性误差所造成的水平分力的影响，仍然会使悬浮体I迅速偏离中心点而难以控制。本实用新型的临界防水平偏移机构的主要作用就是辅助平衡悬浮体I的自动悬浮，防止其自动悬浮过程中在临界状态时发生过度水平偏移。随着悬浮体I的向上浮起，临界防水平偏移机构彼此脱离接合，水平电磁控制系统开始正常工作。图2(c)为悬浮状态，此时，磁悬浮机构4处于高位，悬浮体I处于磁悬浮机构4上方预定距离处的悬浮位置，升降器5停止工作。此时，磁斥力等于悬浮体I的重力，水平电磁控制系统正常工作，悬浮体I不会发生水平方向上相对于磁悬浮机构4的过度偏移，悬浮体I处于稳定悬浮状态。
[0037]通过上述升降器5的上升运动，从而实现了悬浮体I从初始位置自动悬浮到悬浮位置。并且在临界防水平偏移机构的帮助下，能够有效克服悬浮临界状态时悬浮体I沿水平方向可能产生的过度偏移。与上述过程相反，当升降器5向下运动时，磁悬浮机构4从高位往低位运动，从而使悬浮体I的悬浮高度相应降低。因此，本实用新型还可以非常方便地调节悬浮体I相对于磁悬浮基座3(或磁悬浮机构4)的悬浮高度。
[0038]升降器5与磁悬浮机构4之间的传动方式可以包括螺杆(精密丝杠)传动、齿轮传动、皮带传动或压力(液压或气压)传动。在本实用新型的自浮式磁悬浮装置中，升降器5优选采用电机作为动力装置。因为电机通常需要通过电线与电源连接，为了例如有效防止电线的缠绕等问题，本实用新型设计成电机固定不动(或静止不动)，也即不随升降器5 —起上下移动。另外，这种布置方式除了结构简单紧凑之外，还可以更加精确地控制升降运动以及降低能耗等。
[0039]电机与升降器5之间的传动机构可以有多种布置方式，以下给出两个优选实例。
[0040]在图1示出的一个实施例中，电机16与磁悬浮基座3固定连接在一起。升降器或升降机构5包括螺杆13、升降管11和导轨15。螺杆13与电机16的输出轴17固定连接。升降管11的上端通过托盘或托架12支撑磁悬浮机构4。升降管11的内壁通过内螺纹14与螺杆13连接(从而形成例如精密丝杠结构)，升降管11的外壁与导轨15滑动连接。导轨15与磁悬浮基座3固定连接，升降管11相对于导轨15能够上下滑动但不能转动，例如在导轨15上设置有竖直定位槽，升降管11外壁上设置有定位销，定位销在定位槽内只能竖向运动但不能转动。当电机16工作时，螺杆13驱动升降管11沿导轨15做升降运动从而带动磁悬浮机构4做升降运动。
[0041]在图3示出的另一实施例中，电机(图中未示出)与磁悬浮基座3固定连接在一起。升降器或升降机构5包括齿轮23、升降管21和导轨25。齿轮23与电机的输出轴固定连接。升降管21的上端通过托盘或托架22支撑磁悬浮机构4。升降管21的外壁通过啮齿与齿轮23啮合，升降管21的内壁通过直线轴承24与导轨25滑动连接。导轨25与磁悬浮基座3固定连接，直线轴承24能够将升降管21与导轨25的滑动摩擦变为滚动摩擦，有效降低摩擦阻力。当电机运转时，齿轮23带动升降管21沿导轨25做升降运动从而带动磁悬浮机构4做升降运动。
[0042]在本实用新型的某些实施例中，自浮式磁悬浮装置还包括控制器，与电机连接，用来控制电机的运转。控制器还可以集成有磁悬浮控制单元或控制开关，用来控制磁悬浮机构4内的水平电磁控制系统工作。控制器一般设置在磁悬浮基座3外表面上，便于使用者操作。
[0043]在本实用新型的某些实施例中，自浮式磁悬浮装置还可以包括行程限位机构，分别对升降器的上下运动进行限位。行程限位机构可以是设置在磁悬浮基座3上的相应限位挡块，限位挡块可以设置有触点开关，触点开关与控制器连接，当升降器5与限位挡块抵接时，触点开关能够发送电信号给控制器，控制器自动停止电机的运行。
[0044]在本实用新型的磁悬浮装置中，悬浮体I可以制成各种日用品、装饰品或玩具等，例如可以是灯具、音箱、地球仪、陀螺、相框、茶具等等。在某些优选实施例中，磁悬浮基座3具有封闭的壳体，磁悬浮机构4、升降器5以及电机都设置在磁悬浮基座3的封闭壳体内，只有悬浮体I位于磁悬浮基座3的封闭壳体之外。这样，在自浮式磁悬浮装置工作过程中，人们只看到了悬浮体I自动升起或落下，从而获得奇幻的视觉体验。
【主权项】
1.一种自浮式磁悬浮装置，其特征在于，包括: 具有磁体的悬浮体；和 磁悬浮基座，包含: 磁悬浮机构，用于将悬浮体悬浮于其上方预定距离处；以及 升降器，用于升降磁悬浮机构从而相应调节悬浮体的悬浮高度； 其中，磁悬浮基座具有第一临界防水平偏移机构，悬浮体具有第二临界防水平偏移机构，第一临界防水平偏移机构与第二临界防水平偏移机构被构造成相互配合以在悬浮体位于磁悬浮基座上时并且在磁悬浮机构上升过程中悬浮体处于悬浮临界点时防止悬浮体产生过度水平偏移而导致悬浮体无法正常悬浮。2.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，第一临界防水平偏移机构为磁悬浮基座顶面上设置的接合凸起，第二临界防水平偏移机构为悬浮体的悬浮底面上设置的接合凹槽，接合凹槽用于接收接合凸起。3.根据权利要求2所述的磁悬浮装置，其特征在于，接合凸起为圆锥状或截头圆锥状，接合凹槽具有相应的圆锥状或截头圆锥状。4.根据权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，第一临界防水平偏移机构为磁悬浮基座顶面上所形成的接合凹陷，第二临界防水平偏移机构则由悬浮体自身所具有的外轮廓构成，从而悬浮体能够以水平移动受限的方式接收在接合凹陷中。5.一种自浮式磁悬浮装置，其特征在于，包括: 具有磁体的悬浮体；和 磁悬浮基座，包含: 磁悬浮机构，用于将悬浮体悬浮于其上方预定距离处；以及 升降机构，用于升降磁悬浮机构从而相应调节悬浮体的悬浮高度；以及 静止不动的电机，用于驱动升降机构上下移动。6.根据权利要求5所述的磁悬浮装置，其特征在于，升降机构包括: 竖直布置的升降管，具有内螺纹并且磁悬浮机构被支撑在其上端；以及 竖直布置的螺杆，伸入升降管并与其螺纹连接， 其中电机的输出轴竖直向上延伸，并与螺杆下端固定连接，在电机带动下，螺杆上下驱动升降管并因此上下驱动磁悬浮机构，使得悬浮体亦随之相应运动。7.根据权利要求6所述的磁悬浮装置，其特征在于，升降机构还包括静止不动的辅助导轨，升降管的外壁与辅助导轨滑动连接，以使升降管沿辅助导轨是上下可滑动的。8.根据权利要求7所述的磁悬浮装置，其特征在于，升降管相对于辅助导轨是不可转动的。9.根据权利要求5所述的磁悬浮装置，其特征在于，升降机构包括: 竖直布置的升降管，沿其长度方向具有外螺旋齿并且磁悬浮机构被支撑在其上端；以及 水平布置的内齿轮，与升降管同心布置并与升降管的外螺旋齿啮合， 其中电机带动内齿轮水平转动以使升降管相应上下移动。10.根据权利要求9所述的磁悬浮装置，其特征在于，升降机构还包括静止不动的辅助导轨，升降管内壁通过直线轴承与辅助导轨连接以使升降管沿辅助导轨是上下可滑动的。
【专利摘要】自浮式磁悬浮装置，包括具有磁体的悬浮体和磁悬浮基座。基座包含：磁悬浮机构，用于将悬浮体悬浮于其上方预定距离处；以及升降器，用于升降磁悬浮机构从而相应调节悬浮体的悬浮高度。磁悬浮基座具有第一临界防水平偏移机构，悬浮体具有第二临界防水平偏移机构，第一临界防水平偏移机构与第二临界防水平偏移机构被构造成相互配合以在悬浮体位于磁悬浮基座上时并且在磁悬浮机构上升过程中悬浮体处于悬浮临界点时防止悬浮体产生过度水平偏移而导致悬浮体无法正常悬浮。本实用新型的自浮式磁悬浮装置无需手动操作悬浮体，就能实现悬浮体的自动稳定悬浮，从而大大提高了磁悬浮装置的可操作性和观赏性。
【IPC分类】B60L13/04
【公开号】CN204687868
【申请号】CN201520417054
【发明人】李才力, 王云川, 李良清, 王晓冰
【申请人】肇庆市衡艺实业有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月16日