磁悬浮装置，包括具有永磁体的悬浮体和磁悬浮机构，磁悬浮机构用于将悬浮体悬浮于其上方预定位置。磁悬浮机构包含中心永磁体以及环形永磁体。环形永磁体围绕中心永磁体设置并与中心永磁体隔开。当悬浮体正常悬浮在磁悬浮机构上方时，悬浮体的永磁体的下表面磁性与中心永磁体的上表面磁性相同并且与环形永磁体的上表面磁性相反。本实用新型专利技术的磁悬浮机构由于采用了中心永磁体和环形永磁体这种组合，从而能够将悬浮体稳定悬浮在理想高度。
【技术实现步骤摘要】
本技术总体涉及磁悬浮领域。
技术介绍
现有的磁斥型悬浮装置虽然能够将悬浮体悬浮在底座上方，但是悬浮高度通常很低，不能令人满意。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种磁悬浮装置，其能够将悬浮体悬浮在理想的预定高度。根据本技术的磁悬浮装置，包括:具有永磁体的悬浮体；和磁悬浮机构，用于将悬浮体悬浮于其上方预定位置，其包含:中心永磁体；以及环形永磁体，围绕中心永磁体设置并与中心永磁体隔开，其中当悬浮体正常悬浮在磁悬浮机构上方时，悬浮体的永磁体的下表面磁性与中心永磁体的上表面磁性相同并且与环形永磁体的上表面磁性相反。在本技术中，中心永磁体可以对悬浮体产生向上的强磁斥力以平衡悬浮体的重力，并且在环形永磁体的进一步作用下，悬浮体不会在垂直平面内翻转，这样可以将悬浮体悬浮在理想预定高度。 在本技术的一个实施例中，环形永磁体为均匀外圆环形永磁体，并且中心永磁体为与外圆环形永磁体同心设置的均匀内圆柱形永磁体。在本技术的一个实施例中，环形永磁体为均匀外圆环形永磁体，并且中心永磁体为与外圆环形永磁体同心设置的均匀内圆环形(空心)永磁体。这种情况下，控制系统的磁性传感器可以设置在空心圆柱(内圆环线永磁体)内部以节省空间。在本技术的某些实施例中，还包括设置在磁悬浮机构内的水平电磁控制系统，用于实时控制悬浮体相对于磁悬浮机构沿水平方向的偏移。水平电磁控制系统包括至少两组电磁铁、与所述至少两组电磁铁相对应的至少两个磁性传感器、以及控制电路，用以分别控制悬浮体在水平方向上偏离所述预定位置的至少两个自由度。当悬浮体在所述预定位置的水平方向产生位移时，所述至少两个磁性传感器分别产生相应的控制信号，用来分别控制各组电磁铁的励磁电流，从而通过所述电磁铁所产生的可控磁力使所述悬浮体返回到所述预定位置。本技术的磁悬浮机构由于采用了中心永磁体和环形永磁体这种组合，从而能够将悬浮体稳定悬浮在理想高度(比常规磁斥型悬浮装置的悬浮体悬浮高度至少增加一倍)。【附图说明】图1为根据本技术的磁悬浮装置中的悬浮体和磁悬浮机构的一个实施例的正视示意图；图2为图1中示出的磁悬浮机构的俯视示意图；图3为根据本技术的磁悬浮装置中的悬浮体和磁悬浮机构的另一个实施例的正视示意图；以及图4为图3中示出的磁悬浮机构的俯视示意图。【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本技术做进一步说明，本领域技术人员应该理解，实施例和附图只是为了更好地理解本技术，并不用来做出任何限制。图1-2示出了本技术磁悬浮装置中的悬浮体和相应的磁悬浮机构的一个具体实施例。悬浮体中的磁铁由两块圆柱形永磁体叠加而成，上方的永磁体201直径大于下方的永磁体202，这种布置方式非常适合于设置在球形悬浮体中。磁悬浮机构包括中心永磁体401、环形永磁铁402以及水平电磁控制系统。其中，中心永磁铁401为实心均匀圆柱形。当悬浮体正常悬浮在磁悬浮机构上方时，永磁体201和202的下表面磁性与中心永磁体401的上表面磁性相同并且与环形永磁体402的上表面磁性相反。中心永磁体401与永磁铁201和202的中心轴为同轴布置，从而中心永磁体401在Z轴方向上对悬浮体能够产生较大的磁斥力，从而能够将悬浮体悬浮在理想的预定高度。但在通常情况下，由于两个同极磁体之间会发生彼此的滑斥，仅依靠中心永磁体401的磁斥力很难将悬浮体悬浮起来。在本技术中，技术人在中心永磁铁401的外周还设置有环形永磁体402，环形永磁体402的上表面磁性与永磁体201和202的下表面磁性相反，在环形永磁体402的作用下，悬浮体不会在垂直平面内翻转。在优选情况下，在永磁体201的上表面设置有导磁片203，在中心永磁体401和环形永磁体402的下表面设置有导磁片403。通过导磁片203和403的导向作用，能够使悬浮体和磁悬浮机构之间的磁场作用更加集中，从而提高了效率。在上述实施例中，水平电磁控制系统优选包括四个电磁铁411-414以及相对应的四个霍尔传感器(磁性传感器)422-424，四个电磁铁411-414在水平面内以环形永磁铁的轴线(X和Y轴)为中心而分布，再按中心对称地两两串联或并联成一组并使同一组电磁铁的同向端在通电后磁性相反，当其作用与电磁铁组上方的悬浮体的永磁铁时，会在永磁铁上合成一个水平力。合成的水平力可以控制悬浮体的一个水平自由度，这样两组相互垂直的电磁铁就可以控制水平面内的二个自由度，从而使悬浮体平衡于磁悬浮基座上方。具体的控制电路和控制原理已为本领域技术人员所公知，例如可以参见中国专利申请CN1819436A，在此以参见方式引入其全部内容。图3-4示出了本技术磁悬浮装置中的悬浮体和相应的磁悬浮机构的另一个具体实施例。与图1-2所示出的实施例不同之处在于，中心永磁体401为空心圆柱形，并且霍尔传感器仅设置两个(422和423)，分别用来检测X轴和Y轴方向上的励磁电流。其中霍尔传感器422和423设置在中心永磁体401的中心孔中，从而减少元件数目并节省空间。本领域技术人员应当理解，上述实施方式仅起解释本技术的作用，而不应当理解为对其作出的任何限制。例如环形永磁体402不局限于单个环形永磁体，还可以是在水平内环形分布的三个以上的柱形永磁体组或是一个环形永磁体与环形分布的柱形永磁体组在垂直方向叠加在一起的组合体。电磁铁也不局限于4个，能够分成两组(每组至少包含一个电磁铁)以上以控制水平方向上的两个自由度都是可以的，例如6个等，与此对应，能够控制悬浮体在水平方向上二维自由度运动的任何数目的传感器都是可以的。另外，电磁铁的布置方式还可以有多种，根据需要可以设置在环形永磁体402的内部、外部或上部，或与组成环形永磁体402的多个柱形永磁体在圆周方向上间隔排列。此外，电磁铁也不局限于带铁芯的线圈，同样可以采用无芯线圈来作为电磁铁。【主权项】1.一种磁悬浮装置，其特征在于，包括: 具有永磁体的悬浮体；和 磁悬浮机构，用于将悬浮体悬浮于其上方预定位置，其包含: 中心永磁体；以及 环形永磁体，围绕中心永磁体设置并与中心永磁体隔开， 其中当悬浮体正常悬浮在磁悬浮机构上方时，悬浮体的永磁体的下表面磁性与中心永磁体的上表面磁性相同并且与环形永磁体的上表面磁性相反。2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，环形永磁体为均匀外圆环形永磁体，并且中心永磁体为与外圆环形永磁体同心设置的均匀内圆柱形永磁体。3.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，环形永磁体为均匀外圆环形永磁体，并且中心永磁体为与外圆环形永磁体同心设置的均匀内圆环形永磁体。4.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，还包括设置在磁悬浮机构内的水平电磁控制系统，用于实时控制悬浮体相对于磁悬浮机构沿水平方向的偏移。5.根据权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，水平电磁控制系统包括: 至少两组电磁铁； 与所述至少两组电磁铁相对应的至少两个磁性传感器；以及 控制电路，用以分别控制悬浮体在水平方向上偏离所述预定位置的至少两个自由度， 其中当悬浮体在所述预定位置的水平方向产生位移时，所述至少两个磁性传感器分别产生相应的控制信号，用来分别控制各组电磁铁的励磁电流，从而通过所述电磁铁所产生的可控磁力使所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁悬浮装置，其特征在于，包括：具有永磁体的悬浮体；和磁悬浮机构，用于将悬浮体悬浮于其上方预定位置，其包含：中心永磁体；以及环形永磁体，围绕中心永磁体设置并与中心永磁体隔开，其中当悬浮体正常悬浮在磁悬浮机构上方时，悬浮体的永磁体的下表面磁性与中心永磁体的上表面磁性相同并且与环形永磁体的上表面磁性相反。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李才力，王云川，李良清，王晓冰，
申请(专利权)人：肇庆市衡艺实业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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