一種磁懸浮裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種磁懸浮裝置，包括浮子和磁懸浮基座，在懸浮基座上設(shè)置動(dòng)力電磁鐵，通過狀態(tài)控制模塊向微控制單元發(fā)送控制浮子狀態(tài)的控制指令，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生吸引力或排斥力，實(shí)現(xiàn)浮子的上升、下降或旋轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置可根據(jù)用戶的控制指令自由地控制浮子的狀態(tài)如上升、下降或旋轉(zhuǎn)，用戶體驗(yàn)較佳。
【專利說明】
一種磁懸浮裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁懸浮裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)越來越多的磁懸浮裝置，比如磁懸浮音響、磁懸浮地球儀、磁懸浮展示臺(tái)等，這類磁懸浮裝置的浮子只能相對(duì)平穩(wěn)地懸浮，在外加旋轉(zhuǎn)力的作用下，只能依靠慣性旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，無法做到自由地旋轉(zhuǎn)，也無法做到自由地上升和下降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于上述問題，本實(shí)用新型提供了一種磁懸浮裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中浮子不能自由旋轉(zhuǎn)、上升和下降的問題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型提供一種磁懸浮裝置，所述磁懸浮裝置包括:浮子和磁懸浮基座，所述浮子包括:第一永磁鐵;所述磁懸浮基座包括:第二永磁鐵，所述第二永磁鐵與所述第一永磁鐵的同名磁極相對(duì)設(shè)置，所述第一永磁鐵與所述第二永磁鐵之間的斥力將所述浮子懸浮;所述磁懸浮裝置還包括狀態(tài)控制模塊;所述磁懸浮基座還包括:偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵和微控制單元;所述偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵對(duì)稱設(shè)置在所述第二永磁鐵的兩側(cè)，所述微控制單元電連接所述偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵，所述狀態(tài)控制模塊無線或有線連接所述微控制單元，
[0006]所述狀態(tài)控制模塊向所述微控制單元發(fā)送控制浮子狀態(tài)的控制指令，所述微控制單元根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生吸引力或排斥力，控制所述浮子上升、下降或旋轉(zhuǎn)。
[0007]可選地，所述動(dòng)力電磁鐵的個(gè)數(shù)為2個(gè)；
[0008]在所述浮子處于懸浮狀態(tài)時(shí)，所述狀態(tài)控制模塊向所述微控制單元發(fā)送下降指令，所述微控制單元驅(qū)動(dòng)所述個(gè)動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生吸引力，將所述浮子吸附到磁懸浮基座上；
[0009]在所述浮子吸附到磁懸浮基座時(shí)，所述狀態(tài)控制模塊向所述微控制單元發(fā)送上升指令，所述微控制單元驅(qū)動(dòng)所述個(gè)動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生排斥力，將所述浮子懸浮起來；
[0010]在所述浮子處于懸浮狀態(tài)時(shí)，所述狀態(tài)控制模塊向所述微控制單元發(fā)送旋轉(zhuǎn)指令，所述微控制單元驅(qū)動(dòng)所述個(gè)動(dòng)力電磁鐵輪流產(chǎn)生吸引力，將所述浮子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0011 ]可選地，所述磁懸浮基座還包括:4個(gè)平衡電磁鐵、霍爾傳感器和平衡控制電路，所述4個(gè)平衡電磁鐵、所述霍爾傳感器設(shè)置在所述第二永磁鐵的磁場(chǎng)中心；
[0012]所述平衡控制電路與所述霍爾傳感器和所述平衡電磁鐵連接；
[0013]所述霍爾傳感器用于采集所述第一永磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并輸出電壓信號(hào);所述平衡控制電路根據(jù)所述電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述平衡電磁鐵產(chǎn)生力矩，克服所述浮子與所述磁懸浮基座之間的磁場(chǎng)扭力或外力，使所述浮子穩(wěn)定在平衡點(diǎn)附近。
[0014]可選地，所述平衡控制電路包括:放大器、比較器、PID計(jì)算器、H橋電路；
[0015]所述放大器將所述霍爾傳感器輸出的電壓信號(hào)放大，所述比較器將所述放大后的電壓信號(hào)與初始值比較，經(jīng)過所述PID計(jì)算器后輸出控制信號(hào)，再經(jīng)過放大器將所述控制信號(hào)放大，進(jìn)而通過所述H橋電路驅(qū)動(dòng)所述平衡電磁鐵產(chǎn)生力矩。
[0016]可選地，所述浮子還包括無線接收線圈，所述磁懸浮基座還包括無線供電線圈，
[0017]所述無線接收線圈接收所述無線供電線圈發(fā)送的無線信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電能，為所述浮子供電。
[0018]可選地，所述狀態(tài)控制模塊藍(lán)牙連接所述微控制單元。
[0019]可選地，所述狀態(tài)控制模塊為設(shè)置在智能終端上的應(yīng)用程序。
[0020]可選地，所述浮子還包括LED燈，所述磁懸浮裝置為磁懸浮燈。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是:本實(shí)用新型提供的一種磁懸浮裝置通過在懸浮基座上設(shè)置動(dòng)力電磁鐵，并通過狀態(tài)控制模塊向微控制單元發(fā)送控制浮子狀態(tài)的控制指令，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生吸引力或排斥力，實(shí)現(xiàn)浮子的上升、下降或旋轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置可根據(jù)用戶的控制指令自由地控制浮子的狀態(tài)如上升、下降或旋轉(zhuǎn)，用戶體驗(yàn)較佳。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置的PID控制框圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置的邏輯框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種磁懸浮裝置浮子a和懸浮基座b，浮子a包括:第一永磁鐵6;磁懸浮基座b包括:第二永磁鐵1(在本實(shí)用新型實(shí)施例中對(duì)稱設(shè)置有四個(gè))。第二永磁鐵I與第一永磁鐵6的同名磁極相對(duì)設(shè)置，第一永磁鐵6與第二永磁鐵I之間的斥力將浮子a懸浮。磁懸浮裝置還包括狀態(tài)控制模塊b7 ;磁懸浮基座b還包括:偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵3和微控制單元b6(MicroControI Unit,MCU)；偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵3對(duì)稱設(shè)置在第二永磁鐵I的兩側(cè)，微控制單元b6與偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵3電連接，狀態(tài)控制模塊b7與微控制單元b6通過無線方式或有線方式連接。
[0027]用戶通過狀態(tài)控制模塊b7向該磁懸浮裝置發(fā)送浮子上升、下降或者旋轉(zhuǎn)的控制指令，狀態(tài)控制模塊b7向微控制單元b6 (MCU)發(fā)送該控制浮子狀態(tài)的控制指令，微控制單元b6(MCU)根據(jù)控制指令驅(qū)動(dòng)偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵3產(chǎn)生吸引力或排斥力，從而實(shí)現(xiàn)浮子a自由地上升、下降或旋轉(zhuǎn)。
[0028]由上述可知，本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置通過在懸浮基座上設(shè)置偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵，并通過狀態(tài)控制模塊向微控制單元(MCU)發(fā)送用戶的控制浮子狀態(tài)的控制指令，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生吸引力或排斥力，實(shí)現(xiàn)浮子的上升、下降或旋轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置可根據(jù)用戶的控制指令自由地控制浮子的狀態(tài)如上升、下降或旋轉(zhuǎn)，用戶體驗(yàn)較佳。
[0029]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第二永磁鐵I替換為電磁鐵也可實(shí)現(xiàn)相同的功能，即持續(xù)給電磁鐵通電與第一永磁鐵之間產(chǎn)生斥力，但是這種方式耗電量很大，電磁鐵的線圈產(chǎn)生很大的熱量。
[0030]需要說明的是，第二永磁鐵I和第一永磁鐵6之間除了產(chǎn)生斥力之外，還會(huì)產(chǎn)生扭力，扭力試圖將第一永磁鐵6扭轉(zhuǎn)。此外，外力比如風(fēng)力等，也會(huì)干擾浮子a的平衡。因此本實(shí)用新型實(shí)施例中還設(shè)置霍爾傳感器和平衡電磁鐵，使浮子a穩(wěn)定在平衡點(diǎn)附近，具體實(shí)施方案如下:
[0031]在磁懸浮裝置的基座b上設(shè)置:平衡電磁鐵2、霍爾傳感器8和平衡控制電路，平衡電磁鐵優(yōu)選設(shè)置為四個(gè)，當(dāng)然也可以設(shè)置為其他偶數(shù)，如六個(gè)、八個(gè)等。上述四個(gè)平衡電磁鐵2和霍爾傳感器8設(shè)置在第二永磁鐵I的磁場(chǎng)中心;平衡控制電路包括:放大器(b0、b0’)、比較器b 1、PID計(jì)算器b2、H橋電路b4;平衡控制電路連接霍爾傳感器8和平衡電磁鐵2。
[0032]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置的PID控制框圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置的邏輯框圖。如圖2和圖3共同所示，在該磁懸浮裝置工作時(shí)，霍爾傳感器8實(shí)時(shí)米集第一永磁鐵6的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并輸出電壓信號(hào);上述平衡控制電路中的放大器b0將電壓信號(hào)放大，比較器將放大后的電壓信號(hào)與初始值比較。上述初始值指的是第一永磁鐵6的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。再經(jīng)過PID計(jì)算器b2后輸出控制信號(hào)，再經(jīng)過放大器b0’將控制信號(hào)放大，進(jìn)而通過H橋電路b4驅(qū)動(dòng)平衡電磁鐵2產(chǎn)生力矩，克服浮子a與懸浮基座b之間的磁場(chǎng)扭力、外力如風(fēng)力等，使浮子a穩(wěn)定在平衡點(diǎn)附近。需要說明的是，H橋電路b4可將直流電逆變?yōu)榭勺冾l率的交流電，從而使控制平衡電磁鐵2磁力的大小或方向，驅(qū)動(dòng)對(duì)稱設(shè)置的平衡電磁鐵2產(chǎn)生力矩，使浮子a移動(dòng)，從而保證浮子a維持在平衡點(diǎn)附近。
[0033]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案中，動(dòng)力電磁鐵3的個(gè)數(shù)設(shè)置為2個(gè)。在浮子a處于懸浮狀態(tài)時(shí)，如果用戶通過狀態(tài)控制模塊b7向該磁懸浮裝置下發(fā)下降指令，則狀態(tài)控制模塊b7再向微控制單元b6發(fā)送該下降指令，微控制單元b6進(jìn)而驅(qū)動(dòng)2個(gè)動(dòng)力電磁鐵3產(chǎn)生吸引力，從而將浮子a吸附到磁懸浮基座b上。
[0034]在浮子a吸附到磁懸浮基座b時(shí)，如果用戶通過狀態(tài)控制模塊b7向該磁懸浮裝置下發(fā)上升指令，則狀態(tài)控制模塊向微控制單元b6發(fā)送上升指令，微控制單元b6驅(qū)動(dòng)2個(gè)動(dòng)力電磁鐵3產(chǎn)生排斥力，從而將浮子a懸浮起來。
[0035]在浮子a處于懸浮狀態(tài)時(shí)，如果用戶通過狀態(tài)控制模塊b7向該磁懸浮裝置下發(fā)旋轉(zhuǎn)指令，則狀態(tài)控制模塊b7向微控制單元b6發(fā)送旋轉(zhuǎn)指令，微控制單元b6驅(qū)動(dòng)2個(gè)動(dòng)力電磁鐵3輪流產(chǎn)生吸引力，從而使浮子a順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0036]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，浮子a中還設(shè)置有無線接收線圈5，磁懸浮基座b中還對(duì)應(yīng)設(shè)置有無線供電線圈4，無線接收線圈5接收無線供電線圈4發(fā)送的無線信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電能，為浮子a供電。
[0037]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，狀態(tài)控制模塊通過藍(lán)牙低功耗技術(shù)(BLE)向微控制單元傳遞控制指令。狀態(tài)控制模塊為設(shè)置在智能終端上，如手機(jī)、電腦等的應(yīng)用程序(APP)。
[0038]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，浮子a還包括LED燈7，則該磁懸浮裝置為磁懸浮燈。當(dāng)然，該磁懸浮裝置也可為磁懸浮音響、磁懸浮地球儀、磁懸浮展示臺(tái)等。
[0039]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是:本實(shí)用新型提供的一種磁懸浮裝置通過在懸浮基座上設(shè)置動(dòng)力電磁鐵，并通過狀態(tài)控制模塊向微控制單元發(fā)送控制浮子狀態(tài)的控制指令，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電磁鐵產(chǎn)生吸引力或排斥力，實(shí)現(xiàn)浮子的上升、下降或旋轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的磁懸浮裝置可根據(jù)用戶的控制指令自由地控制浮子的狀態(tài)如上升、下降或旋轉(zhuǎn)，用戶體驗(yàn)較佳。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁懸浮裝置，所述磁懸浮裝置包括:浮子(a)和磁懸浮基座(b)，所述浮子(a)包括:第一永磁鐵(6);所述磁懸浮基座(b)包括:第二永磁鐵(I)，所述第二永磁鐵(I)與所述第一永磁鐵(6)的同名磁極相對(duì)設(shè)置，所述第一永磁鐵(6)與所述第二永磁鐵(I)之間的斥力將所述浮子(a)懸浮;其特征在于，所述磁懸浮裝置還包括狀態(tài)控制模塊(b7);所述磁懸浮基座(b)還包括:偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵(3)和微控制單元(b6);所述偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵(3)對(duì)稱設(shè)置在所述第二永磁鐵(I)的兩側(cè)，所述微控制單元(b6)電連接所述偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵(3)，所述狀態(tài)控制模塊(b7)無線或有線連接所述微控制單元(b6)， 所述狀態(tài)控制模塊(b7)向所述微控制單元(b6)發(fā)送控制浮子狀態(tài)的控制指令，所述微控制單元(b6)根據(jù)所述控制指令驅(qū)動(dòng)所述偶數(shù)個(gè)的動(dòng)力電磁鐵(3)產(chǎn)生吸引力或排斥力，控制所述浮子(a)上升、下降或旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述動(dòng)力電磁鐵(3)的個(gè)數(shù)為2個(gè)； 在所述浮子(a)處于懸浮狀態(tài)時(shí)，所述狀態(tài)控制模塊(b7)向所述微控制單元(b6)發(fā)送下降指令，所述微控制單元(b6)驅(qū)動(dòng)所述2個(gè)動(dòng)力電磁鐵(3)產(chǎn)生吸引力，將所述浮子(a)吸附到磁懸浮基座(b)上； 在所述浮子(a)吸附到磁懸浮基座(b)時(shí)，所述狀態(tài)控制模塊(b7)向所述微控制單元(b6)發(fā)送上升指令，所述微控制單元(b6)驅(qū)動(dòng)所述2個(gè)動(dòng)力電磁鐵(3)產(chǎn)生排斥力，將所述浮子(a)懸浮起來； 在所述浮子(a)處于懸浮狀態(tài)時(shí)，所述狀態(tài)控制模塊(b7)向所述微控制單元(b6)發(fā)送旋轉(zhuǎn)指令，所述微控制單元(b6)驅(qū)動(dòng)所述2個(gè)動(dòng)力電磁鐵(3)輪流產(chǎn)生吸引力，將所述浮子(a)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述磁懸浮基座(b)還包括:4個(gè)平衡電磁鐵(2)、霍爾傳感器(8)和平衡控制電路，所述4個(gè)平衡電磁鐵(2)、所述霍爾傳感器(8)設(shè)置在所述第二永磁鐵(I)的磁場(chǎng)中心;所述平衡控制電路連接所述霍爾傳感器(8)和所述平衡電磁鐵(2); 所述霍爾傳感器(8)用于采集所述第一永磁鐵(6)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并輸出電壓信號(hào);所述平衡控制電路根據(jù)所述電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述平衡電磁鐵(2)產(chǎn)生力矩，克服所述浮子(a)與所述磁懸浮基座(b)之間的磁場(chǎng)扭力或外力，使所述浮子(a)穩(wěn)定在平衡點(diǎn)附近。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述平衡控制電路包括:放大器(吣、130’)、比較器(131)、？10計(jì)算器化2)、!1橋電路化4); 所述放大器(bO)將所述霍爾傳感器(8)輸出的電壓信號(hào)放大，所述比較器(bl)將所述放大后的電壓信號(hào)與初始值比較，經(jīng)過所述PID計(jì)算器(b2)后輸出控制信號(hào)，再經(jīng)過放大器(bO’)將所述控制信號(hào)放大，進(jìn)而通過所述H橋電路(b4)驅(qū)動(dòng)所述平衡電磁鐵(2)產(chǎn)生力矩。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述浮子(a)還包括無線接收線圈(5)，所述磁懸浮基座(b)還包括無線供電線圈(4)， 所述無線接收線圈(5)接收所述無線供電線圈(4)發(fā)送的無線信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電能，為所述浮子(a)供電。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述狀態(tài)控制模塊(b7)藍(lán)牙(b5、b5’)連接所述微控制單元(b6)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述狀態(tài)控制模塊(b7)為設(shè)置在智能終端上的應(yīng)用程序。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁懸浮裝置，其特征在于，所述浮子(a)還包括LED燈(7)，所述磁懸浮裝置為磁懸浮燈。
【文檔編號(hào)】H02N15/00GK205453554SQ201521133277
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】孫樹波
【申請(qǐng)人】歌爾科技有限公司