专利名称：磁悬浮小车教学演示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理教学仪器，具体涉及一种磁悬浮小车教学演示装置。
背景技术：
磁悬浮技术是一种无接触技术，由于它具有无摩擦、无磨耗，震动噪音小，使用寿命长等优点，近年来成为世界各国研究的重点课题。磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮磁悬浮列车，它克服了传统轮轨铁路摩擦影响提高速度的主要障碍，具有速度高、噪音小的特点，常导磁悬浮列车可达400-500公里/小时，超导磁悬浮列车可达500-600公里/ 小时。它还具有安全、舒适、不燃油，污染少等优点。作为目前最快速的地面交通工具，磁悬浮列车技术的确有着其它地面交通技术无法比拟的优势。上海磁悬浮列车(引进德国的技术)建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需8分钟。我国地大物博，其中多数农村和山区的学生和老师很难去上海乘坐磁悬浮列车， 亲临世界地面高科技交通工具，而且物理和通用技术课程教学也涉及磁悬浮技术，学生很难理解和想象磁悬浮技术，这给教学带来很多不便。目前没有一个直观的教学演示装置能使学生了解高科技交通工具的特点和其工作原理。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种磁悬浮小车教学演示装置，其解决了背景技术中磁悬浮技术教学演示装置空缺的技术问题，使学生甚至老师很直观地了解磁悬浮技术的特点和其工作原理。本实用新型的技术解决方案是一种磁悬浮小车教学演示装置，包括轨道及设置轨道上车体，其特殊之处在于所述车体内设有两块永久磁体，所述轨道底部设有空心线圈，所述空心线圈的电路连接一电源装置；所述空心线圈的电磁场极性与永久磁体的磁场极性保持相同，所述两块永久磁铁同向与水平方向有夹角，该夹角使永久磁铁的磁场与空心线圈形成的电磁场产生的斥力使小车悬浮的同时还向前运动。上述两块永久磁体和车体为活动连接，所述车体上设有推杆，所述推杆与永久磁体固连，所述两块永久磁体在推杆的推动下前后移动。上述轨道侧面设有接触铜片，该接触铜片在小车运行点上能让空心线圈的电路和电源接通。上述电源装置与空心线圈的电路之间还设有控制操作台，所述控制操作台设有电源正负接线孔，显示电源指示工作的发光二极管，控制前进方向的双联纽扣开关和工作按钮。上述电源装置提供5 20伏、10安直流电；其包括500W变压器，所述500W变压器的初级包括双向可控硅、电阻器等元件，使500W变压器次级电压在5V 20V变化，还包括8只(两只并联)进行桥式整流的1阳408型二极管，还包括电解电容器以及显示输出直流电压高低的电压表；所述500W变压器、二极管、电解电容器，可控硅以及电压表都采用可视组装的方式。上述轨道两端设有带有弹性的阻挡物。上述轨道具体包括多个空心线圈和两边支撑墙，所述支撑墙由胶木材料加工而成，所述支撑墙上设有接触铜片。上述多个空心线圈的起点、终点均连接电磁继电器，所述电磁继电器连接双联纽扣开关。拨动双联纽扣开关连接的电路可改变车体在起点、终点的几个空心线圈的磁场极性方向，使车体在起点产生斥力悬浮和前进动力，在终点产生吸力阻止车体前进，使车体能平稳的停下来。上述夹角的度数在12° 20°为佳，当然夹角的大小与车体的重量相关。上述带有弹性的阻挡物为钢片或橡胶等，阻挡物尺寸、大小与车体的尺寸、大小相关。本实用新型具有结构简单、新颖，电路元器件可视，成本低廉等优点，弥补了磁悬浮技术教学演示装置空缺的技术空白，使学生甚至老师很直观地了解磁悬浮技术的特点和其工作原理。
图1为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型轨道结构示意图。图3为本实用新型工作原理图。附图标号说明 1-轨道，2-车体，3-永久磁体，4-空心线圈，5-电源装置，6_推杆，7_接触铜片， 8-控制操作台，9-阻挡物，10-支撑墙，11-电磁继电器。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型是斥力让车体2前进。车体2设有两块永久磁体3， 轨道1底部安装有空心线圈4。空心线圈4通电后，产生的磁场极性与车体上的永久磁体3 极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使车体悬浮起来，车体上的两块永久磁铁3同向与水平有一定的夹角，使永久磁铁3磁场与轨道1的空心线圈4形成的电磁场产生的斥力是车体2悬浮的同时产生向前的斥力是车体2向前的动力。为了节约用电和减少轨道1的空心线圈4发热损坏，轨道1侧旁安装接触铜片7，车体2运行到什么地方，其空心线圈4电路接通，使车体2正常运行。参见图3，本实用新型的电源装置5 使用5 20伏10安直流电电源，设计的原理是利用500W电源变压器把220V交流电最高降压为20V交流电，为了调节方便和很好的控制车体2的运行速度(电压输出高小车运行速度快，输出电压低小车运行速度慢)，在500W 变压器的初级加入了双向可控硅，用来调节改变供给500W变压器初级电压的高低，从而是 500W变压器次级电压在5V 20V变化，再通过8只1阳408 二极管(相应两个并联)进行桥式整流，并在供电输出安装有电压表显示输出直流电压高低。其中变压器、二极管，电解电容器、可控硅等都组装在外面，在教学中可供老师学生观看、了解和掌握其结构原理。[0024]本实用新型的控制操作台8 在车体2的左侧安装控制操作台8，设有电源正负接线孔，电源指示工作发光二极管，工作按键和控制前进方向的双联纽扣开关(作用是1、车体2在向右行驶时改变其轨道最右边的几个通电的空心线圈4的电流方向，使车体2到终点时永久磁铁3磁场极性和通电的空心线圈4产生的磁场极性相同产生引力(相吸)，一是车体2无前进动力，二是阻止车体2前进惯性平稳的停下来；车体在向左行驶时改变其轨道最左边的几个通电的空心线圈4，同样可使车体运行到终点，无前进动力阻止车体2前进惯性自动平稳停下来；2、改变车体2的运动方向要车体2上的推杆6配合。)工作按键(连接按键的是一只能承受20安电流的电磁继电器11，为空心线圈4通电)，工作中调整好双联纽扣开关和车体2上的推杆6，按下工作按键，车体2就会来回在轨道1上运行(要控制好空心线圈4的工作电压，过高车体2会向上离开轨道1，过低车体2悬浮力和前进力不足也不能正常运行)。参见图2，本实用新型的轨道1 由多个空心线圈4和两边支撑墙10组成，具体地 每个空心线圈4可采用直径为0. 55mm的漆包线，在直径为2. Ocm长1. 8cm的塑料管上绕 580圈做成，均勻的固定在长和宽一定的木板上，线圈两边选用做广告展板框的胶木材料进行加工，做成轨道1的支撑墙10，最后在支撑墙10上粘贴规划好的覆铜板，在覆铜板上焊接好对应的线圈接线头，(保证磁悬浮小车工作过程中，运行到的线圈其电源相应接通)；磁悬浮轨道两端做好带有弹性的阻挡物9，阻挡物9可以是宽20mm厚0. 40mm的钢片等，以防小车运行速度快在惯性的作用下运行出外损坏。
权利要求1.一种磁悬浮小车教学演示装置，包括轨道及设置轨道上车体，其特征在于所述车体内设有两块永久磁体，所述轨道底部设有空心线圈，所述空心线圈的电路连接一电源装置；所述空心线圈的电磁场极性与永久磁体的磁场极性保持相同，所述两块永久磁铁同向与水平方向有夹角，该夹角使永久磁铁的磁场与空心线圈形成的电磁场产生的斥力使小车悬浮的同时还向前运动。
2.根据权利要求1所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述两块永久磁体和车体为活动连接，所述车体上设有推杆，所述推杆与永久磁体固连，所述两块永久磁体在推杆的推动下前后移动。
3.根据权利要求1或2所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述轨道侧面设有接触铜片，该接触铜片在小车运行点上能让空心线圈的电路和电源接通。
4.根据权利要求3所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述电源装置与空心线圈的电路之间还设有控制操作台，所述控制操作台设有电源正负接线孔，显示电源指示工作的发光二极管，控制前进方向的双联纽扣开关和工作按钮。
5.根据权利要求4所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述电源装置提供 5 20伏、10安直流电；其包括500W变压器，所述500W变压器的初级包括双向可控硅以及电阻器，使500W变压器次级电压在5V 20V变化，还包括8只进行桥式整流的1阳408型二极管，还包括电解电容器以及显示输出直流电压高低的电压表；所述500W变压器、二极管、 电解电容器，可控硅以及电压表都采用可视组装的方式。
6.根据权利要求5所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述轨道两端设有带有弹性的阻挡物。
7.根据权利要求6所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述轨道具体包括多个空心线圈和两边支撑墙，所述支撑墙由胶木材料加工而成，所述支撑墙上设有接触铜片。
8.根据权利要求7所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述多个空心线圈的起点、终点均连接电磁继电器，所述电磁继电器连接双联纽扣开关。
9.根据权利要求8所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述夹角的度数在 12° 20°。
10.根据权利要求9所述磁悬浮小车教学演示装置，其特征在于所述带有弹性的阻挡物为钢片或橡胶。
专利摘要一种磁悬浮小车教学演示装置，包括轨道及设置轨道上车体，车体内设有两块永久磁体，轨道底部设有空心线圈，空心线圈的电路连接一电源装置；空心线圈的电磁场极性与永久磁体的磁场极性保持相同，两块永久磁铁同向与水平方向有夹角，该夹角使永久磁铁的磁场与空心线圈形成的电磁场产生的斥力使小车悬浮的同时还向前运动。本实用新型具有结构简单、新颖，电路元器件可视，成本低廉等优点，弥补了磁悬浮技术教学演示装置空缺的技术空白，使学生甚至老师很直观地了解磁悬浮技术的特点和其工作原理。
文档编号G09B23/18GK202084231SQ201120209060
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者雷建设 申请人:雷建设