基于磁力驱动的重心调整机构及物品保护装置的制作方法

1.本技术属于重心调整技术领域，更具体地说，是涉及一种基于磁力驱动的重心调整机构及物品保护装置。


背景技术：

2.在工业生产中，或者在日常生活中，经常遇到需要调整物品的重心的情况。
3.专利文献cn107330346a公开了一种重心调整装置及终端，在终端的跌落过程中，通过两种密度不同的液体的位置互换来调整终端的重心。在这个重心调整方法中，液体的移动是不受控的，即不能根据特定的需求来实时调整重心，所以这种方法的适用场景比较受限。
4.专利文献cn103901944b公开了一种调整重心位置的方法及电子设备，通过驱动装置控制可移动单元的移动来调整电子设备的重心，并进一步公开了平板电脑中的可移动单元具体为可移动电池单元或可移动电路板。然而，在大多数应用场景下，驱动可移动电池单元或可移动电路板移动来调整设备重心，是难以实现的，或者需要较复杂的结构和成本来实现。
5.所以有必要提供一种新的重心调整方案。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种基于磁力驱动的重心调整机构及物品保护装置，以解决现有技术中存在的不能实时调整重心或重心调整结构较为复杂的技术问题。
7.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种基于磁力驱动的重心调整机构，包括：基座，具有流腔；磁介质，被配置为在所述流腔内至少可沿第一方向和第二方向移动，第一方向和第二方向相互垂直，所述磁介质可被磁力吸引，所述磁介质呈颗粒状、粉状或流体；第一电磁组件和第二电磁组件，相对于所述基座固定且分别位于所述流腔的沿第一方向的两侧，第一电磁组件和第二电磁组件用于产生吸引所述磁介质的磁吸力，第一电磁组件产生的磁吸力的方向沿第一方向的正向，第二电磁组件产生的磁吸力的方向沿第一方向的负向；第三电磁组件和第四电磁组件，相对于所述基座固定且分别位于所述流腔的沿第二方向的两侧，第三电磁组件和第四电磁组件用于产生吸引所述磁介质的磁吸力，第三电磁组件产生的磁吸力的方向沿第二方向的正向，第四电磁组件产生的磁吸力的方向沿第二方向的负向；姿态检测传感器，相对于所述基座固定并用于检测所述基座的空间姿态；控制模块，用于根据所述姿态检测传感器的反馈信号控制第一电磁组件、第二电磁组件、第三电磁组件和第四电磁组件的工作；
并且，所述流腔的腔底设有多个沿第一方向和第二方向均匀分布的储料槽；所述重心调整机构还包括永磁体，所述永磁体位于所述基座的靠近所述流腔的腔底的一侧，所述永磁体用于产生吸引所述磁介质的磁吸力，以使所述磁介质保持于所述储料槽内。
8.可选地，第一电磁组件或第二电磁组件包括多个沿第二方向排列的电磁线圈；或者，第三电磁组件或第四电磁组件包括多个沿第一方向排列的电磁线圈。
9.可选地，还包括永磁体，所述永磁体位于所述基座的靠近所述流腔的腔底的一侧，所述永磁体用于产生吸引所述磁介质的磁吸力，以使所述磁介质保持于所述储料槽内。
10.可选地，还包括软磁体和温控模块，所述软磁体位于所述永磁体与所述流腔之间，所述温控模块用于调整所述软磁体的温度以减弱所述软磁体的磁性。
11.可选地，所述温控模块包括两个与所述软磁体电接触的电极，通过对所述软磁体通电以加热所述软磁体，所述软磁体的居里温度不高于400℃。
12.可选地，所述软磁体与所述永磁体相互抵接。
13.本技术还提供另一种基于磁力驱动的重心调整机构，包括：基座，具有流腔；磁介质，被配置为在所述流腔内至少可沿第一方向和第二方向移动，第一方向和第二方向相互垂直，所述磁介质可被磁力吸引，所述磁介质呈颗粒状、粉状或流体；第一电磁组件和第二电磁组件，相对于所述基座固定且分别位于所述流腔的沿第一方向的两侧，第一电磁组件和第二电磁组件用于产生吸引所述磁介质的磁吸力，第一电磁组件产生的磁吸力的方向沿第一方向的正向，第二电磁组件产生的磁吸力的方向沿第一方向的负向；第三电磁组件和第四电磁组件，相对于所述基座固定且分别位于所述流腔的沿第二方向的两侧，第三电磁组件和第四电磁组件用于产生吸引所述磁介质的磁吸力，第三电磁组件产生的磁吸力的方向沿第二方向的正向，第四电磁组件产生的磁吸力的方向沿第二方向的负向；姿态检测传感器，相对于所述基座固定并用于检测所述基座的空间姿态；控制模块，用于根据所述姿态检测传感器的反馈信号控制第一电磁组件、第二电磁组件、第三电磁组件和第四电磁组件的工作；并且，所述流腔的腔底设有多个沿第一方向和第二方向均匀分布的储料槽；所述重心调整机构还包括挤压件，所述流腔的与腔底相对的一侧具有开口，所述挤压件设于所述开口，所述挤压件用于挤压所述磁介质以使所述磁介质保持于所述储料槽内。
14.可选地，还包括气囊和电控阀门，所述电控阀门用于控制气囊的泄气；所述气囊与所述挤压件抵接，或者，所述挤压件为所述气囊的一部分。
15.本技术还提供一种物品保护装置，其包括壳体和所述重心调整机构，所述重心调整机构安装于所述壳体，所述壳体用于承载物品。
16.可选地，所述物品保护装置还包括降落伞，所述降落伞与物品或所述壳体连接。
17.本技术提供的基于磁力驱动的重心调整机构的有益效果在于：与现有技术相比，本技术的重心调整机构包括基座、磁介质、第一电磁组件、第二电磁组件、第三电磁组件、第
四电磁组件、姿态检测传感器和控制模块；流腔的腔底设有多个均匀分布的储料槽，在初始状态，磁介质可在永磁体的吸引下或挤压件的挤压下保持于储料槽，使得包含基座的整体重心比较均匀，不至于一开始就重心失衡；在重心失衡状态下，控制模块根据所述姿态检测传感器的反馈信号控制四个电磁组件的工作，其中第一电磁组件和第二电磁组件控制磁介质在第一方向上的位置，第三电磁组件和第四电磁组件控制磁介质在第二方向上的位置，从而能够实现对重心的实时调整；因为是通过磁介质在流腔内的移动来调整重心，磁介质可以呈颗粒状、粉状或流体，所以基座可以做得比较扁平，特别适合基座厚度受限的应用场景，也使得产品的结构较为简单。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术第一实施例提供的第一重心调整机构的俯视图。
20.图2为本技术第一实施例提供的第一重心调整机构的沿剖切线a-a的剖视图。
21.图3为本技术第二实施例提供的第二重心调整机构的剖视图。
22.图4为本技术第三实施例提供的第三重心调整机构的剖视图。
23.其中，图中各附图标记：100-第一重心调整机构，10-基座，11-流腔，12-储料槽，21-第一电磁组件，211-电磁线圈，22-第二电磁组件，23-第三电磁组件，24-第四电磁组件，30-盖板，200-第二重心调整机构，40-永磁体，50-软磁体，300-第三重心调整机构，60-挤压件，70-气囊。
具体实施方式
24.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
25.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
26.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.第一实施例：请参阅图1至图2，现对本技术第一实施例提供的第一重心调整机构100进行说明。第一重心调整机构100包括：基座10、磁介质、第一电磁组件21、第二电磁组件22、第三电磁组件23、第四电磁组件24、姿态检测传感器、控制模块和盖板30。
29.基座10具有流腔11；磁介质被配置为在流腔11内至少可沿第一方向x和第二方向y移动，第一方向x和第二方向y相互垂直，磁介质可被磁力吸引，磁介质呈颗粒状、粉状或流体；第一电磁组件21和第二电磁组件22相对于基座10固定且分别位于流腔11的沿第一方向x的两侧，第一电磁组件21和第二电磁组件22用于产生吸引磁介质的磁吸力，第一电磁组件21产生的磁吸力的方向沿第一方向x的正向，第二电磁组件22产生的磁吸力的方向沿第一方向x的负向；第三电磁组件23和第四电磁组件24相对于基座10固定且分别位于流腔11的沿第二方向y的两侧，第三电磁组件23和第四电磁组件24用于产生吸引磁介质的磁吸力，第三电磁组件23产生的磁吸力的方向沿第二方向y的正向，第四电磁组件24产生的磁吸力的方向沿第二方向y的负向；姿态检测传感器相对于基座10固定并用于检测基座10的空间姿态；控制模块用于根据姿态检测传感器的反馈信号控制第一电磁组件21、第二电磁组件22、第三电磁组件23和第四电磁组件24的工作；并且，流腔11的腔底设有多个沿第一方向x和第二方向y均匀分布的储料槽12。
30.本技术提供的基于磁力驱动的第一重心调整机构100的有益效果在于：与现有技术相比，本技术的第一重心调整机构100包括基座10、磁介质、第一电磁组件21、第二电磁组件22、第三电磁组件23、第四电磁组件24、姿态检测传感器和控制模块；流腔11的腔底设有多个均匀分布的储料槽12，在初始状态，磁介质可存放于储料槽12，使得包含基座10的整体重心比较均匀，不至于一开始就重心失衡；在重心失衡状态下，控制模块根据姿态检测传感器的反馈信号控制四个电磁组件的工作，其中第一电磁组件21和第二电磁组件22控制磁介质在第一方向x上的位置，第三电磁组件23和第四电磁组件24控制磁介质在第二方向y上的位置，从而能够实现对重心的实时调整；因为是通过磁介质在流腔11内的移动来调整重心，磁介质可以呈颗粒状、粉状或流体，所以基座10可以做得比较扁平，特别适合基座10厚度受限的应用场景，也使得产品的结构较为简单。
31.基座10具有流腔11，流腔11可以呈四方形，例如长方形或正方形，其两个相邻的边分别沿第一方向x和第二方向y。以与流腔11的腔底垂直的方向为第三方向z，第一方向x、第二方向y和第三方向z可构成空间直角坐标系。值得注意的是，流腔11的腔底不一定是平的，例如其还可以是弧形的。盖板30与基座10连接以封盖流腔11。
32.值得注意的是，本技术通过控制磁介质沿第一方向x和第二方向y的移动来调整重心，流腔11的形状对于实现重心调整是无关紧要的。例如流腔11还可以呈球形或不规则的形状，只要磁介质可沿第一方向x和第二方向y移动即可。同理，第一方向x和第二方向y构成的平面相对于流腔11或基座10的空间姿态也是无关紧要的。图2所示的流腔11的腔底是平的，且与第一方向x和第二方向y构成的平面平行，这仅作为一种实施例；实际上，流腔11的腔底即便是斜的或不规则的，也不影响磁介质沿第一方向x和第二方向y的移动以调整重心。
33.磁介质可在流腔11内自由移动或流动。磁介质可以呈颗粒状、粉状或流体。例如，磁介质可以是铁珠、铁粉或者磁性液体。磁介质呈流体，例如可以是液体、固液混合物或者
可自由变形的胶状。
34.基座10的一个非常重要的特征是，流腔11的腔底设有多个沿第一方向x和第二方向y均匀分布的储料槽12。将磁介质注入流腔11后，可以通过振动的方式使得磁介质均匀分布在储料槽12内。在初始状态，即基座10倾斜之前，磁介质存放于储料槽12，质心均匀，使得包含基座10的整体重心比较均匀，不至于一开始就重心失衡。
35.姿态检测传感器用于检测基座10的空间姿态，例如可以是陀螺仪。控制模块根据姿态检测传感器的反馈信号控制四个电磁组件的工作。如果基座10处于水平状态，则四个电磁组件不工作。如果基座10的沿第一方向x的一端下沉，则第一电磁组件21或第二电磁组件22工作，吸引磁介质往较高的一端移动，以调整基座10的姿态。实际上，在坠落过程中，基座10的姿态变化往往是比较复杂的，控制模块实时控制四个电磁组件共同工作，吸引磁介质沿着第一方向x和第二方向y移动，实现基座10的重心的动态平衡。
36.四个电磁组件可以均由电磁线圈211组成，电磁线圈211可以呈现为电磁铁。例如，第一电磁组件21和第二电磁组件22包括多个沿第二方向y排列的电磁线圈211，第三电磁组件23或第四和磁组件包括多个沿第一方向x排列的电磁线圈211。四组电磁线圈211尽量围绕基座10的中心均匀分布。
37.第二实施例：请参阅图3，现对本技术第二实施例提供的第二重心调整机构200进行说明。
38.第二实施例与第一实施例的主要区别在于，第二实施例提供的第二重心调整机构200还包括永磁体40、软磁体50和温控模块。
39.基座10具有正常工作状态和坠落状态，可被姿态检测传感器和控制模块识别，上文提到的初始状态可作为正常工作状态的一种情形。在正常工作状态，基座10可能处于水平状态，也可能处于倾斜状态。四个电磁组件可被配置为只在坠落状态下工作。例如，手机固定于基座10，在正常工作状态，手机可能处于水平状态，也可能处于倾斜状态。
40.永磁体40位于基座10的靠近流腔11的腔底的一侧，永磁体40用于产生吸引磁介质的磁吸力，以使磁介质保持于储料槽12内。永磁体40对磁介质产生向下的磁吸力，即沿第三方向z的负向。在正常工作状态，磁介质在永磁体40的吸引下保持于储料槽12内，使得基座10的重心均匀，可抵抗一定的倾斜或颠簸抖动，不至于在坠落之前就重心失衡。永磁体40的磁化方向可沿第三方向z。
41.软磁体50位于永磁体40与流腔11之间，温控模块用于调整软磁体50的温度以减弱软磁体50的磁性。软磁体50由软磁材料制成，例如铁硅合金或坡莫合金。在正常工作状态，软磁体50处于正常工作温度，可被永磁体40磁化，从而保持对磁介质的磁吸力。在坠落状态，温控模块调整软磁体50的温度，当软磁体50的温度超过其居里温度，软磁体50的磁性减弱或消失，对磁介质的磁吸力也相应减弱或消失，由此，便于磁介质在电磁组件的吸引下移动或流动。
42.进一步地，温控模块包括两个与软磁体50电接触的电极，通过对软磁体50通电以加热软磁体50，软磁体50的居里温度不高于400℃。具体地，软磁体50可以是粘结汝铁硼或烧结汝铁硼，其居里温度是300℃至350℃。软磁体50还可以采用专利文献cn112021919a或cn212307542u公开的软磁材料。
43.优选地，软磁体50与永磁体40相互抵接，软磁体50尽量靠近永磁体40，从而能够改
善永磁体40对软磁体50的磁化作用，即增大对磁介质的磁吸力。在一些示例中，软磁体50与永磁体40通过粘胶连接，也可视为软磁体50与永磁体40相互抵接。
44.永磁体40和软磁体50都可以呈扁平状，以减少第二重心调整机构200的整体厚度。
45.值得注意的是，软磁体50可控消磁，用于减少磁介质在电磁组件的磁吸下移动受到的阻力，软磁体50不是必须的，即可以去掉软磁体50，令永磁体40靠近流腔11的腔底，加大电磁组件的工作电流，也可驱动磁介质移动或流动。
46.第三实施例：请参阅图4，现对本技术第三实施例提供的第三重心调整机构300进行说明。
47.第三实施例与第一实施例的主要区别在于，第三实施例提供的第三重心调整机构300还包括挤压件60、气囊70和电控阀门。
48.第三实施例与第二实施例可作为使磁介质保持于储料槽12内的不同实施例。
49.流腔11的与腔底相对的一侧具有开口，挤压件60设于开口，挤压件60用于挤压磁介质以使磁介质保持于储料槽12内。在正常工作状态，磁介质在挤压件60的挤压下保持于储料槽12内，使得基座10的重心均匀。挤压件60的挤压驱动力可以是弹性力。挤压件60可以由弹性材料制成。
50.在一些示例中，可以在挤压件60的远离流腔11的一侧设置气囊70，气囊70与挤压件60抵接，电控阀门用于控制气囊70的泄气。在正常工作状态，气囊70处于膨胀状态，挤压流腔11内的磁介质，使得磁介质保持于储料槽12内。在坠落状态，电控阀门打开，令气囊70泄气，消除对磁介质的挤压，则磁介质可在电磁组件的吸引下较快地移动或流动。在一些情况下，也可将挤压件60视为气囊70的一部分。
51.在另一些示例中，可以在挤压件60的远离流腔11的一侧设置弹簧，弹簧推动挤压件60挤压流腔11内的磁介质。
52.本技术还提供一种物品保护装置，其包括壳体和上述任何一种重心调整机构，重心调整机构安装于壳体，壳体用于承载物品。壳体与基座10连接，或者将基座10视为壳体的一部分。物品可以是终端设备，例如手机，也可以是快递运送的包裹。
53.进一步地，物品保护装置还包括降落伞，降落伞与物品或壳体连接。重心调整机构可以用于物品的空投。飞行器投放物品，在物品的坠落过程中，降落伞打开以降低坠落的速度，重心调整机构可以调整物品的落地姿态，使物品平稳着地，起到保护物品的作用。物品保护装置特别适用于无人机投放快递包裹的场景。
54.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。