一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，包括：至少一个红外反射式光电位置检测系统，它的红外发射元件和红外接收元件安装于主电磁线圈的支架上，并朝向主悬浮磁铁的第一端面；至少一个红外定位标记，设置在主悬浮磁铁的第一端面上，在主悬浮磁铁旋转到特定角度时可正对红外反射式光电位置检测系统的红外发射元件和红外接收元件；至少一对旋转小磁铁，轴对称地设置在主悬浮磁铁的第一端面上；至少一对驱动电磁铁，轴对称地设置在主电磁线圈的支架上，并朝向主悬浮磁铁的第一端面；并且，驱动电磁铁到悬浮装置对称轴的距离与旋转小磁铁到悬浮装置对称轴的距离相等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及磁悬浮
，尤其涉及一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构。
技术介绍
无论主悬浮磁铁是处于悬浮装置上方还是下方，磁悬浮系统中浮体的悬浮都是通过浮体总重量P与浮体所受磁力F的平衡(P = F)实现的。而为了实现对浮体旋转的有效控制及悬浮任意物体之目的，则提出了如下要求其一，是主悬浮磁铁与磁铁旋转位置的标识及旋转驱动的对象必须为一体，从而摆脱依靠被浮体的结构来安装标识及被驱动对象， 从而实现悬浮任意物品的诉求；其二，是对主悬磁铁旋转位置的检测，要避免悬浮主电磁线圈磁场的影响，避免主悬浮磁铁强烈的磁场干扰；其三，是对主悬浮磁铁旋转的控制必须遵循节能高效、力道平顺，最终使主悬浮磁铁得到的合力仅为正(反)向旋转的驱动力。依照上述诉求，可以发现现有技术并没有提出完全可行的解决方案，兹举例分析如下。例如，申请号为“99252312. 5”的中国专利技术专利在于将浮体旋转的检测控制机构设置存在浮体(产品)的底部，以减少主悬浮电磁铁线圈及磁铁对旋转测控系统的干扰。但不难发现，当被悬浮产品的外型尺寸趋向于扁平时，主悬浮磁铁及控制线圈对旋转定位检测及旋转驱动的干扰已经强烈影响两者正常工作。再如，申请号为“200510061478. 6”的专利技术专利试图通过悬浮体来实现主悬浮磁铁与旋转作用磁铁的一体化，但为减少相互干扰以实现旋转位置检测的需要，不得不在平面上拉开主悬浮磁铁线圈与旋转驱动电磁铁及旋转位置磁传感器之间的距离，同时在磁浮体的平面上拉开主悬浮磁铁与两个被驱动旋转磁铁之间的距离。因此，该专利技术无法实现悬浮任意体积形状的产品。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，可精准地有效控制浮体旋转。为解决上述技术问题，本技术所提供的技术方案是一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，该磁悬浮装置包括主电磁线圈和浮体，所述浮体设置含永磁材料的主悬浮磁铁，包括至少一个红外反射式光电位置检测系统，它的红外发射元件和红外接收元件安装于所述主电磁线圈的支架上，并朝向所述主悬浮磁铁的第一端面；至少一个红外定位标记，设置在所述主悬浮磁铁的第一端面上，在所述主悬浮磁铁旋转到特定角度时可正对所述红外反射式光电位置检测系统的红外发射元件和红外接收元件；至少一对旋转小磁铁，轴对称地设置在所述主悬浮磁铁的第一端面上；[0011 ] 至少一对驱动电磁铁，轴对称地设置在所述主电磁线圈的支架上，并朝向所述主悬浮磁铁的第一端面；并且，所述驱动电磁铁到悬浮装置对称轴的距离与所述旋转小磁铁到悬浮装置对称轴的距离相等。较优地，所述红外发射元件和红外接收元件的安装位置正对所述主悬浮磁铁的第一端面的反射面边缘。较优地，包括两个红外反射式光电位置检测系统，两者等半径且相间约90°安装。较优地，所述红外发射元件为红外二极管，所述红外接收元件为红外三极管，所述红外发射二极管及所述红外接收三极管加有干扰隔离罩，控制发射及接收的角度。较优地，所述红外定位标记为设置于一标示板上的刻度线，所述标示板设置于所述主悬浮磁铁的第一端面上。较优地，所述旋转小磁铁通过固定支架紧贴安装于所述主悬浮磁铁的第一端面上。较优地，所述旋转小磁铁安装于所述主悬浮磁铁的第一端面接近外延壁面的位置上。较优地，包括两对旋转小磁铁，等间隔90°地均勻分布在所述所述主悬浮磁铁的第一端面上。较优地，相邻旋转小磁铁的极性相反设置。较优地，所述主电磁线圈设置悬浮距离自动控制系统。与现有技术相比，本技术的核心是，通过红外反射式光电位置检测系统检测主悬浮磁铁的旋转角度，不受电磁干扰影响，可保证主悬浮磁铁空间旋转角度定位准确；同时，在主电磁线圈支架对称地上安装驱动电磁铁，在主悬浮磁铁上对称地安装旋转小磁铁， 加上主悬浮磁铁浮距自动控制系统的作用，保证主悬浮磁铁只收到正(反)向旋转合力，确保主悬浮磁铁旋转平稳也即浮体旋转平稳；此外，将主悬浮磁铁、红外光电定位标记及旋转小磁铁整合于一体，产生出一个不依赖浮体的结构，有助于悬浮任意形状物品。附图说明图IA为本技术磁悬浮装置的浮体旋转控制机构实施例一的纵向剖面示意图；图IB为图IA的F向视图；图IC为图IA的G向视图；图2A为本技术磁悬浮装置的浮体旋转控制机构实施例二的纵向剖面示意图；图2B为图2A的F向视图；图2C为图2A的G向视图；图3A为本技术磁悬浮装置的浮体旋转控制机构实施例三的纵向剖面示意图；图:3B为图3A的G向视图；图3C为图3A的F向视图。具体实施方式本技术的核心是，通过红外反射式光电位置检测系统检测主悬浮磁铁的旋转角度，保证主悬浮磁铁空间旋转角度定位准确；在主电磁线圈支架对称地上安装驱动电磁铁，在主悬浮磁铁上对称地安装旋转小磁铁，保证主悬浮磁铁也即浮体旋转平稳。为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。同时参见图1A、图1B、图1C，表示一种下悬浮装置(主悬浮磁铁位于主控制机构下方)的浮体旋转控制机构结构，其中的主电磁线圈1、导磁铁芯2、悬浮距离传感器3、浮体 5、主悬浮磁铁11的设置与现有的磁悬浮装置相同。而为了有效地实现浮体5的旋转控制， 需注意以下问题首先，要实现稳定可靠地对主悬浮磁铁11空间角度的定位检测。主悬浮磁铁11 的磁场强度非常大，影响范围非常广；同时，加之主悬浮磁铁11距离控制主电磁线圈1比较近，主电磁线圈1也会产生巨大的变化磁场；因此，不适宜采用磁场感应的方法即通过磁电传感器来检测浮体5的旋转角度，否则只能是事倍功半。其次，浮体5的旋转控制必须遵循节能高效、力道平顺的原则。主悬浮磁铁11设置于浮体的上端面，由于主悬浮磁铁浮距自控系统的作用，使主悬浮磁铁11得到的合力仅为正(反)向旋转的驱动力，最终保证浮体5旋转平稳。再次，是主悬浮磁铁11上的旋转小磁铁6安装要合适，不能过分依赖于浮体5的结构，从而实现悬浮任意物品的要求。参见图IB所示F向视图、图IC所示G向视图，表示用红外反射式光电位置检测系统检测主悬浮磁铁4的定位方法，其中一对或两对红外发射接收二极管8、红外接收三极管7 (或其它红外元件)安装在主悬浮磁铁4上端面垂直的上方，其半径大约在主悬浮磁铁4反射面的边沿附近，标示板表面刻蚀或喷涂有反差极大的红外定位标记用黑白刻度线 10。红外发射二极管8、红外接收三极管7加有干扰隔离罩，用以控制发射及接收的角度。 当红外线由发射管垂直照射到刻度线10时，因反射率的极大差异，使红外接收三极管7输出二值化的标记界限信号，从而在1. 5cm 4cm的可能磁铁悬浮距离内，红外反射式光电位置检测系统能准确区分出刻度线10的位置变化，从而实现对主悬浮磁铁11的旋转角度定位，也就是实现了浮体5的定位。当适当增加刻度线10的等分数量时，便可提高主悬浮磁铁11的旋转定位精度。主悬浮磁铁11的旋转控制方案是将一对磁能积远较主悬浮磁铁11小的旋转小磁铁6按轴对称方式安装在主悬浮磁铁11上端面，具体通过固定支架9紧贴安装在主悬浮磁铁11上端面的两侧，并成为一个整体；在旋转小磁铁6相同直径的上方，垂直设置有两组旋转驱动电磁铁4。工作时，驱动电磁铁4所产生磁力的方向或吸或拉指向两颗旋转小磁铁 6，当光电发射接收检测定位系统检测到小磁铁6靠近两电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，该磁悬浮装置包括主电磁线圈和浮体，所述浮体设置含永磁材料的主悬浮磁铁，其特征在于，包括：至少一个红外反射式光电位置检测系统，它的红外发射元件和红外接收元件安装于所述主电磁线圈的支架上，并朝向所述主悬浮磁铁的第一端面；至少一个红外定位标记，设置在所述主悬浮磁铁的第一端面上，在所述主悬浮磁铁旋转到特定角度时可正对所述红外反射式光电位置检测系统的红外发射元件和红外接收元件；至少一对旋转小磁铁，轴对称地设置在所述主悬浮磁铁的第一端面上；至少一对驱动电磁铁，轴对称地设置在所述主电磁线圈的支架上，并朝向所述主悬浮磁铁的第一端面；并且，所述驱动电磁铁到悬浮装置对称轴的距离与所述旋转小磁铁到悬浮装置对称轴的距离相等。

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，该磁悬浮装置包括主电磁线圈和浮体，所述浮体设置含永磁材料的主悬浮磁铁，其特征在于，包括至少一个红外反射式光电位置检测系统，它的红外发射元件和红外接收元件安装于所述主电磁线圈的支架上，并朝向所述主悬浮磁铁的第一端面；至少一个红外定位标记，设置在所述主悬浮磁铁的第一端面上，在所述主悬浮磁铁旋转到特定角度时可正对所述红外反射式光电位置检测系统的红外发射元件和红外接收元件；至少一对旋转小磁铁，轴对称地设置在所述主悬浮磁铁的第一端面上；至少一对驱动电磁铁，轴对称地设置在所述主电磁线圈的支架上，并朝向所述主悬浮磁铁的第一端面；并且，所述驱动电磁铁到悬浮装置对称轴的距离与所述旋转小磁铁到悬浮装置对称轴的距离相等。2.如权利要求1所述的磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，其特征在于，所述红外发射元件和红外接收元件的安装位置正对所述主悬浮磁铁的第一端面的反射面边缘。3.如权利要求1所述的磁悬浮装置的浮体旋转控制机构，其特征在于，包括两套红外反射式光电位置检测系统，两者等半径且相间约90°安装。4.如权利要求1所述的磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱石雄，
申请(专利权)人：朱石雄，
类型：实用新型
国别省市：81