一种高度可调的磁悬浮装置的制作方法

1.本发明涉及磁悬浮技术领域，更具体地说，涉及一种高度可调的磁悬浮装置。


背景技术：

2.磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术，根据磁悬浮磁力作用的方向不同，磁悬浮技术又分为磁吸式磁悬浮和磁斥式磁悬浮。磁悬浮技术的诞生与发展源于人类对交通出行速度的追求，随着磁悬浮技术在交通运输领域的应用日渐成熟，也随着我国科学技术的快速发展，目前磁悬浮技术应用领域越来越广，在日常生活中也可利用磁悬浮原理对一些物体实现无接触悬浮或移动。
3.目前大部分的磁悬浮装置仅仅能够实现物体在悬浮底座上方固定高度的悬浮，无法驱动物体在工作过程中动态改变悬浮高度，某些产品通过在磁悬浮装置下方安装移动装置，通过移动装置带动磁悬浮装置进行移动，从而带动磁悬浮装置悬浮起来的悬浮体进行移动，但是移动装置本身体积较大会增加产品的整体体积。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种高度可调的磁悬浮装置。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高度可调的磁悬浮装置，该磁悬浮装置包括底座、设置于该底座上的磁短路腔、设置于该磁短路腔内可移动并可伸出至该磁短路腔外的第一供磁组件、以及驱动该第一供磁组件移动伸出至该磁短路腔外的驱动机构。
6.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该磁短路腔为由软磁材料围设形成、并用于将磁短路腔内及磁短路腔外磁场短路的环形磁短路腔，该磁短路腔设有可供该第一供磁组件伸出至该磁短路腔外、并减少第一供磁组件磁场短路的开口。
7.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该磁悬浮装置还包括固设于该底座上的内磁短路环和外磁短路环，该外磁短路环设置于该内磁短路环外围，该磁短路腔位于该内磁短路环和外磁短路环之间。
8.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该磁短路腔内设有可在该磁短路腔内上下移动、并用于安装该第一供磁组件的短路环片，该第一供磁组件顶部盖设有可随该第一供磁组件上下移动的磁短路顶盖，该第一供磁组件固定安装于该短路环片上，该内磁短路环、外磁短路环、短路环片、磁短路顶盖围设形成该磁短路腔。
9.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该底座上位于该内磁短路环内还设有第二供磁组件，该第一供磁组件为永磁铁组件，该第二供磁组件为电磁铁组件。
10.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该驱动机构包括可转动设置于该磁短路腔内的至少一根竖直丝杆、以及驱动该至少一根竖直丝杆同步转动的驱动电机；
11.该短路环片上与该竖直丝杆相对应位置处设有可供该竖直丝杆穿过并与该竖直丝杆螺接的至少一个螺纹孔，或，该短路环片上与该竖直丝杆相对应位置处固设有可供该
竖直丝杆穿过并与该竖直丝杆螺接的至少一个螺套。
12.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该驱动电机的输出轴上固设有随该驱动电机的输出轴转动的第一齿轮，该底座中部设有与该底座可转动连接并与该第一齿轮啮合的中心齿轮，该至少两根竖直丝杆中每根竖直丝杆上均设有与该中心齿轮啮合的第二齿轮。
13.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该底座为圆盘状底座，该中心齿轮为可绕中心轴转动的齿圈，该底座上设有可供该至少一根竖直丝杆穿过的通孔，该第二齿轮固设于该竖直丝杆底端并位于该底座底面。
14.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该电磁铁组件为固设于该底面中部的一个或多个电磁铁，该永磁铁组件为固设于该短路环片上的一个或多个永磁铁。
15.在本发明所述的高度可调的磁悬浮装置中，该磁短路顶盖为盖设于该第一供磁组件上的环形磁短路顶盖，或，该磁短路顶盖为盖设于该第一供磁组件和第二供磁组件上的圆盘形磁短路顶盖。
16.实施本发明的高度可调的磁悬浮装置，具有以下有益效果：使用本发明的高度可调的磁悬浮装置时，可通过驱动机构驱动第一供磁组件在底座上进行移动，在第一供磁组件移动的过程中，第一供磁组件逐渐伸出至磁短路腔外，从而改变第一供磁组件和悬浮浮子之间磁场的磁通密度，进而改变磁场感应强度，通过磁感应强度的变化调整悬浮浮子的悬浮位置。本技术中，通过调节第一供磁组件相对于磁短路腔的高度位置，改变磁感应强度，即可实现对悬浮浮子的位置调节，无需通过其他复杂的移动结构来带动磁悬浮装置移动，达到改变悬浮浮子的悬浮位置的目的，可实现变高磁悬浮装置的小型化生产，节省生产成本以及人力物力。并且，本发明提供的磁悬浮装置可减少对外部环境的磁干扰。
附图说明
17.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
18.图1是本发明高度可调的磁悬浮装置的结构示意图；
19.图2是本发明高度可调的磁悬浮装置的第一分解结构示意图；
20.图3是本发明高度可调的磁悬浮装置的第二分解结构示意图；
21.图4是本发明高度可调的磁悬浮装置的第三分解结构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
23.如图1
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4所示，在本发明的高度可调的磁悬浮装置第一实施例中，该磁悬浮装置10包括底座11、设置于该底座11上的磁短路腔17、设置于该磁短路腔17内可移动并可伸出至该磁短路腔17外的第一供磁组件13、以及驱动该第一供磁组件13移动伸出至该磁短路腔17外的驱动机构16。
24.可以理解的，本发明的高度可调的磁悬浮装置10还包括可悬浮液该第一供磁组件13和第二供磁组件12上方的悬浮浮子。
25.使用本发明的高度可调的磁悬浮装置时，可通过驱动机构16驱动第一供磁组件13
在底座11上进行移动，在第一供磁组件13移动的过程中，第一供磁组件13逐渐伸出至磁短路腔17外，从而改变第一供磁组件13和悬浮浮子之间磁场的磁通密度，进而改变磁场感应强度，通过磁感应强度的变化调整悬浮浮子的悬浮位置。本技术中，通过调节第一供磁组件13相对于磁短路腔17的高度位置，改变磁感应强度，即可实现对悬浮浮子的位置调节，无需通过其他复杂的移动结构来带动磁悬浮装置10移动，达到改变悬浮浮子的悬浮位置的目的，可实现变高磁悬浮装置10的小型化生产，节省生产成本以及人力物力。并且，本发明提供的磁悬浮装置10可减少对外部环境的磁干扰。
26.可以理解的，在本发明的一个实施例中，该磁短路腔17由上、下、左、右四部分软磁材料件组成，第一供磁组件13在磁短路腔17内可由上、下、左、右四个软磁材料件中的一个或多个方向伸出至磁短路腔17外。
27.具体的，该磁短路腔17为由软磁材料围设形成、并用于将磁短路腔17内及磁短路腔17外磁场短路的环形磁短路腔，该磁短路腔17设有可供该第一供磁组件13伸出至该磁短路腔17外、并减少第一供磁组件13磁场短路的开口。
28.在驱动机构16驱动第一供磁组件13在磁短路腔17内移动(优选为上下移动)的过程中，该第一供磁组件13可从开口位置处伸出至磁短路腔17外。
29.进一步的，该磁悬浮装置10还包括固设于该底座11上的内磁短路环14和外磁短路环15，该外磁短路环15设置于该内磁短路环14外围，该磁短路腔17位于该内磁短路环14和外磁短路环15之间。
30.进一步的，该磁短路腔17内设有可在该磁短路腔17内上下移动、并用于安装该第一供磁组件13的短路环片18，该第一供磁组件13顶部盖设有可随该第一供磁组件13上下移动的磁短路顶盖25，该第一供磁组件13固定安装于该短路环片18上，该内磁短路环14、外磁短路环15、短路环片18、磁短路顶盖25围设形成该磁短路腔17。
31.在其他实施方式中，该底座11上位于该内磁短路环14内还设有第二供磁组件12，该第一供磁组件13为永磁铁组件，该第二供磁组件12为电磁铁组件。
32.通过将第二供磁组件12设置于内磁短路环14内，可将第一供磁组件13和第二供磁组件12磁场隔开，减少第一供磁组件13和第二供磁组件12磁场的相互干扰。
33.在本实施方式中，该驱动机构16包括可转动设置于该磁短路腔17内的至少一根竖直丝杆19、以及驱动该至少一根竖直丝杆19同步转动的驱动电机20。优选的，该至少一根竖直丝杆19为至少一根竖直丝杆19。
34.该短路环片18上与该竖直丝杆19相对应位置处设有可供该竖直丝杆19穿过并与该竖直丝杆19螺接的至少一个螺纹孔21。该至少一个螺纹孔21为至少两个螺纹孔21。
35.在运行过程中，驱动电机20驱动竖直丝杆19转动，竖直丝杆19通过螺纹孔21推动短路环片18在磁短路腔17内进行上下移动，从而带动永磁铁组件在磁短路腔17内进行上下移动，详后述。
36.在另一实施方式中，该短路环片18上与该竖直丝杆19相对应位置处固设有可供该竖直丝杆19穿过并与该竖直丝杆19螺接的至少一个螺套。
37.可以理解的，该短路环片18上与螺套相对应位置处设有可供竖直丝杆19穿过的过孔。
38.具体的，该驱动电机20的输出轴上固设有随该驱动电机20的输出轴转动的第一齿
轮22，该底座11中部设有与该底座11可转动连接并与该第一齿轮22啮合的中心齿轮23，该至少两根竖直丝杆19中每根竖直丝杆19上均设有与该中心齿轮23啮合的第二齿轮24。
39.优选的，为实现对驱动机构16的隐藏式设计，该底座11为圆盘状底座11，该中心齿轮23为齿圈，该底座11底面中部设有可供该齿圈可转动套设的套环26，该底座11上设有可供该至少一根竖直丝杆19穿过的通孔，该第二齿轮24固设于该竖直丝杆19底端并位于该底座11底面。
40.或，该中心齿轮(23)为可绕中心轴转动的齿圈。
41.在运行过程中，驱动电机20通过输出轴带动第一齿轮22转动，第一齿轮22带动中心齿轮23转动，中心齿轮23转动并带动第二齿轮24转动，第二齿轮24转动并带动竖直丝杆19转动，多根竖直丝杆19通过中心齿轮23驱动并实现同步转动，多根竖直丝杆19同步转动并驱动短路环片18上下移动，实现对永磁铁组件的上下移动调节。
42.优选的，该驱动电机20为伺服电机，该伺服电机可根据控制芯片的控制程序自动控制进行正转/反转及正反转切换。
43.优选的，该电磁铁组件为固设于该底面中部的一个或多个电磁铁，该永磁铁组件为固设于该短路环片18上的一个或多个永磁铁。
44.进一步的，该磁短路顶盖25为盖设于该第一供磁组件13上的环形磁短路顶盖25，或，该磁短路顶盖25为盖设于该第一供磁组件13和第二供磁组件14上的圆盘形磁短路顶盖25。
45.优选的，该内磁短路环14、外磁短路环15、短路环片18和磁短路顶盖25均采用软磁材料制成。
46.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。