专利名称：空中悬浮车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种玩具和演示装置的制造技术，特别是涉及一个带有隐蔽馈给能量的转盘或是风力推动的叶盘的磁悬浮转子和作为底座的磁支撑件所组成的娱乐演示装置。
磁悬浮现象在科学技术上有着很多的应用。近年来人们利用磁体之间的相互作用力设计出一些简单而有趣的演示装置和玩具。例如1993年的美国专利US Patent 5,182,533。它是利用一组固定在底座上的磁铁作为支撑件，用另一组磁铁构成一悬浮件。悬浮件中的每块磁铁的极性与支撑件中相应的磁铁的极性顺序相同，因而相互排斥，有可能让悬浮件漂浮在支撑件的上空。但这是一种非常临界的不稳定平衡，要维持这种悬浮状态，必须利用一辅助的支撑件设置一个触点，利用支撑件和悬浮件在触点相互作用力的负反馈，以维持对悬浮件水平作用合力为零，从而产生稳定的悬浮状态。这一美国专利的缺点，一是由于触杆和触点的存在降低了悬浮感；二是悬浮件在稳定时是静止的，不能给人以动态的感觉。
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的缺点，增强悬浮件的漂浮感，并使悬浮件处于持续转动或摆动的状态，使人产生一种空中永动车之感，集科学演示和欣赏娱乐为一体，给人们以启迪和享受，从而提供一种由一组磁铁(1～4)组成的支撑件，支撑起由另一组磁铁(5，6)组成的悬浮件，悬浮件通过两组磁铁的排斥力而浮起，并通过一牵引磁铁(11)对悬浮体的牵引索(9、10)的吸引而平衡悬浮件水平方向上的受力，从而实现稳定的飘浮，又通过耦合磁铁(15)和由线圈(16)、铁芯(17)、三极管(18)、电池(19)组成的电磁馈能系统的相互作用而实现悬浮件的持续转动。
本实用新型的任务是这样完成的当两个磁铁相距很近且极性相同时，它们之间存在着相互排斥力。这种排斥力的大小和方向极不稳定，随着它们之间的距离和相对方位的变化而急剧改变。距离加大，作用力迅速减小；方位改变，排斥力可能变成吸引力。因此，需要将悬浮件严格地界定在相对的空间位置和方向上，从而实现稳定悬浮。为了增强悬浮感，本实用新型通过一根柔软的细索在相反的方向上对悬浮件的牵引，代替在正面方向的触点。同时，为了使悬浮件可以自由地旋转或摆动，牵引的细索是通过一根铁针垂直吸附在与支撑件连为一体的磁体上。因此牵引细索既可制约悬浮件的水平位置，又可让它绕轴向自由旋转。总体的结构是将一组支撑磁铁(1～4)接适当的方式固定在底座(13)上，另用一个牵引磁铁(11)固定于底座的另一个恰当位置，它们构成支撑件。将另一组悬浮磁铁(5、6)通过一根轴(8)与转盘(7)连为一体，轴(8)的一端连接一带有铁针(10)的牵引索(9)，它们构成悬浮件。悬浮件靠着两组磁铁之间的排斥力浮起来。又通过牵引索端头的铁针(10)与牵引磁铁(11)的吸附力而平衡水平力，从而实现稳定悬浮。通过装在转盘中的耦合磁铁(15)和装在底座中的由线圈(16)、铁芯(17)、三极管(18)、电池(19)组成的电磁馈能系统的相互作用而实现悬浮件的持续转动或摆动。也可以用风力的推动代替电磁馈能而实现持续运转。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明
图1是空中悬浮车结构示意图。
图2是空中悬浮车转盘结构示意之一。
图3是空中悬浮车转盘结构示意之二。
图4是空中悬浮车转盘结构示意之三。
图5是另一种空中悬浮车的结构示意图。
图6是又一种空中悬浮车的结构示意图图7是又一种空中悬浮车的结构示意图。
图1至图7中(1)～(4)是支撑磁铁，(5)和(6)是悬浮磁铁，(7)是转盘，(8)是转轴，(9)是牵引索，(10)是铁针，(11)是牵引碰铁，(12)是固定在底座(13)上的支板，(14)是转盘中的支杆，(15)是支杆端头的馈能耦合磁铁，线圈(16)、铁芯(17)、三极管(18)和电池(19)构成电磁馈能系统。(20)是风叶。
实施例1采用
图1的结构制作一个空中悬浮车。一组三角形支撑磁铁(1)(2)和(3)(4)分别固定在底座(13)的两头，它们的磁极取向为水平方向，且相互一致。(11)为一块小的牵引磁铁，固定在装于底座端头的支板(12)上。以上构成悬浮车的支撑件。两个圆环形悬浮磁铁(5)、(6)通过轴(8)与转盘(7)连成一体；轴(8)的一端连接一根带有铁针(10)的牵引索(9)。它们构成悬浮件。悬浮磁铁的磁极取向为轴向，且与支撑磁铁的磁极取向一致。依靠悬浮磁铁与支撑磁铁之间的排斥力，并借着带有铁针的牵引索受牵引磁铁的吸附力，可实现悬浮体的稳定悬浮。转盘(7)及其下方的支座截面如图2所示。转盘内有几根均分的径向支杆(14)，在这些支杆的端点各固定一块磁铁(15)，其磁性取向为轴向，相互一致。在底座(13)中安置一馈能系统，它由感应线圈(16)、电磁铁(17)、三极管(18)和电池(19)所组成。当转盘人为地启动旋转后，每当耦合磁铁(15)运动经过电磁线圈的上方时，由于线圈切割磁力线而产生电动势，从而打开三极管，并由电池供电在线圈中产生一脉冲电流。这一脉冲电流所感生的电磁场将反馈能量给上方的磁铁，从而加速转盘的旋转。当转盘的旋转达到一定的平衡速度后，就会稳定地运转下去。
实施例2采用
图1的结构制作的另台空中悬浮车，其中转盘(7)及其下方的支座截面如图3所示。和实施例1的区别是将馈给能量的电磁系统置于转盘(7)内的支杆顶端，而将相对应的耦合磁铁(只需一块)置于底座内的相应位置。图中标号的涵义与图2相同。
实施例3采用
图1的结构制作的另台空中悬浮车，其中转盘(7)及其下方的支座截面如图4所示。转盘(7)做成扇形或钟摆形，盘内只用一根支杆(14)和一块耦合磁铁(15)，其他一切构件与图2所示相同。当扇形转盘人为启动后，在自身重力作用下，它将会绕着轴(8)摆动起来，因为磁铁(15)每次经过电磁线圈的上方时获得的馈给能量，转盘的摆动将会在一定的摆幅下持续稳定地进行下去。
在这一实施例中，也可以像在例2中一样，将电磁系统和相对应的耦合磁铁互换位置。
实施例4图5所示的是另一种空中悬浮车，其他一切结构与
图1所示相同，只是转盘(7)做成由若干风页(20)组成的风车。在底座内无需能量馈给系统。由于悬浮件近乎是处在完全漂浮状态，风轮在流动空气的微风作用下即可转动不止。
实施例5按图6所示制作又一种空中悬浮车。其支撑件只用两个支撑磁铁(1)和(2)，悬浮件也只采用一个圆形悬浮磁铁(5)。其转盘(7)采用一字形的两个端头装有耦合磁铁(15)的支杆(14)所构成。与转盘(7)对应的底座(13)的截面与图2相同。人为启动旋转后悬浮件即可持续地悬转下去。
实施例(6)按图7制作又一种空中悬浮车，与以上各实施例的不同是悬浮件竖起且在水平方向旋转。(1)是一个环形的支撑磁铁，极向取向为轴向，通过支柱(21)与底座(13)相固定。底座的上方固定一牵引磁铁(11)，与底座、支柱一起构成支撑件。内部装有悬浮磁铁(5)的轴(8)，上端固定N个风叶(20)，下端连结一带有铁针(10)的牵引索(9)，从而构成悬浮件。悬浮磁铁(5)的磁极取向为铅垂方向且与支撑磁铁(1)相反。由于它们之间的排斥力而使悬浮件飘浮起来。通过牵引磁铁对牵引索铁针的牵引维持飘浮的稳定。在微风的作用下，悬浮件即可绕轴旋转起来。
本实用新型提供的空中悬浮车增强了悬浮件的漂浮感，并使悬浮件处于持续转动或摆动的状态，使人产生一种空中永动车之感。该悬浮车集科学演示和欣赏娱乐为一体，当人们玩耍时给人以科学的启迪和愉快的享受。本实用新型制作简单，易于生产。
权利要求1.一种由支撑件与悬浮件组成的空中悬浮车，其特征在于一组固定在底座(13)上的支撑磁铁(1)-(4)和一块牵引磁铁(11)组成的支撑件托起一个悬浮件，其悬浮件由一组悬浮磁铁(5)(6)通过轴(8)与转盘(7)连为一体，其轴(8)的一端固定一细索(9)，细索(9)联着一根铁针(10)，铁针(10)水平吸附于牵引磁铁(11)上。
2.按权利要求1所述的空中悬浮车，其特征在于所说的转盘(7)其内有N根均分的径向支杆(14)，每个支杆的端点固定一块磁铁(15)，其极性取向为轴向，在底座(13)中安装一由感应线圈(16)、电磁铁(17)、三极管(18)和电池(19)组成的动力推动系统。
3.按权利要求1所述的空中悬浮车其特征在于所说的转盘(7)是由N个风叶(20)做成的风车。
4.按权利要求1所述的空中悬浮车，其特征在于所说的转盘(7)其内有N根均分的径向空心支杆(14)，在支杆内部装有感应线圈(16)、电磁铁(17)，三极管(18)和电池(19)组成的馈能系统，而在底座(13)中装一耦合磁铁(15)。
5.按权利要求1、2所述的空中悬浮车，其特征在于所述的转盘(7)是扇形或钟摆形，其内装有一根径向支杆(14)和支杆端头的磁铁(15)。
6.按权利要求1、所述的空中悬浮车，其特征在于所说的转盘(7)是扇形或钟摆形，还包括其内装有一根径向空心支杆(14)和在支杆(14)顶端安有一个电磁馈能系统。
7.按权利要求1、2所述的空中悬浮车，其特征在于所说的转盘(7)是圆形、一字形、十字形、*形，转盘(7)内的N根支杆(14)是1～10根。
8.按权利要求1所述的空中悬浮车，其特征在于所说的支撑磁铁(1)～(4)是1～8个，形状是三角形、瓦形、半圆形、圆形、半环形、环形。
9.按权利要求1所述的空中悬浮车，其特征在于所述的悬浮磁铁(5)(6)是1～4个，形状是圆形、柱形、圆环形。
专利摘要本实用新型涉及一种玩具和演示装置的制造技术，特别是利用磁悬浮和电磁馈能技术做成的娱乐演示装置。它是由一组支撑磁铁和一个牵引磁铁固定在底座上做成支撑件，由一组悬浮磁铁通过一根轴与一转盘连成一体组成悬浮件。悬浮件漂浮在支撑件上，并通过轴的一端的细索及铁针与支撑件吸附相连。通过隐蔽的电磁馈能或风力作用而维持悬浮件的持续旋转或摆动。本实用新型结构新颖，知识性强，易于制作。
文档编号A63H33/26GK2225884SQ9521078
公开日1996年5月1日 申请日期1995年5月25日 优先权日1995年5月25日
发明者韩全生, 韩兰青 申请人:韩全生