一种磁阻式磁力悬浮装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种磁阻式磁力悬浮装置，包括磁体架，磁体架内相对分别固定磁体，磁体之间是轭铁，所述磁体的排列形式是阵列，两列阵列分别固定在非导磁磁体架内两侧，两列阵列之间构成磁力线回路；两列阵列之间是轭铁Ⅰ，轭铁Ⅰ与两侧阵列的气隙相等，轭铁Ⅰ由非导磁的轭铁架支撑。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于磁悬浮领域，具体涉及一种磁阻式磁力悬浮装置。
技术介绍
磁力悬浮技术在科研、工业、交通等领域有着十分重要的潜在应用，目前 常见的悬浮机构有常导电磁悬浮、超导电磁悬浮以及普通永磁悬浮。常导电 磁悬浮装置需要耗电，控制技术复杂，能耗高；超导电磁悬浮装置需要提供超 低温环境，能耗高，造价昂贵；普通永磁悬浮是同极相斥磁悬浮，其回复力小， 造价高、布局复杂、施工工程量大。海尔贝克阵列是Halbach发现的一种特殊的磁体排列形式，又叫Halbach阵 列，由磁体方向按一定规律变化的单元磁块构成，以使磁体一侧磁场得到加强， 而另一侧被削弱几乎为零。
技术实现思路
本技术要解决的是磁力悬浮装置中能耗高、造价昂贵的问题，提供一 种能耗低、造价低、比普通磁体回复力至少大一个数量级的磁阻式磁力悬浮装 置。本技术的技术方案是以下述方法实现的一种磁阻式磁力悬浮装置，包括磁体架，磁体架内相对分别固定磁体，磁 体之间是轭铁，所述磁体的排列形式是阵列，两列阵列分别固定在非导磁磁体 架内两侧，两列阵列之间构成磁力线回路；两列阵列之间是轭铁I，轭铁I与两侧阵列的气隙相等，轭铁I由非导磁的轭铁架支撑。所述阵列是Halbach阵列。所述Halbach阵列底端分别固定轭铁II，两列Halbach阵列上端固定轭铁III。每列Halbach阵列是3块、5块、7块、9块磁体组成；分别对应是1块、2 块、3块、4块轭铁I，相邻两个轭铁I由非导磁材料连接。所述阵列是磁体和凸铁交替排列的间隔阵列；每列间隔阵列内，相邻磁体 的磁化方向竖直且相反，两列间隔阵列中，处于平行位置的两磁体磁化方向相 反。每列间隔阵列是2块、3块、4块、5块磁体组成；分别对应是l块、2块、 3块、4块轭铁I，相邻两个轭铁I由非导磁材料连接。所述磁体架是条状槽，所述阵列及轭铁是与条状槽相配合的条状。所述磁体架是环状槽，所述阵列及轭铁是与环状槽相配合的环状。磁体架和轭铁架之间、磁体架和轭铁I之间设置滑动导靴、滚动导靴之一。磁体架和轭铁架之间、磁体架和轭铁I之间设置滑动导靴、滚动导靴之一。本技术所提供的磁阻式磁力悬浮装置，永磁体按照一定形式排列，磁 力大；在常温下即可工作，磁悬浮装置在工作中不需要供电，耗能小。附图说明图l为实施例l剖视示意图2为实施例1中两列Halbach阵列的磁力线分布示意图3为实施例1中轭铁I在竖直方向受力最小时磁力线分布示意图4为实施例1中轭铁I在竖直方向受力最大时磁力线分布示意图5为实施例1中轭铁I所受竖直方向的力随着轭铁I与Halbach阵列的相对位移的变化关系示意图6为实施例2剖视示意图7为实施例2中两列Halbach阵列的磁力线分布示意图8为实施例2中轭铁I在竖直方向受力最小时磁力线分布示意图9为实施例2中轭铁I在竖直方向受力最大时磁力线分布示意图10为每列Halbach阵列的磁体为5组时本技术的剖视示意图11为实施例3剖视示意图12为实施例3中两列间隔阵列的磁力线分布示意图； 图13为实施例3中轭铁I在竖直方向受力最小时磁力线分布示意图； 图14为实施例3中轭铁I在竖直方向受力最大时磁力线分布示意图； 图15为实施例3中轭铁I所受竖直方向的力随着轭铁I与间隔阵列的相对 位移的变化关系示意图16为每列间隔阵列的磁体为3组时本技术的剖视示意图； 图17为磁体架为条状槽时本技术的侧视示意图； 图18为磁体架为环状槽时本技术剖视示意图； 图19为图18的A-A向剖视图20为带有定位装置的条状磁阻式磁力悬浮装置的剖视示意图21为本技术在磁悬浮列车中应用的主视示意图22为图21的B-B向剖视示意图23为本技术在电梯中应用的剖视示意图24为图23的C-C向剖视示意图。图25为带有定位装置的环状磁阻式磁力悬浮装置的剖视示意图；具体实施方式实施例1图1中，磁阻式磁力悬浮装置包括磁体架1，非导磁的磁体架1内两侧固定 两列以Halbach阵列形式排列的磁体阵列2，两列Halbach阵列2平行、等高排 列，每列Halbach阵列2包含三块磁体，其中一列由上到下三块磁体的磁化方向 如下竖直向上、水平向右、竖直向下；与之对应的另一列中由上到下三块磁 体的磁化方向如下竖直向下、水平向右、竖直向上，两列Halbach阵列2之间 构成磁力线回路；两列Halbach阵列2之间是导磁的轭铁I 3，轭铁I 3与两侧 Halbach阵列2的气隙相等，轭铁13由非导磁的轭铁架4支撑。Halbach阵列是一个特殊的磁体排列形式，阵列的一侧产生很强的磁场，而 另一侧磁场很弱。本技术中两列Halbach阵列相互平行且等高，利用两个阵 列所产生的强磁场构成磁力线回路，其磁力线分布如图2所示，两个Halbach 阵列2中心位置磁场路径最短，上下两端磁场路径最长。由磁路最短原理知道， 轭铁I3进入或退出这一强磁场时，磁路磁阻变化产生强大的磁阻力，该磁阻力 试图使磁场路径向着最短的方向收縮，是一个使运动部分回归到磁阻最小位置 即平衡位置的回复力。图3是轭铁I中心线与Halbach阵列2中间磁体的中心线重合时磁力线分布 示意图，磁力线以近似直线形式穿过磁轭，此时磁场路径最短，轭铁I3竖直方 向受力最小；图4是轭铁13下表面与Halbach阵列2中间磁体的上表面平齐时 的磁力线分布示意图，磁力线以曲线的形式穿过轭铁I3，此时磁场路径最长， 根据磁路最短原理，轭铁I 3受到磁体竖直向下的回复磁力以使经过轭铁I 3的 磁力线最短。同理，轭铁I 3上表面与Halbach阵列2中间磁体的下表面平行时，轭铁I 3受到磁体向下的回复力以使经过轭铁I 3的磁力线最短。轭铁I 3受力大小与磁体和轭铁I竖直位移之间的关系如图5所示，所述x 轴是指磁体和轭铁I之间竖直方向相对位移，所述y轴是轭铁13所受到磁体的 竖直方向的磁力。图中平衡位置指轭铁13中心线与Halbach阵列2中间磁体 的水平中心线重合位置，当轭铁I 3向上移动时，轭铁I 3受到磁体向下的回复 力；反之，当轭铁I3向下移动时，轭铁I3受到磁体向上的回复力，偏离平衡 位置越远，轭铁I 3所受的回复力越大。当轭铁I 3下表面与Halbach阵列2中 间磁体的上表面平行或者轭铁I 3上表面与Halbach阵列2中间磁体的下表面平 行时，轭铁I3受到磁体的回复力最大。如图1~5所示的磁阻式磁力悬浮装置中，所述每列Halbach阵列2中磁体的 数量可以是5组，每列Halbach阵列2中有五组磁体，两列Halbach阵列2平行、 等高排列，构成磁场回路，对应的轭铁I3是两块，两个轭铁I3之间由非导磁 材料连接，如图IO所示。实施例2如图6所示，在Halbach阵列2底端固定轭铁II 8， Halbach阵列2和磁体 架1之间固定轭铁I119，其它结构同实施例l。如图7所示，两列Halbach阵列2上、下两端分别固定轭铁II 8和III 9之 后，两列Halbach阵列2之间的磁力线分布示意图。两个Halbach阵列2中心位 置磁场路径最短，上下两端磁场路径最长。同实施例l原理可知，轭铁I3水平 中心线与Halbach阵列2中中间磁体的中水平心线重合时，轭铁I 3受到竖直方 向力最小。当轭铁I3向上移动时，轭铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁阻式磁力悬浮装置，包括磁体架，磁体架内相对分别固定磁体，磁体之间是轭铁，其特征在于：所述磁体的排列形式是阵列，两列阵列分别固定在非导磁磁体架（１）内两侧，两列阵列之间构成磁力线回路；两列阵列之间是轭铁Ⅰ（３），轭铁Ⅰ（３）与两侧阵列的气隙相等，轭铁Ⅰ（３）由非导磁的轭铁架（４）支撑。

【技术特征摘要】
1、一种磁阻式磁力悬浮装置，包括磁体架，磁体架内相对分别固定磁体，磁体之间是轭铁，其特征在于所述磁体的排列形式是阵列，两列阵列分别固定在非导磁磁体架(1)内两侧，两列阵列之间构成磁力线回路；两列阵列之间是轭铁I(3)，轭铁I(3)与两侧阵列的气隙相等，轭铁I(3)由非导磁的轭铁架(4)支撑。2、 根据权利要求1所述的磁阻式磁力悬浮装置，其特征在于所述阵列是Halbach阵列(2)。3、 根据权利要求2所述的磁阻式磁力悬浮装置，其特征在于所述Halbach阵列(2)底端分别固定轭铁II (8)，两列Halbach阵列(2)上端固定轭铁III (9)。4、 根据权利要求3所述的磁阻式磁力悬浮装置，其特征在于每列Halbach阵列(2)是3块、5块、7块、9块磁体组成；分别对应是l块、2块、3块、4块轭铁I (3)，相邻两个轭铁I (3)由非导磁材料连接。5、 根据权利要求1所述的磁阻式磁力悬浮装置，其特征在于所述阵列是磁体和凸铁(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪旭东，许孝卓，杜宝玉，司纪凯，上官璇峰，封海潮，袁世鹰，王旭强，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]