专利名称：悬浮式地球仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学演示设备，特别涉及具有悬浮功能的地球仪。
背景技术：
目前教学中使用的地球仪，一般是由一根贯穿于地球仪上南、北极的轴来支撑地球仪球体，这种地球仪由于该轴要与支架连接，所以，在地球仪旋转过程中不可避免会产生摩擦阻力，影响地球仪的旋转速度和旋转周数。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种悬浮式的地球仪，解决地球仪在旋转过程中所产生的摩擦阻力问题。
本实用新型的解决方案如下这种悬浮式地球仪，包括底座，固定于底座上的弧形支架，地球仪的球体位于弧形支架的弧形部分内；所述弧形支架远离底座的端部处设置有电磁线圈，该电磁线圈内设置有铁芯，为电磁线圈通电，铁芯两端形成磁场；所述球体内上部的北极位置设置有永磁体，由于永磁体上表面的磁极与铁芯下表面的磁极极性相异，所以铁芯所产生的磁场通过该永磁体可以将球体向上吸引并使其浮起；该地球仪还包括有监测控制部，其中包括设置在弧形支架端部处的位移传感器以及固定在底座内的比较电路和控制电路；位移传感器将感测到球体的位置变化信号转换成电信号输入比较电路，经比较后输出的电信号通过控制电路控制输入电磁线圈电流的变化。如果只能使该地球仪的球体向上浮起而不能加以控制的话，该球体将继续上浮，并最终贴在铁芯的下表面，这显然不是我们所需要的。所以，当位移传感器感测到球体的位置距离铁芯较近时，其发出的电信号将使输入电磁线圈的电流减小，吸力也就减小，球体在其自身重力的作用下远离铁芯。而当位移传感器感测到球体的位置距离铁芯较远时，其发出的电信号将使输入电磁线圈的电流增大，吸力增强，球体上浮。这样不断对球体的位置进行调整，使地球仪的球体始终处于适当的位置，并且保持稳定。
本实用新型由于采用了磁悬浮原理制造地球仪，所以，这种地球仪在旋转过程中几乎没有摩擦阻力。
图1是本实用新型悬浮式地球仪的主视剖视示意图。
图2是采用电磁托盘式悬浮地球仪的主视剖视示意图。
图3是本实用新型电气控制示意图。
具体实施方式
通过附图来进一步了解本实用新型的最佳实施例。
由图1和图3可得知，一种悬浮式地球仪，包括底座1，固定于底座1上的弧形支架2，地球仪的球体3位于弧形支架2的弧形部分内；所述弧形支架2远离底座1的端部21处设置有电磁线圈22，该电磁线圈内设置有铁芯23，为电磁线圈22通电，铁芯23两端形成磁场；所述球体3内上部的北极位置设置有永磁体31，由于永磁体31上表面的磁极与铁芯23下表面的磁极极性相异，所以铁芯23所产生的磁场通过该永磁体31可以将球体3向上吸引并使其浮起；该地球仪还包括有监测控制部5，其中包括设置在弧形支架2端部21处的位移传感器51以及固定在底座1内的比较电路52和控制电路53；位移传感器51将感测到球体3的位置变化信号转换成电信号输入比较电路52，与标准信号进行比较，把位置偏差信号传递给控制电路53，控制输入电磁线圈22的电流量，令球体3回至标准位置。当位移传感器51感测到球体3的位置距离铁芯23较近时，其发出的电信号将使输入电磁线圈22的电流减小，吸力也就减小，球体3在其自身重力的作用下远离铁芯23。而当位移传感器51感测到球体3的位置距离铁芯23较远时，其发出的电信号将使输入电磁线圈22的电流增大，吸力增强，球体3上浮。这样不断对球体3的位置进行调整，使地球仪的球体3始终处于合适当位置，并且保持稳定。
由图1可得知，所述底座1的上部固定有含有磁体61的磁托盘6；所述球体3内下部的南极位置设置有永磁体32；所述磁托盘6所形成的磁场通过永磁体32向上托起球体3，所述磁体61选永磁体。由于磁体61上表面磁极与球体3内永磁体32的下表面磁极极性相同，两者相排斥，所以，球体3被向上托起，当两磁体所产生的排斥力与球体向下的力处于平衡状态时，球体3则处于悬浮状态。
由图2和图3可得知，磁体61也可以选用电磁方式，其包括有铁芯612和环绕该铁芯的电磁线圈611。那么磁托盘6上还应该固定有位移传感器62，该位移传感器输出的电信号通过比较电路52和控制电路53控制输入电磁线圈611电流的变化。当位移传感器62感测到球体3的位置距离该传感器较近时，就加大电磁线圈611的输入电流，球体3被推离磁托盘6，当位移传感器62感测到球体3的位置距离该传感器较远时，就减小电磁线圈611的输入电流，球体3受其自身重力的作用而下落。不断继续调整，特别是与上部的电磁悬浮控制装置进行配合调整，可以保证地球仪球体的位置稳定，旋转性能良好。
权利要求1.一种悬浮式地球仪，包括底座(1)，固定于底座(1)上的弧形支架(2)，地球仪的球体(3)位于弧形支架(2)的弧形部分内；其特征在于所述弧形支架(2)远离底座(1)的端部(21)处设置有电磁线圈(22)，该电磁线圈内设置有铁芯(23)；所述球体(3)内上部的北极位置设置有永磁体(31)，该永磁体上表面极性与电磁线圈(22)通电后铁芯(23)下表面极性相异，通电电磁线圈(22)，铁芯(23)与该永磁体异性相吸，令球体(3)浮起；该地球仪还包括有位置检测控制部(5)，其中包括设置在弧形支架(2)端部(21)处的位移传感器(51)以及固定在底座(1)内的比较电路(52)和控制电路(53)；位移传感器(51)将检测到球体(3)的位置变化信号转换成电信号输入比较电路(52)，与标准信号进行比较，把位置偏差信号传递给控制电路(53)，控制输入电磁线圈(22)的电流量，令球体(3)回至标准位置。
2.根据权利要求1所述的悬浮式地球仪，其特征在于所述底座(1)的上部固定有含有磁体(61)的磁托盘(6)；所述球体(3)内下部的南极位置设置有永磁体(32)；所述磁体(61)上表面极性与永磁体(32)下表面极性相同，令球体(3)向上浮起。
3.根据权利要求2所述的悬浮式地球仪，其特征在于所述磁体(61)为永磁体。
4.根据权利要求2所述的悬浮式地球仪，其特征在于所述磁体(61)包括有铁芯(612)和环绕该铁芯的电磁线圈(611)。
5.根据权利要求2所述的悬浮式地球仪，其特征在于所述磁托盘(6)上还固定有位移传感器(62)，该位移传感器输出的电信号通过比较电路(52)和控制电路(53)控制输入电磁线圈(611)的电流量。
专利摘要一种悬浮式地球仪，包括底座(1)、弧形支架(2)以及地球仪的球体(3)；所述弧形支架(2)远离底座(1)的端部(21)处设置有电磁线圈(22)，该电磁线圈内设置有铁芯(23)；所述球体(3)内上部的北极位置设置有永磁体(31)，铁芯(23)所产生的磁场通过该永磁体向上吸引球体(3)浮起；该地球仪还包括有监测控制部(5)，其中包括位移传感器(51)、比较电路(52)和控制电路(53)；位移传感器(51)将球体(3)的位置变化信号输入比较电路(52)，通过控制电路(53)控制输入电磁线圈(22)电流的增减，控制球体(3)的上升和下落。所以，这种地球仪在旋转过程中几乎没有摩擦阻力。
文档编号G09B27/00GK2616977SQ0322620
公开日2004年5月19日 申请日期2003年5月13日 优先权日2003年5月13日
发明者王好亮 申请人:王好亮