專利名稱：磁懸浮球裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種磁懸浮球裝置。
眾所都知，磁鐵同性相斥，異性相吸，磁懸浮技術就是利用磁鐵的這種性質，通過自動控制使物體無接觸且穩(wěn)定地懸浮在空中，這種技術一經問世就受到各國的高度重視，并投入了大量的人力和物力進行開發(fā)，磁懸浮列車就是這種技術應用的典型代表，采用磁懸浮技術的高速列車與傳統列車相比，速度更快，運行更平穩(wěn)，因而深受人們的喜歡。但由于磁懸浮技術的復雜性及高尖性，使得這種技術目前未能得到廣泛的應用。
本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、技術先進的磁懸浮球裝置，這種磁懸浮球裝置既可用作演示教具，也可用作廣告裝置或兒童玩具等。
為實現上述目的，本實用新型是采用下述方案實現的本實用新型包括電磁鐵、傳感器、控制電路、懸浮球、導磁體、支架、底座；在底座上設有支架，支架上部設有電磁鐵，支架的兩邊設有間隙傳感器，間隙傳感器的輸出接控制電路的輸入，控制電路的輸出控制電磁鐵線圈電流的大小，懸浮球內上部設有導磁體。
本實用新型的工作原理如下接通電源，電磁鐵的線圈流過電流并產生磁場，此磁場吸引懸浮球內的導磁體，當電磁吸引力與懸浮球的重量相等時，懸浮球就可以懸浮于空中，支架上間隙傳感器監(jiān)測懸浮球與電磁鐵之間的間隙變化，并輸出信號到控制電路，經信號處理后形成控制信號，自動調節(jié)電磁鐵的線圈電流，從而改變電磁吸力，使懸浮球實現穩(wěn)定懸浮。
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
附

圖1為本實用新型的結構示意圖。
附圖2為本實用新型的控制及驅動部分電路圖。
附圖3為本實用新型的實施例2的結構示意圖。
見附圖1，本實用新型包括底座1、支架2、電磁鐵3、間隙傳感器4、懸浮球5、導磁體6、控制電路7，所述底座1上設有支架2，支架2的上部設有電磁鐵3，支架1的兩邊設有間隙傳感器4，間隙傳感器4的輸出接控制電路7的輸入，懸浮球5內上部設有導磁體6。
本實用新型的工作原理如下接通電源，電磁鐵3的線圈流過電流并產生磁場，此磁場對懸浮球5內的導磁體6產生吸引力，當此吸引力與懸浮球5的重量相等時，懸浮球5就可以懸浮在空中，間隙傳感器用于監(jiān)測懸浮球5與電磁鐵3之間的間隙變化，并將其輸出信號送到控制電路7的輸入端，經信號處理后形成控制信號，自動調節(jié)電磁鐵3的線圈電流，從而改變電磁吸力，使懸浮球5實現穩(wěn)定懸浮。
本實用新型中控制原理如下參見圖1、2，由光發(fā)射及接收管組成的間隙傳感器檢測懸浮球與電磁鐵之間的距離變化，其輸出信號經由運算放大器A1及外圍電路組成的濾波器濾波后，分兩路輸出一路經過運算放大器A2及外圍電路構成的超前網絡，得到PD信號，另一路經過運算放大器A6及外圍電路構成的積分器輸出積分信號I。監(jiān)測電磁鐵線圈電流的電流傳感器MH1的輸出信號經過運算放大器A7濾波，然后與PD信號、積分信號I經過運算放大器A3求和，這個信號進一步經過由運算放大器A4組成的電流環(huán)控制器輸出，此輸出信號與來自由A9、A10構成的三角波發(fā)生器的輸出信號進行比較，在比較器A5輸出端得到PWM信號，此信號由門電路AND1輸出作為控制信號送到由集成塊IC1、IC2、T1、T2、D5、D10及其外圍元件構成的驅動和功率放大電路，控制電磁鐵線圈中電流的大小，產生相應的電磁吸引力，使懸浮球穩(wěn)定懸浮。
本實施例中的間隙傳感器為光電傳感器，其光發(fā)射及接收管應分別位于懸浮球的兩邊，且光發(fā)射源中心和光接收中心的連線應基本保持水平，本實用新型中的懸浮球，也可以是其它形狀的物體。
當懸浮球裝置用于不同的領域時，可作進一步的改進，參見附圖3，在懸浮球內的下部設置一導磁體8，在底座上設置升降托盤9，升降托盤9下設置旋轉驅動電磁鐵10，升降托盤9有兩個作用，一是意外落下時接住大球，避免被摔壞。二是開始懸掛時或關閉時，托起或接住大球。懸浮球內下部的導磁體8和托盤下的旋轉驅動電磁鐵10可使懸浮球5連續(xù)轉動不停。將這種結構的懸浮球裝置和工藝美術結合起來，可做成各種奇特的廣告裝置或城市標志物等，給人們帶來嶄新的視覺感受。
綜上所述，本實用新型具有結構簡單、技術先進、應用廣泛的特點，不僅可用作演示教具，也可用作廣告裝置、兒童玩具、城市標志物以及高科技展示品等。
權利要求1.一種磁懸浮球裝置，包括底座1、支架2、電磁鐵3、間隙傳感器4、懸浮球5、導磁體6、控制電路7，所述底座1上設有支架2，其特征在于支架2的中心部位設有電磁鐵3，支架1的兩邊設有間隙傳感器4，間隙傳感器4的輸出接控制電路7的輸入，懸浮球5內上部設有導磁體6。
2.根據權利要求1所述的磁懸浮球裝置，其特征還在于懸浮球內的下部設有導磁體，底座上設有旋轉驅動電磁鐵。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的磁懸浮球裝置，其特征還在于底座上還設有升降托盤。
專利摘要一種磁懸浮球裝置,包括電磁鐵、傳感器、控制電路、懸浮球、導磁體、支架、底座,在底座上設有支架,支架上部設有電磁鐵,支架的兩邊設有間隙傳感器,懸浮球內上部設有導磁體。這種磁懸浮球裝置結構簡單、技術先進,是一種開拓性的高科技產品,可廣泛用作廣告裝置、兒童玩具、演示教具、城市標志物以及高科技展示品等。
文檔編號H02N15/00GK2453607SQ0025193
公開日2001年10月10日 申請日期2000年11月27日 優(yōu)先權日2000年11月27日
發(fā)明者尹力明, 李云鋼, 陳順良, 龍志強 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學