本发明专利技术公开了一种无源综合磁悬浮运动演示装置，用于组合演示三种不同类型材料的磁悬浮运动，包括：套管组件，呈透明状，用于辅助演示铁球在其内部的间隙中进行铁球磁悬浮运动；磁路轨道组件，为环形，用于提供演示抗磁材料悬浮运动、超导材料磁悬浮运动和铁磁材料悬浮运动的磁路轨道；悬浮调平组件，与磁路轨道组件磁性连接，起到支撑和屏蔽磁路轨道组件下方磁场作用。整个装置的独特设计，为超导体演示超导磁悬浮、热解石墨片演示抗磁悬浮、铁球演示铁磁悬浮提供集成的运动轨道，使得装置更加具备观赏性和对比性，具备极佳的演示效果，在科普介绍与讲解、物理类实验课程的实验项目、科技实验及科技馆展览等应用领域具有很强的综合实用性。综合实用性。综合实用性。
【技术实现步骤摘要】
一种无源综合磁悬浮运动演示装置
[0001]本专利技术涉及无源磁悬浮运动
，尤其涉及一种无源综合磁悬浮运动演示装置。
技术介绍
[0002]无源磁悬浮靠永磁体完成悬浮，无需连接电源即可实现，在无源磁悬浮技术的科普介绍与讲解、物理类实验课程的实验项目、科技实验及科技馆展览等应用领域具有重要的意义。
[0003]现有的无源磁悬浮方式包括抗磁悬浮、超导磁悬浮和铁球磁悬浮三种方式。通常情况下，在展示该三种悬浮时需要分别设计组建三个磁路轨道，以此搭建三套演示装置，如果要同时实现以上三种悬浮，搭建三种演示装置的时间长，工作量大，所以需要将三个磁路轨道集成在一种轨道上，但是由于各种磁悬浮的磁路轨道设计复杂多变，并不能通过组建的方式在同一种轨道上满足实现上述三种悬浮类型的演示，导致对无源磁悬浮的展示不够全面，系统性不足。
[0004]所以，现有技术中的演示装置由于磁路轨道设计复杂多变无法综合演示三种悬浮方式。
技术实现思路
[0005]为了解决上述现有演示装置由于磁路轨道设计复杂多变无法综合演示三种悬浮方式的技术问题，本专利技术提供了一种无源综合磁悬浮运动演示装置，通过套管组件、磁路轨道组件以及悬浮调平组件组合后进行三种无源磁悬浮运动的演示。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种无源综合磁悬浮运动演示装置，用于在一条轨道上演示抗磁悬浮、超导磁悬浮、铁磁悬浮的三种磁悬浮运动三种磁悬浮运动，包括：
[0008]套管组件，呈透明状，用于辅助演示铁球在其内部的间隙中进行铁球磁悬浮运动。
[0009]磁路轨道组件，为环形，套管组件放置在磁路轨道组件上，用于提供演示抗磁悬浮、超导磁悬浮以及铁磁悬浮运动的磁路轨道。
[0010]悬浮调平组件，设置在磁路轨道组件的正下方，与磁路轨道组件磁性连接，悬浮调平组件用于支撑磁路轨道组件，并屏蔽磁路轨道组件下方的磁场，通过转动调节磁路轨道组件的水平度。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0012]在磁路轨道组件产生磁场的作用下，利用悬浮调平组件调整其自身的水平状态，提高演示效果。对磁路轨道组件的设计，可以进行抗磁悬浮、超导磁悬浮演示，利用铁球在套管组件内进行铁球磁悬浮的演示，以此将三种悬浮方式综合在一种演示装置中，具有更系统全面、生动直观地演示出三种无源磁悬浮的悬浮现象与悬浮特点。整个装置的独特设计，为超导体进行超导体演示超导磁悬浮、热解石墨片演示抗磁悬浮、铁球演示铁球磁悬浮
提供不同的运动轨道，使得装置更加具备观赏性和对比性，具备极佳的演示效果，在科普介绍与讲解、物理类实验课程的实验项目、科技实验及科技馆展览等应用领域具有很强的综合实用性。
[0013]进一步优选为，套管组件包括：
[0014]圆盘，放置在磁路轨道组件上。
[0015]第一环套，设置在圆盘的上表面，与圆盘固定连接。
[0016]第二环套，位于第一环套内，与第一环套同轴套设，其外壁与第一环套的内壁存在间隙，间隙用于向铁球提供自由绕圈运动的空间轨道。
[0017]采用上述技术方案，通过第一环套和第二环套之间形成的间隙，使铁球能够在间隙中进行自由绕圈运动，以演示铁球磁悬浮的过程。
[0018]进一步优选为，磁路轨道组件包括：
[0019]内轨道，与圆盘的底面接触。
[0020]中间轨道，套设在内轨道的圆周外壁上，且与内轨道同轴套接，与圆盘的底面接触。
[0021]外轨道，设置在中间轨道的外壁上，同轴套接在中间轨道上，且与中间轨道的外壁接触，磁场作用下，内轨道、中间轨道以及外轨道的上表面同平面，且均用于向铁球做铁球磁悬浮、超导体做超导磁悬浮以及热解石墨片做抗磁悬浮提供磁路轨道。
[0022]采用上述技术方案，通过内轨道、外轨道以及中间轨道，向铁球提供了能够进行磁悬浮运动的轨道，实现演示磁悬浮运动的全过程。
[0023]进一步优选为，悬浮调平组件包括：
[0024]底座，设置在磁路轨道组件的正下方，与内轨道的底面、中间轨道的底面以及外轨道的底面均磁性连接，用于通过转动调整内轨道、中间轨道以及外轨道的水平度。
[0025]调平台，放置在底座上，其底面与底座的底面磁性连接。
[0026]水平珠，放置在调平台上，用于在调平台上通过移动呈现底座的水平状态。
[0027]调节腿，设置在底座的底面上，其顶面与底座的底面固接，用于通过转动调节底座的水平度。
[0028]采用上述技术方案，当自多处于倾斜状态时，水平珠就处于调平台的非几何中心处，通过转动调节腿的伸长量使水平珠位于调平台的几何中心，进而调节底座处于水平状态，以提高演示效果，使整个装置在演示过程中更加安全，且便于移动。
[0029]进一步优化为，热解石墨片的的宽度范围为：
[0030]b<c<3b。
[0031]其中c为所述热解石墨片的宽度，b为中间轨道的宽度。
[0032]采用上述技术方案，只要符合该宽度条件的所有热解石墨片，均能在中间轨道上进行抗磁悬浮运动，具有适用范围广的特点。
[0033]进一步优化为，铁球磁悬浮与超导磁悬浮或抗磁悬浮组合演示时，内轨道、中间轨道以及外轨道的宽度参数满足以下条件：
[0034]b≤a且b≤d。
[0035]其中，a为内轨道的宽度，d为外轨道的宽度，b为中间轨道的宽度。
[0036]采用上述技术方案，在该参数条件下，中间轨道的磁场磁力小于内轨道、外轨道的
磁场磁力作用，能够使超导体在该三种轨道上平稳运动。
[0037]进一步优化为，内轨道、中间轨道以及外轨道纵截面处的磁场排列方式为NSN或SNS中任一种。
[0038]采用上述技术方案，以此向中间轨道提供两种不同的磁场，以使演示铁球演示不同的运动。
[0039]进一步优化为，底座的材质选用铁磁材料。
[0040]采用上述技术方案，底座对内轨道、中间轨道以及外轨道的下半部磁场进行屏蔽，确保装置的安全演示和便于移动。
[0041]进一步优化为，第一环套、第二环套以及圆盘的材质均选用透明亚克力板。
[0042]采用上述技术方案，透明状的透明亚克力板制作的第一环套和第二环套具有很好通透性，在演示过程中，便于清楚地演示运动过程，提高演示效果。
[0043]进一步优化为，间隙的宽度大于铁球的直径。
[0044]采用上述技术方案，铁球在自由绕圈运动的过程中及不触碰第一套环的内壁又不接触第二套环的外壁，便于演示过程的进行，以此提高演示效果。
附图说明
[0045]图1为本实施例的结构示意图。
[0046]图2为本实施例中悬浮调平组件的结构示意图。
[0047]图3为本实施例中套管组件和磁路轨道组件的结构示意图。
[0048]图4为本实施例为演示铁球磁悬浮运动示意图。
[0049]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无源综合磁悬浮运动演示装置，用于通过在一条轨道上组合演示抗磁悬浮、超导磁悬浮、铁磁悬浮的三种磁悬浮运动，其特征在于，包括：套管组件(1)，呈透明状，用于辅助演示铁球(6)在其内部的间隙中进行铁球磁悬浮运动；磁路轨道组件(3)，为环形，所述套管组件(1)放置在所述磁路轨道组件(3)上，用于提供演示抗磁悬浮、超导磁悬浮以及铁磁悬浮运动的磁路轨道；悬浮调平组件(2)，设置在所述磁路轨道组件(3)的正下方，与所述磁路轨道组件(3)磁性连接，所述悬浮调平组件(2)用于支撑所述磁路轨道组件(3)，并屏蔽所述磁路轨道组件(3)下方的磁场，通过转动调节所述磁路轨道组件(3)的水平度。2.根据权利要求1所述的无源综合磁悬浮运动演示装置，其特征在于，所述套管组件(1)包括：圆盘(13)，放置在所述磁路轨道组件(3)上；第一环套(11)，设置在所述圆盘(13)的上表面，与所述圆盘(13)固定连接；第二环套(12)，位于所述第一环套(11)内，与所述第一环套(11)同轴套设，其外壁与所述第一环套(11)的内壁存在间隙，所述间隙用于向所述铁球提供自由绕圈运动的空间轨道。3.根据权利要求2所述的无源综合磁悬浮运动演示装置，其特征在于，所述磁路轨道组件(3)包括：内轨道(31)，与所述圆盘(13)的底面接触；中间轨道(32)，套设在所述内轨道(31)的圆周外壁上，且与所述内轨道(31)同轴套接，与所述圆盘(13)的底面接触；外轨道(33)，设置在所述中间轨道(32)的外壁上，同轴套接在所述中间轨道(32)上，且与所述中间轨道(32)的外壁接触，磁场作用下，所述内轨道(31)、所述中间轨道(32)以及所述外轨道(33)的上表面同平面，且均用于向铁球做铁磁悬浮、超导体(4)做超导磁悬浮以及热解石墨片(5)做抗磁悬浮提供磁路轨道。4.根据权利要求3所述的无源综合磁悬浮运动演示装置，其特征在于，所述悬浮调平组件(2)包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明梓，高美玲，杨璐娜，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：
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