[实用新型]一种基于角动量守恒定律的常导吸引式磁浮旋转系统

说明书

本实用新型公开了一种基于角动量守恒定律的常导吸引式磁浮旋转系统，包括支架、控制器、固定供电系统、功率放大电路、线圈、测距组件和非接触的悬浮部；所述悬浮部包括悬浮主体、永磁体、悬浮供电系统和旋转机构，所述旋转机构包括马达和旋转体。本实用新型的磁浮旋转系统利用“角动量守恒定律”，原理通俗易懂，清晰可靠，操作简便，悬浮主体和旋转体从马达获得驱动力矩，马达的驱动力矩方向和输出功率直接影响两者旋转运动的方向和角速度，两者的竖直角动量亦增加了磁浮旋转系统抵御环境扰动的稳定性，同时驱动马达设置在悬浮部上，摆脱了对外界结构的依赖，悬浮部与线圈或外界结构均无机械接触，安静节能。

技术领域

本实用新型涉及磁浮旋转支撑装置技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于角动量守恒定律的常导吸引式磁浮旋转系统。

背景技术

磁浮是一种现代化悬浮技术，该技术通过磁场作用力，在不接触的条件下，控制两个物体之间的相对位置，常见的实现方式包括常导吸引式磁浮、常导排斥式磁浮、超导式磁浮。

常导排斥式磁浮，通常被称作“下推磁悬浮”，具有悬浮物体重心高于磁浮基座的特点。由于安装误差或基座倾斜，常导排斥式磁浮往往存在悬浮物体重心偏离磁浮平衡轴的情况；在重力力矩的作用下，悬浮物体开始绕磁浮平衡轴进行旋转运动；但是，该旋转运动并非匀速运动，且其角速度不易调节。

常导吸引式磁浮，通常被称作“上拉磁悬浮”，具有悬浮物体重心低于磁浮基座的特点。该悬浮物体的重心通常位于竖直的磁浮平衡轴上，并不能引起自发旋转运动。由于悬浮物体与外界并无机械接触，往往采用基于空气动力学的马达螺旋桨或基于电磁感应原理的交流电线圈驱动悬浮物体的旋转运动。但是，高速旋转的螺旋桨会对原有的磁浮系统造成机械振动干扰，降低磁浮系统的稳定性；交流电线圈固定在悬浮物体附近，而两者之间的水平位置关系难以精确控制，结构复杂且能耗大。

现有的常导吸引式磁浮系统亟需一种与之配套且行之有效的旋转驱动解决方案，为此我们提出一种基于角动量守恒定律的常导吸引式磁浮旋转系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提出的一种基于角动量守恒定律的常导吸引式磁浮旋转系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于角动量守恒定律的常导吸引式磁浮旋转系统，包括支架，所述支架设置有控制器，所述控制器设置有固定供电系统和功率放大电路，所述支架的端部向下设置有线圈，所述线圈的底部设置有测距组件，所述线圈的下方设置有非接触的悬浮部；所述悬浮部包括悬浮主体，所述悬浮主体设置有永磁体、悬浮供电系统和旋转机构，所述永磁体的安装高度位于悬浮部的重心高度以上，所述旋转机构包括设置在悬浮主体上的马达和与马达的转轴相连的旋转体。

优选地，所述支架通过固定永磁体与线圈连接，所述线圈设置有采用高导磁软磁材料的铁芯，所述高导磁软磁材料包括电工纯铁、低碳钢、硅钢、铁镍合金、铁基或钴基非晶态合金、铁氧体。

优选地，所述测距组件采用红外线或霍尔效应中的任意一种工作方式。

优选地，所述控制器采用模拟控制电路或数字控制程序中的任意一种工作方式。

优选地，所述悬浮供电系统采用无线供电、太阳能面板或电池中的任意一种工作方式。

优选地，所述悬浮主体设置有遥控组件，所述遥控组件的工作方式为无线通信的方式。

优选地，所述旋转机构可以设置多组，每个所述马达至少驱动一件旋转体绕竖直轴进行旋转运动，且所述旋转体完全或部分向悬浮部外暴露。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、原理简单：角动量守恒定律属于经典物理范畴，通俗易懂，清晰可靠；