一种自动识别悬浮物身份信息的磁悬浮展示装置的制作方法

1.本实用新型涉及悬浮物的展示装置技术领域，尤其涉及一种自动识别悬浮物身份信息的磁悬浮展示装置。


背景技术：

2.目前，为了展示悬浮物的外形，例如展示玩偶的外形，通常都是采用普通的展示柜陈列玩偶进行静态展示，玩偶的展示方式比较单一。市面上还未出现能够识别玩偶身份并且能够使玩偶处于悬浮状态的展示装置。因此，现需一种自动识别玩偶身份信息的磁悬浮展示装置，能够识别玩偶身份，并且能够对玩偶进行动态的展示，提升客户的体验。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种自动识别悬浮物身份信息的磁悬浮展示装置。
4.具体技术方案如下：
5.本实用新型包括一种自动识别悬浮物身份信息的磁悬浮展示装置，包括悬浮部分和驱动部分，所述悬浮部分包括：
6.一悬浮物；
7.一信息存储模块，设置于所述悬浮物上，用于预先存储所述悬浮物对应的身份信息；
8.一信息发射模块，连接所述信息存储模块，用于向所述驱动部分发送所述身份信息；
9.一第一磁铁模块，设置于所述悬浮物上；
10.所述驱动部分包括：
11.一信息接收模块，设置于一驱动底座内，并与所述信息发射模块双向通讯连接，用于接收所述身份信息并进行解调处理；
12.一控制模块，所述控制模块的输入端连接所述信息接收模块的输出端，用于识别解调处理后的所述身份信息；
13.一第二磁铁模块，所述第二磁铁模块的输入端连接所述控制模块的第一输出端，所述控制模块在识别到所述身份信息后控制所述第二磁铁模块通电，以使所述悬浮物在所述第一磁铁模块和所述第二磁铁模块形成的相斥作用下悬浮于所述驱动底座的上方。
14.优选的，所述驱动部分还包括一升降驱动模块，所述升降驱动模块的输入端连接所述控制模块的第二输出端，所述控制模块通过所述升降驱动模块控制所述第二磁铁模块于所述驱动底座内的高度。
15.优选的，还包括一通信模块，所述通信模块的输入端连接所述控制模块的第三输出端，所述控制模块通过所述通信模块将识别到的所述身份信息传输到一控制终端。
16.优选的，还包括一信息展示模块，所述信息展示模块的输入端连接所述控制终端
的输出端，用于展示所述身份信息。
17.优选的，所述信息展示模块包括语音播报设备和/或投影设备。
18.优选的，所述第一磁铁模块包括多个浮子磁铁。
19.优选的，所述第二磁铁模块包括：
20.多个电磁铁；
21.一永磁铁，环设于多个所述电磁铁的外侧，用于向所述第一磁铁模块提供斥力；
22.多个霍尔传感器，对应设置于多个所述电磁铁上，所述霍尔传感器用于检测多个所述浮子磁铁与对应的所述电磁铁之间的偏离距离；
23.一运放驱动模块，所述运放驱动模块的输入端分别连接多个所述霍尔传感器的输出端，所述运放驱动模块的输出端分别连接多个所述电磁铁，用于根据所述偏离距离控制所述电磁铁的斥力。
24.优选的，所述信息存储模块与所述信息发射模块之间通过两个弹簧式探针连接。
25.优选的，所述信息发射模块具体包括：
26.一第一芯片，包括多个引脚；
27.一第一线圈，通过一第一电容、一第一整流桥连接于所述第一芯片的第一引脚，用于向所述第一芯片供电；
28.一稳压二极管，连接于所述第一芯片的第一引脚与接地端之间，用于控制所述第一芯片的输入电压；
29.一第一开关管，所述第一开关管的栅极连接所述第一芯片的第二引脚，所述第一开关管的漏极连接于所述第一电容于所述第一整流桥之间，所述第一开关管的源极接地；
30.一第二开关管，所述第二开关管的栅极连接所述第一芯片的第三引脚，所述第二开关管的漏极连接所述第一线圈与所述第一整流桥之间，所述第二开关管的源极接地。
31.优选的，所述控制模块包括一第二芯片，所述第二芯片的第一引脚连接电源端；
32.所述信息接收模块具体包括：
33.一第二线圈；
34.一第三开关管，所述第三开关管的栅极连接所述第二芯片的第二引脚，所述第三开关管的漏极连接所述第二线圈，所述第三开关管的源极连接电源端；
35.一第四开关管，所述第四开关管的栅极连接所述第二芯片的第四引脚，所述第四开关管的漏极连接所述第二线圈，所述第四开关管的源极连接电源端；
36.一第五开关管，所述第五开关管的栅极连接所述第二芯片的第三引脚，所述第五开关管的漏极连接所述第二线圈，所述第五开关管的源极接地；
37.一第六开关管，所述第六开关管的栅极连接所述第二芯片的第五引脚，所述第六开关管的漏极连接所述第二线圈，所述第三开关管的源极接地。
38.优选的，所述升降驱动模块具体包括：
39.一第三芯片，所述第三芯片的输入端作为所述升降驱动模块的输入端连接所述控制模块；
40.一驱动马达，所述驱动马达的输入端连接所述第三芯片的输出端。
41.本实用新型的技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种自动识别悬浮物身份信息的磁悬浮展示装置，能够对悬浮物的身份进行识别，并且在识别到悬浮物的身份后自
动启动悬浮功能使得悬浮物处于悬浮状态，实现悬浮物的动态展示，以提升客户的视觉体验；此外，根据识别到的悬浮物身份信息，播放该悬浮物对应的故事，进一步地丰富悬浮物展示的内容。
附图说明
42.参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本实用新型范围的限制。
43.图1为本实用新型实施例中的磁悬浮展示装置的原理框图；
44.图2为本实用新型实施例中的信息发射模块的电路结构图；
45.图3为本实用新型实施例中的信息接收模块的电路结构图；
46.图4为本实用新型实施例中的控制模块的电路结构图；
47.图5为本实用新型实施例中的通信模块的电路结构图；
48.图6为本实用新型实施例中的悬浮开关的电路结构图；
49.图7为本实用新型实施例中的升降驱动模块的电路结构图；
50.图8为本实用新型实施例中的运放驱动模块的电路结构图；
51.图9为本实用新型实施例中的悬浮物身份信息信号的调制波形及解调波形图；
52.图10为本实用新型实施例中的悬浮部分的爆炸结构图；
53.图11为本实用新型实施例中的驱动部分的爆炸结构图；
54.图12为本实用新型实施例中的磁悬浮展示装置的机械结构图。
具体实施方式
55.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
58.本实用新型包括一种自动识别悬浮物身份信息的磁悬浮展示装置，如图1所示，包括悬浮部分1和驱动部分2，悬浮部分1包括：
59.悬浮物101；
60.信息存储模块102，设置于悬浮物101上，用于预先存储悬浮物101对应的身份信息；
61.信息发射模块103，连接信息存储模块102，用于向驱动部分2发送身份信息；
62.第一磁铁模块104(第一磁铁模块和信息发射模块集成在一起，图1中未显示出)，设置于悬浮物101上；
63.驱动部分2包括：
64.信息接收模块201，包含信号解调电路2011，设置于一驱动底座内，并与信息发射
模块103双向通讯连接，用于接收身份信息并进行解调处理；
65.控制模块202，控制模块的输入端连接信息接收模块的输出端，用于识别解调处理后的身份信息；
66.第二磁铁模块203，第二磁铁模块203的输入端连接控制模块202的第一输出端，控制模块202在识别到身份信息后控制第二磁铁模块202通电，以使悬浮物1底部在第一磁铁模块104和第二磁铁模块203形成的相斥作用下悬浮于驱动底座的上方。
67.具体地，本实施例中的悬浮物101以玩偶为例，悬浮物也可以是其他物品。在将具有信息存储模块102的玩偶放置在驱动底座上后，信息发射模块103将玩偶的身份信息调制后发送到驱动底座内的信息接收模块201，信息接收模块201进行解调处理发送给控制模块202，控制模块202识别到该玩偶的身份信息后，向第二磁铁模块203输入控制电流，磁悬浮展示装置启动，使得玩偶处于悬浮状态；在拿掉玩偶之后，控制模块201停止向第二磁铁模块203供电，磁悬浮展示装置关闭，玩偶脱离悬浮状态。通过上述技术方案，利用磁悬浮技术可以实现玩偶的动态悬浮展示，从而给客户带来更好的视觉体验。
68.作为优选的实施方式，磁悬浮展示装置的驱动部分2还包括升降驱动模块204，设置于驱动底座内，升降驱动模块204的输入端连接控制模块202的第二输出端，控制模块202通过升降驱动模块204控制第二磁铁模块203于驱动底座内的高度。升降驱动模块204具体包括：第三芯片(图7所示tc118s芯片)，第三芯片的输入端作为升降驱动模块的输入端连接控制模块的第二芯片(图4所示u2)；驱动马达b1，驱动马达b1的输入端连接第三芯片的输出端。
69.具体地，升降驱动模块204设置于第二磁铁模块203的下方，用于在控制模块202的控制下驱动第二磁铁模块203上下移动，在磁悬浮展示装置启动时，升降驱动模块204的驱动马达驱动第二磁铁模块203向上移动一定距离，使得玩偶上升一定高度后处于悬浮状态；在磁悬浮展示装置关闭时，升降驱动模块204的驱动马达驱动第二磁铁模块203向下移动一定距离，使得玩偶下降并脱离悬浮状态。
70.作为优选的实施方式，磁悬浮展示装置还包括通信模块205，通信模块205的输入端连接控制模块202的第三输出端，控制模块202通过通信模块205将识别到的身份信息传输到控制终端。在本实施例中，通信模块205优选采用rs485通讯电路，通过rs485通讯电路连接控制终端，控制终端可以采用手机或平板电脑或计算机等电子设备，用户可以通过上述电子设备查看玩偶的身份信息及玩偶相关的故事，便于用户了解玩偶更多的关联信息，从而带来更好的展示效果。
71.作为优选的实施方式，磁悬浮展示装置还包括信息展示模块，信息展示模块包括语音播报设备和/或投影设备。其中语音播放设备，语音播放设备的输入端连接控制终端的输出端，用于语音播放身份信息，投影设备用于以文字和/或图案和/或视频的方式播放玩偶的身份信息。控制终端在接收到身份信息后，可以将身份信息的电信号转换为语音信号通过语音播放模块播放。语音播放模块可以采用扬声器，从而使得用户不仅可以观看玩偶，还可以听到扬声器播放的玩偶故事。
72.作为优选的实施方式，第一磁铁模块104包括多个浮子磁铁。如图10所示，第一磁铁模块104包括小磁铁1041、铁块1042、永磁铁1043。如图11所示，第二磁铁模块203包括：多个电磁铁2031；永磁铁2032，环设于多个电磁铁2031的外侧，用于向第一磁铁模块104提供
斥力；多个霍尔传感器2033，对应设置于多个电磁铁2031上，霍尔传感器2033用于检测多个电磁铁2031与第一磁铁模块104的浮子磁铁之间的偏离距离；运放驱动模块2034(图1所示)，运放驱动模块2034的输入端连接霍尔传感器2033的输出端，其输出端连接电磁铁2031，用于根据偏离距离控制多个电磁铁2031的斥力。如图8所示，运放驱动模块2034包含多个运算放大器，用于将霍尔传感器检测到的电流信号转换成电磁铁的控制电流。本实施例中磁悬浮部分包含一个永磁铁，四个电磁铁，霍尔传感器以及运放线性驱动电路，永磁铁环绕在四个电磁铁的外侧。永磁铁为悬浮部分中的第一磁铁模组提供向上的斥力，四个霍尔传感器检测浮子磁铁的倾斜位置通过运放驱动模块驱动来平衡浮子磁铁，以保证浮子磁铁能稳定的悬浮。
73.具体地，磁悬浮技术(electromagnetic levitation，electromagnetic suspension，简称eml技术或ems技术)是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。假设在参考位置上，第一磁铁模块受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时霍尔传感器检测出第一磁铁模块偏离参考点的位移，控制模块将检测到的偏离距离转换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在第二磁铁模块的电磁铁中产生磁力，从而驱动第一磁铁模块返回到原来平衡位置。因此，不论第一磁铁模块受到向下或向上的扰动，第一磁铁模块始终能处于稳定的平衡状态。
74.作为优选的实施方式，如图10所示，信息存储模块102与信息发射模块201之间通过两个弹簧式探针105连接，弹簧式探针105优选为pogo pin连接器。悬浮部分还包括上壳106、下壳107、托盘上壳108、rx线圈109、线圈固定板110、装饰件111、托盘下壳112、硅胶脚垫113。
75.作为优选的实施方式，如图2所示，信息发射模块具体包括：第一芯片u1，包括多个引脚；第一线圈l1，通过第一电容c1、第一整流桥d1连接于第一芯片的第一引脚，用于向第一芯片供电；稳压二极管d2，连接于述第一芯片的第一引脚与接地端之间，用于控制第一芯片的输入电压；第一开关管q1，第一开关管的栅极连接第一芯片的第二引脚，第一开关管的漏极连接于第一电容于第一整流桥之间，第一开关管的源极接地；第二开关管q2，第二开关管的栅极连接第一芯片的第三引脚，第二开关管的漏极连接第一线圈与第一整流桥之间，第二开关管的源极接地。信息发射模块还包括电容c2、c3、c4、c5，电阻r1、r2。
76.具体地，玩偶对应的身份信息写入无线rx mcu芯片内部的rom(只读内存镜像)中。当rx通过l1和c1谐振检测到信息接收模块的第二线圈发射的tx功率信号后，经d1整流成直流电源给u1芯片供电，d2将电压限制在u1芯片的安全范围内，u1在300ms内将玩偶的身份信息通过pwm1/pwm2输出口驱动q1/q2调制到功率回路上，并通过线圈l1传送给tx线圈端。
77.作为优选的实施方式，如图4所示，控制模块包括第二芯片u2，第二芯片u2的引脚1连接电源端，u2的引脚2、3、4、5分别连接q3、q4、q5、q6，u2的引脚6、7、8、9用于连接通信模块，u2的引脚10用于连接悬浮开关电路，u2的引脚11和12用于连接升降驱动模块，u2的引脚13用于连接信息接收模块。如图3所示，信息接收模块具体包括：第二线圈l2；第三开关管q3，第三开关管的栅极连接第二芯片的第二引脚，第三开关管的漏极连接第二线圈l2，第三开关管的源极连接电源端；第四开关管q4，第四开关管的栅极连接第二芯片的第四引脚，第四开关管的漏极连接第二线圈，第四开关管的源极连接电源端；第五开关管q5，第五开关管的栅极连接第二芯片的第三引脚，第五开关管的漏极连接第二线圈，第五开关管的源极接
地；第六开关管q6，第六开关管的栅极连接第二芯片的第五引脚，第六开关管的漏极连接第二线圈，第三开关管的源极接地。
78.具体地，第二芯片u2输出pwm1/pwm2/pwm3/pwm4四路pwm信号通过q3/q4/q5/q6四个mos管将vcc的直流电源转化为交流信号由l2线圈发送功率。在l2和c6的节点通过d3整流，r3/r5/r4/c9/c7/c8带通滤波解码由u2的pa8获取玩偶的身份信息。第二芯片u2通过悬浮开关电路(图6所示)打开第七开关管q7启动第二磁铁模块203的电磁铁；以及将玩偶的身份信息通过通信模块发送出去；并启动升降驱动模块的马达向上推动第二磁铁模块203，以使第二磁铁模块203的斥力将玩偶悬浮升起。在本实施例中，第二芯片u2每隔2s发射一次功率信号，并检测玩偶是否回复身份信息，如果没有收到玩偶的身份信息则关闭或者不启动悬浮系统，因此，驱动底座在通电待机的状态下也不必持续工作，减少了待机功耗。
79.通过上述技术方案，本实施例中的信息发射模块和信息接收模块采用了无线信息收发的方式，并且信息接收模块中的tx线圈能够向信息发射模块中的rx线圈进行无线供电，使得悬浮部分无需另外增设电源。
80.作为优选的实施方式，磁悬浮展示装置的驱动部分2还包括驱动底座上盖206、驱动底座壳体207、驱动底座底板208以及多个用于固定的螺钉209，其中信息接收模块的tx线圈固定于驱动底座上盖206的内侧。
81.本实用新型的技术方案具有如下优点或有益效果：提供一种自动识别玩偶身份信息的磁悬浮展示装置，能够对玩偶的身份进行识别，并且在识别到玩偶的身份后自动启动悬浮功能使得玩偶处于悬浮状态，实现玩偶的动态展示，以提升客户的视觉体验；此外，根据识别到的玩偶身份信息，播放该玩偶对应的故事，进一步地丰富玩偶展示的内容。
82.以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。