面14，16，而磁極方向則與這兩個平面垂直。陀螺18包含一個盤形磁體或者平環(huán)形磁體20，其磁極的方向與基磁體12相反，垂直于上、下平面22，24。非磁性軸26穿過環(huán)形磁體20中央的孔(未顯示)，用于以手使陀螺繞1垂直軸線旋轉。但是應該了解也可以不用手而以其它手段使陀螺旋轉，如果磁體20是盤形的，軸可以沿盤的軸線固定于磁體表面上。
根據本發(fā)明，以磁力線H顯示的磁場的水平組成部分是由繞于基磁體12的導線線圈30產生的。線圈30有兩個終端32和34，可在其上加上1個電壓。在終端32、34上加上1個脈沖直流電壓V例如矩形波或半正矢波(或者低頻交流電流)時就會沿線圈30的線軸線A產生脈沖磁場。這種磁場在環(huán)形磁體20區(qū)域有一個以部分磁力線H表示的一個水平部分。陀螺18的轉速在旋轉的過程中因阻力而下降最終使陀螺與磁場的脈沖水平部分H匹配。在此之后，只要還施加脈沖磁場，此脈沖磁場就會基本上保持陀螺以恒速一直旋轉下去或者持續(xù)一定時間。
圖2顯示的是本發(fā)明的系統(tǒng)的另一實施例，總的以標號40標示。在系統(tǒng)40中，基磁體42用于懸浮旋轉中的陀螺44。直徑很大的線圖46(僅一部分示出)以其中軸線B置于放置的陀螺44懸浮高度或接近這一高度的水平面上。線圈46有兩個終端48和50，其上可加上一個脈沖直流電壓V(或者交流電流)以便產生以磁力線F表示的脈沖磁場。磁場F在陀螺44的部位有一個水平部分，如上所述，可以保持陀螺以恒速一直旋轉下去或者持續(xù)一定時間。
圖3顯示的是本發(fā)明之系統(tǒng)的又一實施例，總體以標號60注記。系統(tǒng)60包含一塊基磁體62，該磁體用于懸浮旋轉中的陀螺64。線圈66置于陀螺64的上方，其軸線C在一水平面內。線圈66有兩個終端68和70，可以在其上加一脈沖直流電壓V，以產生以磁力線G所表示的脈沖磁場。磁場F在陀螺64的部位有一個水平部分，它可以上述方式基本保持陀螺以恒速不斷旋轉下去，或者旋轉一定時間。
脈沖直流電壓可以用于本發(fā)明的所有實施例中，它可以用例如接在此行業(yè)同仁都了解的一般脈沖發(fā)電機/放大器電路上的9伏晶體管蓄電池組提供直流電壓的方法而產生。一般的交流電發(fā)電機也可以用于提供脈沖磁場。業(yè)已發(fā)現脈沖直流電壓波形或者交流電壓波形的形狀對本發(fā)明的運行沒有危險。
圖4顯示的是本發(fā)明的再一實施例，它包括一個不斷產生懸浮與旋轉的磁體系統(tǒng)，其總體以標號80注記。系統(tǒng)80有1塊基磁體82，該磁體的周邊可以是方形的也可以是圓形的，中央有一個圓孔(未顯示)。磁體82有上下平面84和86，磁體的磁極方向與這兩個平面垂直。陀螺88有一個平環(huán)形磁體90，其磁極方向與基磁體82的磁極方向相反與其自身的上、下平面92和94垂直。有一個非磁性軸96貫穿于環(huán)磁體90中央的孔(未顯示)，用于以手使陀螺繞垂直軸線旋轉。軸96上安裝了一個墊圈98，并以橡膠限定圈或O形圈100固定。墊圈98，用于調整陀螺的重量，已經查明，重量對于取得最佳懸浮狀態(tài)是非常必要的，這在U要5404062號中有更詳細的說明。
在基磁體82的下面，幾乎在其同一平面上放置帶鐵芯104的線圈102，鐵芯最好為正方形或長方形的鐵板，雖然其它形狀的也可以。線圈102的形狀與圖2中顯示的圓桶形線圈46相對比，則是長方形的或基本上是扁平形的，可以用導線沿鐵芯104的寬度W一圈一圈并列繞制而成。現已發(fā)現線圈102延展到鐵芯104的從頭到尾整個長度L是有利的。據認為線圈鐵芯組合的此種結構提高了脈沖磁場在旋轉的磁體88所處位置上的水平方向性和強度，從而也提高了系統(tǒng)的懸浮性能。此外，線圈基本上呈扁平形還可以使容納圖4的系統(tǒng)所需之垂直高度降至最低限度。
其它結構的線圈或線圈與鐵芯組合也可用于在旋轉中的陀螺的部位產生所需之脈沖水平磁場。鑒于本說明的論述，這些結構對于本專業(yè)的一般技術人員而論是非常明白的。由本發(fā)明看來，對旋轉磁體外的水平磁場軸的角方向或方位角，很明顯，沒有嚴格要求，可以自由選擇。換言之，例如圖4中線圈鐵芯組合的軸線對旋轉中陀螺垂直軸線可取任一方位角。而且在本發(fā)明的范圍內，可以設想，旋轉磁體部位的脈沖水平磁場的變化不必由電壓在0與正或負之間的變化而引起，也可以是由兩個不同的正壓或負壓引起的。
產生水平磁場的線圈所加的電壓的強度和脈沖寬度不等，決定于許多因素，諸如線圈的位置，匝數，線的粗細，基磁體和陀螺的環(huán)形磁體的具體型號和尺小，線圈有沒有鐵芯等等。已經查明，根據本說明的論述調整電壓的高低和脈沖寬度以使旋轉陀螺總是處于懸浮狀態(tài)是不難實現的。
現在請參看圖5和圖6，這里顯示了1個與上面所說的陀螺18和88相似的陀螺110。陀螺110由具有上、下平面114，116的平環(huán)形或盤形磁體112形成。在環(huán)形磁體中央的孔內貫穿一根非磁性軸118并以任一適當的方法例如粘合，壓配合予以固定。如以圖5中可以看到的那樣，軸118的下部120的直徑比其上部122的直徑大，因而形成了肩部124，環(huán)形磁體112即置于比肩部上。這種結構是許多將磁體支承于軸的可能結構中的一種。如果是盤形磁體，軸的120和122兩部分可以粘接于磁體表面的旋轉軸線處。
如前所述，為了懸浮取得最佳性能，在軸118上放置墊圈126以調整重量并以橡膠限定圈或O形環(huán)128或其它適當的方式予以固定。墊圈126用非磁性材料例如黃銅、紫銅，非磁性不銹鋼合金或其它非磁性材料制造。正如圖6中最為清楚地看出的那樣，墊圈126的中心孔130的直徑略大于它所套的軸118上部122的直徑。在圖6，兩者的直徑之差以Δd給出，但不一定合乎比例。圖5顯示墊圈126通過O形環(huán)固定在軸118上，但由于有足夠的間隙C，O形環(huán)并不妨礙墊圈相對于軸上部122和磁體112作旋轉和徑向位移。
我們還驚奇地發(fā)現，對陀螺的墊圈、軸和O形環(huán)等三個部件作上述安排，大大地提高了穩(wěn)定性，因而在當本說明書所述之脈沖磁場之一結合使用時會延長旋轉中的陀螺的懸浮時間。據頻閃觀測，墊圈126的旋轉稍快于陀螺，墊圈還如圖6中虛線所給的那樣對軸118以擺動或沿軌道作徑向滑動，墊圈的擺動還伴有它擺動發(fā)出的震動聲。把O形環(huán)下推而間隙C消失，使墊圈不能繞軸作擺動時，旋轉中的陀螺的穩(wěn)定性就下降。
使用上述結構，穩(wěn)定性就會提高，懸浮時間就會延長的原因，尚不了解。然而，已經證明，使用具有下列規(guī)格的LEVITRON品牌的陀螺和墊圈的結構?？梢耘c例如圖4所示的線圈結構提供的脈沖磁場一起使懸浮事實上保持下去。
陀螺重量14.5克(不含墊圈)墊圈重量3克軸直徑(墊圈處) 6.32厘米墊圈孔徑6.70厘米但是應該了解，上述重量和尺寸只是本發(fā)明的一例，不具限制性。
還已發(fā)現，制造本發(fā)明磁體的特別優(yōu)越的磁性材料是例 US5213703號所述的那種釹鐵硼磁體。
在本發(fā)明的許多可能用途中，有一種把陀螺做成球體或行星例如地球，在此種應用中球體以恒旋速懸浮于一個隱藏的基磁體之上，并使用頻閃燈以略低于球體轉速的頻率對旋轉的球體照明。作此種處理的效果是球體似乎以比較慢的轉速在旋轉。使用數盞頻閃燈，效果會大大增強。還可以以上述方式展示其它的旋轉構體例如舞劇女演員或者其它任何有生命的或無生命的旋轉物體都可望看到這些物體以低速明顯旋轉地懸浮著或無明顯旋轉地懸浮著。
雖然本說明書專門敘述了本發(fā)明的某些最佳實施例，但是本專業(yè)的技術人員都會很清楚，本說明書所述的各實施例均可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種變化和修改。因此，我們認為本發(fā)明只受所附權利要求書要求的范圍和有關法規(guī)的限制。
權利要求
1.一種利用磁力使物體懸浮一定時間的系統(tǒng)，它包括一個具有第一磁場的第一基磁體；一個具有第二磁場及旋轉軸的第二磁體；一根供使所述第二磁體繞旋轉軸線以某一轉速旋轉之用的軸，因而所述第二磁體在所述第一基磁體上方旋轉時即懸浮于第一基磁體的上方；一個松松地限定于軸上的墊圈，因而對軸而言可以自由旋轉；產生在第二磁體有一部分的第三磁場的裝置；使第三磁場不受所述第二磁體的影響而以選定的脈沖率產生脈沖的裝置。
2.按照權利要求1的系統(tǒng)，其特征在于產生所述第三磁場的裝置至少有一線圈。
3.按照權利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述線圈置于所述第一基磁體附近。
4.按照權利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述線圈置于所述第一基磁體和所述第二懸浮磁體之上方。
5.按照權利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述線圈置于所述第一基磁體和所述第二懸浮磁體的附近，所述線圈大致在第2懸浮磁體的位置上有一軸線。
6.按照權利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述線圈置于所述第一基磁體和所述第二懸浮磁體的下方。
7.按照權利要求6的系統(tǒng)，其特征在于所述線圈是扁平的，并在所述扁平線圈內有板材芯。
8.按照權利要求7的系統(tǒng)，其特征在于所述芯是具有長和寬的鐵芯，所述線圈繞于所述芯的寬的方向，大致延展到其整個長度。
9.按照權利要求1的系統(tǒng)，其特征在于旋轉的第二磁體的旋轉速率大于第三磁場的脈沖率。
10.按照權利要求9的系統(tǒng)，其特征還在于旋轉的第二磁體的旋轉速率是第三磁場脈沖率的大約1.25倍到大約1.5倍。
11.按照權利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述產生脈沖的裝置有一個加于所述至少一個線圈的脈沖直流電壓電源。
12.按照權利要求11的系統(tǒng)，其特征在于所述電壓電源是方形波或半正矢波。
13.按照權利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述產生脈沖的裝置有一個加于至少一個線圈的交流電源。
14.按照權利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述第3磁場的所述一部分是水平部分。
15.一種利用磁力使物體懸浮一定時間的方法，它包含以下步驟提供一個具有第一磁場的第一基磁體和一個具有第二磁場及用于使第二磁體繞旋轉軸線旋轉的軸的第二磁體；把一個墊圈松松地套于所述軸上從而所述墊圈和所述軸之間能相對地旋轉；使所述第二磁體在所述第一基磁體上方以一旋轉速率旋轉以利用磁力把第二磁體懸浮于第一磁體上方的某一位置；在第二磁體的位置產生第三磁場；不受所述第二磁體旋轉速率的形響以選定的脈沖率使第三磁場產生脈沖，以保持所述第二磁體旋轉并懸浮一定時間。
16.按照權利要求15的方法，其特征在于所述產生第三磁場的步驟包含至少提供一個靠近所述各磁體的線圈并在所述線圈上加一脈沖直流電壓。
17.按照權利要求15的方法，其特征在于所述脈沖電壓具有方波或半正矢波。
18.按照權利要求15的方法，其特征在于它包含增加第三磁場的脈沖率以增加旋轉的第二磁體的旋轉速率這一步驟。
19.按照權利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述第一和第二磁體是用釹鐵硼磁體材料制造的。
20.按照權利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述墊圈是用非磁性材料制造的。
全文摘要
一種使磁懸浮體在時間上無限旋轉的電磁驅動裝置及方法。諸如帶軸的旋轉的磁性陀螺之類的物體懸浮于一個基磁體之上,并在旋轉的磁性陀螺區(qū)域施加一個脈沖磁場的水平部分而使陀螺無限地旋轉并懸浮下去。所述脈沖磁場是對位于上述陀螺附近的線圈上加上一脈沖直流電壓或者交流電壓而產生的。所述線圈為圓桶形或長方形,而且可以有芯。在旋轉磁體的軸上松松地套上一個墊圈,從而在施加脈沖磁場時,墊圈可以相對于軸旋轉,這樣做懸浮的穩(wěn)定性會提高,持續(xù)時間會延長。
文檔編號H02N15/00GK1171605SQ9711353
公開日1998年1月28日 申請日期1997年6月27日 優(yōu)先權日1996年6月28日
發(fā)明者艾德華·W·霍尼斯, 威廉姆·G·霍尼斯 申請人:創(chuàng)新禮品公司