专利名称：磁悬浮升降装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械技术领域的磁变量系统，更具体的是涉及一种磁悬 浮升降装置。
技术背景现有公开的磁悬浮系列多为绕轴转动的旋转装置(其应用多见于轴承、搅拌 器、地球仪等)或磁悬浮震动的装置(其应用多见于减震器、接触器等)。这类悬 浮装置的缺点是只能实现旋转进动。经对现有技术的文献检索发现，中国实用新型专利200420063397. 0公开了 一种具有升降功能的气动磁悬浮装置，该技术自述可以用作教学工具，也可以作为宣传产品的广告工具，可以作为科普装置。该气动磁悬浮装置包括一个机座， 一个放置在机座上方的实物模型，所述的机座内装有电控箱和风泵， 一个加料罐， 风泵出口连通于加料罐，加料罐连接一个喷嘴，喷嘴出口朝向机座上方的实物模 型，机座上方在实物模型放置处四角等角度装有至少4个或4个以上的可调磁柱， 可调磁柱磁极方向排列是一致的，在机座放置实物模型中心处装一个升降电磁 铁，所述的实物模型朝向机座一面粘贴永磁胶板和磁性更强的主永磁板。该装置 的缺点是工作可靠性低，产业化应用的多项技术需要另行开发。现有技术中的大多磁悬浮装置的缺点在于结构复杂，控制操作复杂且系统不 易维护。实用新型内容本实用新型的目的是克服原有悬浮装置的上述缺点，提供一种磁悬浮升降装 置，该装置使用一个弹簧支杆支撑运动平台，通过控制矩形线圈中电流的大小来 控制运动平台所受安培力的大小，因此运动平台的升降高度只由电流决定。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括座体、两块永磁 铁、两个U型磁导体、 一个矩形线圈、 一个弹簧支杆、运动平台。两块永磁铁S 极分别与两个U型磁导体任意一侧内壁固定在一起，形成两个U型永磁体，该U型永磁体的磁力线由永磁铁的N极指向U型磁导体的另一侧内壁，两个U型永磁 体对称固定在座体两边的中心位置，弹簧支杆支撑运动平台，矩形线圈固定在运 动平台底部的中心位置，矩形线圈的两条短边露出，两个U型磁导体分别穿过矩 形线圈的两条短边。所述弹簧支杆的一端固定在座体中心，另一端固定在运动平台中心。 所述矩形线圈的初始位置位于U型永磁体结构高度方向的中心。 所述矩形线圈的两条短边露出部分长度相等。所述矩形线圈的两条短边与两个U型磁导体之间的距离间隔相等。本实用新型用弹簧支杆支撑运动平台，弹簧支杆的硬度足够保持运动平台的 稳定，又使运动平台具有升降自由度。工作时首先将矩形线圈通电。当矩形线圈 通入电流时，置于U型永磁体所产生磁场中的通电矩形线圈受到安培力的作用， 根据U型永磁体的极性可知矩形线圈的两条短边将同时受到向上的或向下的安 培力。此时，运动平台受到弹簧支杆恢复弹性形变的弹性力和上述安培力的同时 作用，当二力平衡时，运动平台的高度达到稳定值。不同的电流强度产生的安培 力不同，因此对矩形线圈通入适当的电流即可得到需要的高度，利用这点可以通 过控制输入电流的大小来控制运动平台升降高度。与其他同类装置相比，本实用新型的优点是结构简单，立意新颖，利用安培 力的作用使运动部件实现升降运动，控制操作简单且便于系统维护。
图1为本实用新型结构示意图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新型 技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实 用新型的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括两块永磁铁1、 6，两个U型磁导体2、 5， 一个 矩形线圈3， 一个弹簧支杆7，运动平台4，座体8。将第一永磁铁1的S极与第 一 U型磁导体2导体任意一侧内壁固定在一起形成第一 U型永磁体，将第二永磁 铁6与第二 U型磁导体5也以相同方式组合形成第二 U型永磁体；U型永磁体的 磁力线由永磁铁的N极指向U型磁导体的另一侧内壁。将两个U型永磁体固定在 座体8的左右两端，U型永磁体上有永磁铁的一侧向外；弹簧支杆7的一端固定在座体8的中心，另端固定在运动平台4的中心。 用弹簧支杆7支撑运动平台4。弹簧支杆7的硬度足够保持运动平台4的稳定， 又使运动平台4具有升降自由度。将矩形线圈3固定在运动平台4底部的中心位 置，使矩形线圈3的两条短边等距地露出。调整矩形线圈3与两个U型永磁体的 位置，使U型磁导体2、 5分别穿过矩形线圈3的两条短边，并使矩形线圈3的 初始位置位于U型永磁体结构高度方向的中心。矩形线圈3的两条短边与U型磁 导体2、 5之间的距离间隔相等。在两个矩形线圈中通入电流即可利用安培力使 运动平台4上下运动。在本实施例中两个永磁铁1、 6的极性N极向内，U型永磁体的磁力线由永 磁铁的N极指向U型磁导体的另一侧内壁。矩形线圈3通入逆时针方向电流时， 置于磁场中的通电矩形线圈3的左侧短边受到向上的安培力作用，右侧短边也受 到向上的安培力作用，运动平台4向上升。当矩形线圈3通入顺时针方向电流时， 受力情况相反，运动平台4向下降。运动时，运动平台4同时受到弹簧支杆7的 恢复力和安培力的作用，当二力平衡时，运动平台4的提升高度达到稳定。不同 的电流强度产生的安培力不同，因此对矩形线圈3通入一定的电流即可得到需要 的高度，利用这点可以通过控制输入电流的大小来控制运动平台4的高度。实际 使用时，可根据安培力大小的需要在增加U型永磁铁的个数。
权利要求1、一种磁悬浮升降装置，其特征在于，包括座体、两块永磁铁、两个U型磁导体、一个矩形线圈、一个弹簧支杆、运动平台，两块永磁铁S极分别与两个U型磁导体任意一侧内壁固定在一起，形成两个U型永磁体，该U型永磁体的磁力线由永磁铁的N极指向U型磁导体的另一侧内壁，两个U型永磁体对称固定在座体两边的中心位置，弹簧支杆支撑运动平台，矩形线圈固定在运动平台底部的中心位置，且矩形线圈短的两条边露出，两个U型磁导体分别穿过矩形线圈的两条短边。
2、 根据权利要求1所述的磁悬浮升降装置，其特征是，所述弹簧支杆的一 端固定在座体中心，另一端固定在运动平台中心。
3、 根据权利要求1所述的磁悬浮升降装置，其特征是，所述矩形线圈的初 始位置位于U型永磁体结构高度方向的中心。
4、 根据权利要求1或3所述的磁悬浮升降装置，其特征是，所述矩形线圈 的两条短边露出部分长度相等。
5、 根据权利要求1或3所述的磁悬浮升降装置，其特征是，所述矩形线圈 的两条短边与两个U型磁导体之间的距离间隔相等。
专利摘要本实用新型涉及一种机械技术领域的磁悬浮升降装置，包括座体、两块永磁铁、两个U型磁导体、一个矩形线圈、一个弹簧支杆、运动平台，两块永磁铁S极分别与两个U型磁导体任意一侧内壁固定在一起，形成两个U型永磁体，该U型永磁体的磁力线由永磁铁的N极指向U型磁导体的另一侧内壁，两个U型永磁体对称固定在座体两边的中心位置，弹簧支杆支撑运动平台，矩形线圈固定在运动平台底部的中心位置，且矩形线圈短的两条边露出，两个U型磁导体分别穿过矩形线圈的两条短边。本实用新型使用一个弹簧支杆支撑运动平台，通过控制矩形线圈中电流的大小来控制运动平台所受安培力的大小，因此运动平台的升降高度只由电流决定。
文档编号H02N15/00GK201174677SQ20082005691
公开日2008年12月31日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者吕肖前, 李晓飞, 王宇兴, 婷 陈, 优 黄 申请人:上海交通大学