[发明专利]可自动旋转的磁悬浮装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及磁悬浮装置，特别是涉及一种可用于磁悬浮地球仪、磁悬浮相框、磁悬浮广告展示架、磁悬浮佛像等工艺品的可自动旋转的磁悬浮装置。

【背景技术】

现有的自动旋转型磁悬浮装置一般为悬浮体旋转检测与旋转驱动分开。中国专利CN1801595A和CN1599228A中，旋转系统采用的方式都是检测与驱动分开的。中国专利CN101572521A中，旋转系统采用的是由两组线圈合并的感力合件，一组用于检测，另一组用于驱动。它们均无法实现既做传感器检测又做旋转驱动。

此外，在目前的磁悬浮装置中，通常不带断电保护功能，因而在断电时容易导致悬浮体跌落受损。中国专利CN1476158A的装置中虽具有断电保护功能，但其断电保护是通过内置电池实现的。在现有的磁悬浮产品中，即便有断电时能吸起悬浮体的保护电路，也因未设置浪涌保护电路，导致在开机时容易出现火花较大以及烧坏电源开关或电路的现象。

现有的磁悬浮产品，当长时间工作时，电磁铁常因发热较大而导致温度较高，存在功耗较大以及加速产品老化的问题。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种悬浮体可稳定地悬浮于空中，并能作双向自动旋转，还可对悬浮体进行断电保护，电磁铁发热量小，控制结构简单的可自动旋转的磁悬浮装置。

为实现上述目的，本发明提供一种可自动旋转的磁悬浮装置，该装置包括：

支架；

电磁铁，其设于所述支架内；

悬浮体，其内设有悬浮永磁体和旋转永磁体，悬浮体的重力能够被电磁铁和悬浮永磁体之间产生的磁吸力所平衡，从而，悬浮体能够磁悬浮于该电磁铁下方；

位移传感器，其设于所述支架内，用于检测悬浮体在竖直方向的位移；

旋转作用线圈，其设于所述支架内，用于检测悬浮体的旋转运动，又用于驱动悬浮体的旋转运动，悬浮体在旋转永磁体和旋转作用线圈的磁力作用下可作双向自动旋转；

控制电路，其设于所述支架内，所述电磁铁、位移传感器及旋转作用线圈均与该控制电路连接，该控制电路用于使悬浮体能稳定悬浮于空中，并作双向自动旋转。

所述支架为中空框架结构或天花板结构，所述悬浮体为球状体、矩形框体或其它艺术造型体，在悬浮体内的顶部设有悬浮永磁体且按该悬浮永磁体的磁极方向竖直放置，在悬浮体内的顶部、底部或侧面设有旋转永磁体。

所述控制电路包括位移检测电路、位移控制模块、电磁铁驱动电路、旋转控制模块、旋转驱动电路、旋转检测电路以及补偿电路，其中：位移传感器、位移检测电路、位移控制模块、电磁铁驱动电路以及电磁铁依次连接；旋转作用线圈、旋转检测电路、旋转控制模块以及旋转驱动电路依次连接，旋转驱动电路的输出端又与旋转作用线圈连接，补偿电路的输入端与旋转驱动电路连接，补偿电路的输出端与旋转检测电路连接。所述位移控制模块是PID控制器，该PID控制器是电路或单片机。

所述位移传感器是霍尔传感器，可以是一个传感器，水平设置于电磁铁底端，检测竖直方向的磁场，也可以是两个传感器，分别水平设置于电磁铁顶端和底端，方向一致，检测竖直方向的磁场，两个位移传感器的输出信号送到位移检测电路做减法运算，电磁铁可以由单向电流驱动，也可以由双向电流驱动。

控制电路还包括断电保护电路，该断电保护电路由低压检测电路、浪涌保护电路、储能电容及断电监控模块组成，其中，断电监控模块是电路或单片机，储能电容通过浪涌保护电路与电源连接，断电监控模块的输入端通过低压检测电路与电源连接，断电监控模块的输出端与电磁铁驱动电路连接。

旋转作用线圈设有铁芯、磁芯或硅钢等软磁材料制成的芯；旋转控制模块是电路或单片机。

旋转永磁体按其磁极方向水平设置在悬浮体的底部中央；旋转作用线圈按其磁极方向水平设置在旋转永磁体的下方。或者，旋转永磁体按其磁极方向水平设置在悬浮体的顶部，其位置偏离竖向中心线，其磁极方向与其旋转的圆周方向一致；旋转作用线圈按其磁极方向水平设置在旋转永磁体的上方，其磁极方向与旋转永磁体旋转的圆周方向一致。