一种直流供电的磁吸型悬浮装置的制作方法

本发明涉及电磁领域，特别是涉及一种直流供电的磁吸型悬浮装置。

背景技术：

目前市场上现有的磁悬浮装置基本以磁斥型悬浮装置为主，关于磁吸悬浮装置甚少，例如cn1729614b、cn100544183c、cn204993114u等。

cn1729614b公开的底座包含一组或两组呈对称布置的磁铁以形成水平单轴控制磁场，另外可选择性增设同向磁性的外围环形磁铁以增强防侧翻能力。这种底座结构相对复杂且悬浮不稳定。

cn100544183c公开的底座包括单个环形磁铁以形成水平双轴控制磁场并且同时形成足够的防侧翻能力。这种底座虽然结构简单且悬浮稳定，但悬浮高度不够理想。

cn204993114u公开的底座包括环形磁铁以及在环形磁铁中央布设成反向磁性的柱形磁铁。这种底座虽然顾及了悬浮高度，但却给水平控制机构例如电磁铁的布置造成了空间障碍。

目前市面上的产品一般是大型的、通过电磁铁和永磁铁相结合，实现上方物体的悬浮，实现下方磁吸型物体悬浮的较少，且一般需借助交流供电网络，对摆放位置要求高，不方便移动。本发明提供一种直流供电的磁吸型悬浮装置。

技术实现要素：

本发明提供直流供电的磁吸型悬浮装置，包括直流供电装置、下悬浮体、电磁铁、传感器、控制电路和支架，所述传感器和电磁铁安装在支架上，所述下悬浮体内置有永磁铁，其特征在于，所述传感器检测到永磁铁位于下方时，所述直流供电装置通过控制电路向电磁铁通电，通过异性相吸力和下悬浮体重力的平衡将下悬浮体磁吸悬浮在电磁铁正下方，并且通过所述控制电路控制下悬浮体位于平衡位置。

本发明通过通电电磁铁产生的电磁场和下方悬浮物内置永磁铁的磁场方向相反，异性相吸，产生磁吸力；在合适的间距和位置情况下，下方悬浮物受到的磁吸力和自身重力相等，产生悬停；下方悬浮物经过精密的结构设计，使得悬浮物重心线和磁场方向垂直，保证悬浮物的有效悬空；当悬浮物检测传感器检测到下方有物体后，通过电路板发出电磁铁通电指令；电磁铁线圈通电后，产生磁场，将线圈内部的铁芯磁化，产生磁场方向向下的电磁场；通电电磁铁产生的电磁场和下方悬浮物内置永磁铁的磁场方向相反，异性相吸，产生磁吸力；在合适的间距和位置情况下，下方悬浮物受到的磁吸力和自身重力相等，产生悬停；下方悬浮物经过精密的结构设计，使得悬浮物重心线和磁场方向垂直，保证悬浮物的有效悬空。

进一步地，所述直流供电装置和控制电路内置在支架上，或外置在支架外面。

进一步地，所述电磁铁为一个或多个，并且含有铁芯片和线圈。

进一步地，所述支架为固定支架或可活动支架。

进一步地，所述直流供电装置为移动电源，优选为常见的5v移动电源。

进一步地，所述直流供电装置内含有升压电路，可将5v电源转化为12v电源。

进一步地，所述控制电路包括磁控开关电路、直流电源电路和系统控制电路。

其中，所述系统电路分为a部分是升压电路，b部分是中央微处理电路，c部分是运算放大电路，d部分是霍尔检测ic(磁控检测ic)。

电路原理：当产品接通5ⅴ电源，此时升压电路(a)将电压升为12v，提供给中央微处理电路和运算放大电路及磁控检测电路供电，当磁控检测ic(d)检测到下方内置永磁铁的下悬浮体时，磁检测ic会将磁信号转换成电信号给中央微处理电路，中央微处理电路(b)收到检测电信号后，并输出信号给运算放大器(c)做相应信号大小处理并控制线圈相应电流的大小，从而使线圈产生的磁力与悬浮物体自身重量相平衡，达到悬浮的目的。

本发明有益效果：本装置综合利用了磁场异性相吸，物体检测，直流升压等技术原理，实现了悬浮物智能检测，空中精准悬停，方便部署和移动等功能和特点；

附图说明

图1一种直流供电的磁吸型悬浮装置原理结构示意图；

图2一种直流供电的磁吸型悬浮装置结构示意图；

图3一种直流供电的磁吸型悬浮装置磁控开关电路；

图4一种直流供电的磁吸型悬浮装置磁控开关b板电路；

图5一种直流供电的磁吸型悬浮装置直流电源电路；

图6一种直流供电的磁吸型悬浮装置系统电路；

图7一种直流供电的磁吸型悬浮装置系统电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1和2所示，包括直流供电装置、下悬浮体2、电磁铁1、传感器4、控制电路3和支架5，所述直流供电装置、传感器4、电磁铁1和控制电路3安装在支架5上，所述下悬浮体2内置有永磁铁21，其特征在于，所述传感器4检测到永磁铁21位于下方时，所述直流供电装置通过控制电路3向电磁铁1通电，通过异性相吸力和下悬浮体2重力的平衡将下悬浮体2磁吸悬浮在电磁铁1正下方，并且通过所述控制电路3控制下悬浮体2位于平衡位置。所述电磁铁含有铁芯11和线圈12。

比如，将该套装置应用于一款迷你型磁悬浮公仔上，通过传感器检测到下方公仔后，控制器给上方电磁铁通电，从而产生方向向下的磁场，和公仔内置的磁场方向向上的磁铁产生磁吸力，从而实现公仔的悬空静止。该装置支持5v直流电源供电，因此可使用市面上常见的移动电源供电，方便装置的布置和移动。另外，系统直径32mm，磁铁直径12-14mm，高8-10mm，系统可吊重量50-60g。

实施例2

如图3-6所示，进一步地，所述控制电路包括磁控开关电路、直流电源电路和系统电路。

其中，如图7所示，系统电路分为(a)部分是升压电路，(b)部分是中央微处理电路，(c)部分是运算放大电路，(d)部分是霍尔检测ic(磁检测ic)。

电路原理：当产品接通5ⅴ电源，此时电源升压电路(a)将电压升为12v，提供给中央微处理电路和运算放大电路及磁控检测电路供电，当磁控检测ic(d)检测到下方有带磁性的悬浮物体时，磁检测ic会将磁信号转换成电信号给中央微处理电路，中央微处理电路(b)收到检测电信号后，并输出信号给运算放大器(c)做相应信号大小处理并控制线圈相应电流的大小，从而使线圈产生的磁力与悬浮物体自身重量相平衡，达到悬浮的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种直流供电的磁吸型悬浮装置，包括直流供电装置、下悬浮体、电磁铁、传感器、控制电路和支架，所述传感器和电磁铁安装在支架上，所述下悬浮体内置有永磁铁，其特征在于，所述传感器检测到永磁铁位于下方时，所述直流供电装置通过控制电路向电磁铁通电，通过异性相吸力和下悬浮体重力的平衡将下悬浮体磁吸悬浮在电磁铁正下方，并且通过所述控制电路控制下悬浮体位于平衡位置。

2.根据权利要求1所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述直流供电装置和控制电路内置在支架上，或外置在支架外面。

3.根据权利要求1所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述电磁铁为一个或多个，并且含有铁芯片和线圈。

4.根据权利要求2所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述支架为固定支架或可活动支架。

5.根据权利要求1所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述直流供电装置为5v移动电源。

6.根据权利要求5所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，述直流供电装置内含有升压电路，将5v电源转化为12v电源。

7.进一步地，根据权利要求1或6所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述控制电路包括磁控开关电路、直流电源电路和系统控制电路。

8.根据权利要求7所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述系统电路分为a部分是升压电路，b部分是中央微处理电路，c部分是运算放大电路，d部分是霍尔检测ic电路。

9.根据权利要求8所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述升压电路将电压升为12v，提供给中央微处理电路和运算放大电路及磁控检测电路供电。

10.根据权利要求9所述磁吸型悬浮装置，其特征在于，所述磁控检测ic检测到下方内置永磁铁的下悬浮体时，磁检测ic会将磁信号转换成电信号给中央微处理电路，中央微处理电路收到检测电信号后，并输出信号给运算放大器做相应信号大小处理并控制线圈相应电流的大小。

技术总结
本发明提供一种直流供电的磁吸型悬浮装置，包括直流供电装置、下悬浮体、电磁铁、传感器、控制电路和支架，所述直流供电装置、传感器、电磁铁和控制电路安装在支架上，所述下悬浮体内置有永磁铁，其特征在于，所述传感器检测到永磁铁位于下方时，所述直流供电装置通过控制电路向电磁铁通电，通过异性相吸力和下悬浮体重力的平衡将下悬浮体磁吸悬浮在电磁铁正下方，并且通过所述控制电路控制下悬浮体位于平衡位置。本装置综合利用了磁场异性相吸，物体检测，直流升压等技术原理，实现了悬浮物智能检测，空中精准悬停，方便部署和移动等功能和特点。

技术研发人员：刘明华
受保护的技术使用者：东莞起立玩具有限公司
技术研发日：2020.08.11
技术公布日：2020.11.17