全文摘要
本实用新型公开一种可控升降的磁吸式悬浮装置，该可控升降的磁吸式悬浮装置包括基座和悬浮组件，其中：基座包括顶板、凸轮机构和悬浮模块，凸轮机构包括弹性恢复件、电机和与电机的转轴相连的凸轮，悬浮模块包括托盘和设于托盘下侧的磁性件，电机固定于顶板的下板面，凸轮与托盘的上侧面抵接，弹性恢复件的一端与顶板连接，另一端与托盘连接，悬浮模块在电机驱动下而沿竖向移动；悬浮组件包括悬浮体，悬浮体具有与磁性件的磁性相同的磁性，悬浮体与磁性件之间产生的磁斥力与悬浮组件的重力相平衡，以使悬浮组件悬浮于悬浮模块的上方。本实用新型技术方案在实现将待悬浮物悬浮于基座下方的同时，又能控制待悬浮上下移动。
主设计要求
1.一种可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，包括：基座，包括顶板、凸轮机构和悬浮模块，所述凸轮机构包括弹性恢复件、电机和与所述电机的转轴相连的凸轮，所述悬浮模块包括托盘和设于所述托盘下侧的磁性件，所述电机固定于所述顶板的下板面，所述凸轮与所述托盘的上侧面抵接，所述弹性恢复件的一端与所述顶板连接，另一端与所述托盘连接，所述悬浮模块在所述电机驱动下而沿竖向移动；以及悬浮组件，包括悬浮体，所述悬浮体的下侧用于连接待悬浮物，所述悬浮体具有与所述磁性件的磁性相同的磁性，所述悬浮体与所述磁性件之间产生的磁斥力与所述悬浮组件的重力相平衡，以使所述悬浮组件悬浮于所述悬浮模块的上方。
设计方案
1.一种可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，包括：
基座，包括顶板、凸轮机构和悬浮模块，所述凸轮机构包括弹性恢复件、电机和与所述电机的转轴相连的凸轮，所述悬浮模块包括托盘和设于所述托盘下侧的磁性件，所述电机固定于所述顶板的下板面，所述凸轮与所述托盘的上侧面抵接，所述弹性恢复件的一端与所述顶板连接，另一端与所述托盘连接，所述悬浮模块在所述电机驱动下而沿竖向移动；以及
悬浮组件，包括悬浮体，所述悬浮体的下侧用于连接待悬浮物，所述悬浮体具有与所述磁性件的磁性相同的磁性，所述悬浮体与所述磁性件之间产生的磁斥力与所述悬浮组件的重力相平衡，以使所述悬浮组件悬浮于所述悬浮模块的上方。
2.如权利要求1所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述悬浮体为永磁材料所制成。
3.如权利要求1所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述磁性件包括永磁体和围绕所述永磁体设置的环形电磁线圈。
4.如权利要求1所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述弹性恢复件为拉簧。
5.如权利要求4所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述弹性恢复件设置多个，多个所述弹性恢复件沿所述顶板的周向间隔排布。
6.如权利要求4所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述顶板的下板面朝下延伸有供所述弹性恢复件的上端适配嵌设的第一安装凸缘；和\/或
所述托盘的上盘面朝上延伸有供所述弹性恢复件的下端适配嵌设的第二安装凸缘。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述基座还包括外壳罩，所述外壳罩呈桶状设置，所述悬浮模块和所述凸轮机构容置于所述外壳罩内，所述顶板盖合所述外壳罩的开口；
所述托盘的外周面与所述外壳罩的内壁面抵接以使所述托盘在所述外壳罩内沿竖向移动。
8.如权利要求1至6中任意一项所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述基座还包括导向件，所述导向件包括自所述顶板朝下延伸的导向杆，所述托盘设有供所述导向杆活动贯穿的导向孔。
9.如权利要求8所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，所述导向杆设有多个，多个所述导向杆沿所述顶板的周向间隔设置；
所述导向孔设有多个，所述导向孔与所述导向杆呈一一对应设置。
10.如权利要求8所述的可控升降的磁吸式悬浮装置，其特征在于，还包括所述基座还包括外壳罩，所述外壳罩的开口朝上设置，所述悬浮模块和所述凸轮机构容置于所述外壳罩内，所述顶板盖合所述外壳罩的开口。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及磁悬浮技术领域，特别涉及一种可控升降的磁吸式悬浮装置。
背景技术
通常，磁悬浮装置包括磁斥式悬浮结构、磁吸式悬浮结构，对于磁斥式悬浮结构而言，当悬浮体悬浮于底座上方时，悬浮体与底座之间的电磁斥力与悬浮体自身重力达到平衡时，实现整个悬浮体的悬浮；对于磁吸式悬浮结构而言，当悬浮体悬浮于底座下方时，悬浮体与底座之间的电磁吸力与悬浮体自身重力达到平衡时，实现整个悬浮体的悬浮。目前，在磁吸式悬浮结构中，在悬浮体处于悬浮状态时，悬浮体的悬浮高度往往是是固定不变的，进而无法对悬浮体的高度进行升降控制。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种可控升降的磁吸式悬浮装置，旨在实现将待悬浮物悬浮于基座下方的同时，又能控制待悬浮上下移动。
为实现上述目的，本实用新型提出的可控升降的磁吸式悬浮装置包括：
基座，包括顶板、凸轮机构和悬浮模块，所述凸轮机构包括弹性恢复件、电机和与所述电机的转轴相连的凸轮，所述悬浮模块包括托盘和设于所述托盘下侧的磁性件，所述电机固定于所述顶板的下板面，所述凸轮与所述托盘的上侧面抵接，所述弹性恢复件的一端与所述顶板连接，另一端与所述托盘连接，所述悬浮模块在所述电机驱动下而沿竖向移动；以及
悬浮组件，包括悬浮体，所述悬浮体的下侧用于连接待悬浮物，所述悬浮体具有与所述磁性件的磁性相同的磁性，所述悬浮体与所述磁性件之间产生的磁斥力与所述悬浮组件的重力相平衡，以使所述悬浮组件悬浮于所述悬浮模块的上方。
优选地，所述悬浮体为永磁材料所制成。
优选地，所述磁性件包括永磁体和围绕所述永磁体设置的环形电磁线圈。
优选地，所述弹性恢复件为拉簧。
优选地，所述弹性恢复件设置多个，多个所述弹性恢复件沿所述顶板的周向间隔排布。
优选地，所述顶板的下板面朝下延伸有供所述弹性恢复件的上端适配嵌设的第一安装凸缘；和\/或
所述托盘的上盘面朝上延伸有供所述弹性恢复件的下端适配嵌设的第二安装凸缘。
优选地，所述基座还包括外壳罩，所述外壳罩呈桶状设置，所述悬浮模块和所述凸轮机构容置于所述外壳罩内，所述顶板盖合所述外壳罩的开口；
所述托盘的外周面与所述外壳罩的内壁面抵接以使所述托盘在所述外壳罩内沿竖向移动。
优选地，所述基座还包括导向件，所述导向件包括自所述顶板朝下延伸的导向杆，所述托盘设有供所述导向杆活动贯穿的导向孔。
优选地，所述导向杆设有多个，多个所述导向杆沿所述顶板的周向间隔设置；
所述导向孔设有多个，所述导向孔与所述导向杆呈一一对应设置。
优选地，还包括所述基座还包括外壳罩，所述外壳罩的开口朝上设置，所述悬浮模块和所述凸轮机构容置于所述外壳罩内，所述顶板盖合所述外壳罩的开口。
本实用新型技术方案通过采用磁吸悬浮的方案，在实现将待悬浮物悬浮于基座下方的效果的同时，由采用凸轮机构实现对悬浮模块沿竖向的上下移动，从而实现对待悬浮物的升降控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型可控升降的磁吸式悬浮装置一实施例的结构示意图；
图2为图1中可控升降的磁吸式悬浮装置的基座的内部结构示意图；
图3为图2中基座的凸轮机构以及悬浮模块的安装示意图；
图4为图3中托盘的结构示意图；
图5为图3中凸轮的结构示意图。
附图标号说明：
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种可控升降的磁吸式悬浮装置。
在本实用新型实施例中，参照图1至图3，该可控升降的磁吸式悬浮装置1包括：
基座10，包括顶板110、凸轮机构120和悬浮模块130，所述凸轮机构120包括弹性恢复件123、电机122和与所述电机122的转轴相连的凸轮121，所述悬浮模块130包括托盘132和设于所述托盘132下侧的磁性件131，所述电机122固定于所述顶板110的下板面，所述凸轮121与所述托盘132的上侧面抵接，所述弹性恢复件123的一端与所述顶板110连接，另一端与所述托盘132连接，所述悬浮模块130在所述电机122驱动下而沿竖向移动；以及
悬浮组件20，包括悬浮体210，所述悬浮体210的下侧用于连接待悬浮物220，所述悬浮体210具有与所述磁性件131的磁性相同的磁性，所述悬浮体210与所述磁性件131之间产生的磁斥力与所述悬浮组件20的重力相平衡，以使所述悬浮组件20悬浮于所述悬浮模块130的上方。
具体的，电机122采用可拆卸地方式固定在顶板110的下板面，电机122的转轴呈水平设置，凸轮121上设置有轴孔121c，转轴与轴孔121c相配合，从而在电机122的驱动下带动凸轮121沿竖向摆动。悬浮模块130包括托盘132和磁性件131，在托盘132和顶板110之间设置有弹性恢复件123，弹性恢复件123用于将托盘132向上拉起。在悬浮模块130在弹性恢复件123的拉力作用下，托盘132的上侧面可保持始终与凸轮121的外周面抵接，从而实现凸轮121带动悬浮模块130沿竖向上下移动。对于该磁性件131而言，为了提高悬浮模块130的磁力稳定性，该磁性件131优选包括永磁体和围绕永磁体设置的环形电磁线圈，从而提供可靠的磁场，以保证悬浮组件20的悬浮稳定性和可靠性。其中，上述永磁体可以为铁氧体永磁材料、铝镍钴系永磁合金材料、铁铬钴系永磁合金材料、钐钴(SmCo)永磁材料和钕铁硼(NdFeB)永磁材料等所制成。
可以理解的是，当待悬浮物220固定在悬浮体210的下侧时，悬浮组件20的重力为待悬浮物220和悬浮体210两者的重力之和，此时悬浮体210与悬浮模块130之间的磁斥力与悬浮组件20的重力(待悬浮物220和悬浮体210两者的重力之合)相平衡，从而使得悬浮体210和待悬浮物220实现悬浮效果；当悬浮体210上未放置待悬浮物220时，悬浮组件20的重力仅包括悬浮体210的重力，此时悬浮体210与悬浮模块130之间的磁斥力和悬浮体210的重力相平衡。
对于上述弹性恢复件123而言，作用于顶板110和托盘132之间的弹力最小应当大于或等于悬浮模块130和悬浮组件20两者的重力之和，从而以便于在将悬浮模块130向上拉起。该弹性恢复件123可以是拉簧、弹性橡皮筋或弹片等，此处不做具体限定。
本实用新型技术方案通过采用磁吸悬浮的方案，在实现将待悬浮物220悬浮于基座10下方的效果的同时，由采用凸轮机构120实现对悬浮模块130沿竖向的上下移动，从而实现对待悬浮物220的升降控制。当然，在一些其他实施方案中，也可以采用其他驱动机构来实现悬浮模块130的上下移动，例如采用电机122驱动丝杆传动副、电机122驱动的曲柄连杆机构或者直接采用气缸驱动的方式等，此处不再一一赘述。
为了保证悬浮体210的悬浮稳定性，悬浮体210应当具有稳定的磁性，该悬浮体210优选为永磁材料所制成，当然在一些其他实施例中，该悬浮体210也可通过电磁线圈的结构来实现。上述永磁材料包括但不限于：铁氧体永磁材料、铝镍钴系永磁合金材料、铁铬钴系永磁合金材料、钐钴(SmCo)永磁材料和钕铁硼(NdFeB)永磁材料。其中，待悬浮物220不具有磁性，进而不会改变悬浮组件20的磁通量，从而可避免由于放置待悬浮物220而导致整个可控升降的磁吸式悬浮装置1的磁场发生变化。
进一步地，在本实施例中，上述弹性恢复件123优选为拉簧，且弹性恢复件123设置有多个，多个弹性恢复件123沿顶板110的周向间隔排布，如此一来，使得托盘132受到的拉力分布更加均衡，避免托盘132产生倾斜风险。
参照图2至图4，为了便于弹性恢复件123的安装，顶板110的下板面朝下延伸有供所述弹性恢复件123的上端适配嵌设的第一安装凸缘111；同理，托盘132的上盘面朝上延伸有供弹性恢复件123的下端适配嵌设的第二安装凸缘132a。其中，拉簧的上端固定插入第一安装凸缘111内，拉簧的下端固定插入至第二安装凸缘132a内。
进一步地，参照图5，本实施例中，对凸轮121的结构进行了改良设计：凸轮121具有第一顶端121a和第二顶端121b，第一顶端121a小于第二顶端121b，所述电机122的转轴靠近所述第二顶端121b设置。如此一来，由于第一顶端121a的体积较小，其质量较轻，从而在电机122驱动凸轮121转动时，可减轻电机122的工作负载，实现电机122的低成本要求。
为了进一步简化基座10的结构，继续参照图1和图2本实施例中，采用外壳罩140与托盘132滑动配合实现导向作用，从而取消额外设置的导向结构。具体的，基座10还包括外壳罩140，外壳罩140的开口朝上设置，悬浮模块130和凸轮机构120容置于外壳罩140内，顶板110盖合外壳罩140的开口；外壳罩140呈桶状设置，托盘132的外周面与外壳罩140的内壁面抵接以使托盘132在外壳罩140内沿竖向移动。如此一来，可对外壳罩140内的空间进行有效利用，简化了基座10的内部结构，又能降低基座10的体积，从而有利于控制基座10的生产成本。此外，通过外壳罩140将凸轮机构120和悬浮模块130与外界相隔离，从而避免外界对凸轮机构120和悬浮模块130的工作干扰。
在一些其他实施例中，继续参照图2至图4，为了保证托盘132能相对底板沿竖向上下移动时的可靠性，基座10还包括导向件150，导向件150包括自顶板110朝下延伸的导向杆151，托盘132设有供导向杆151活动贯穿的导向孔132b。如此一来，托盘132沿竖向在导向杆151上下移动，可保证悬浮模块130沿竖向移动的可靠性。
进一步地，导向杆151设有多个，多个导向杆151沿顶板110的周向间隔设置；导向孔132b设有多个，导向孔132b与导向杆151呈一一对应设置。通过设置多个导向杆151，一方面可进一步提高悬浮模块130沿竖向移动的可靠性；另一方面，也可进一步限制托盘132相对底盘的水平移动或滑动。
进一步地，为了保证凸轮机构120和悬浮模块130的可靠工作，基座10还包括外壳罩140，外壳罩140的开口朝上设置，悬浮模块130和凸轮机构120容置于外壳罩140内，顶板110盖合外壳罩140的开口。如此一来，通过外壳罩140将凸轮机构120和悬浮模块130与外界相隔离，从而避免外界对凸轮机构120和悬浮模块130的工作干扰。
值得说明的是，导向件150的结构不限于导向杆151，也可以采用其他导向结构，例如导向杆151可以包括在托盘132上设置的导向筋(或导向槽)，在外壳罩140上设置对应的导向槽(或导向筋)，通过导向筋与导向槽的配合实现托盘132的导向移动。或者，导向件150也可以为沿竖向设置的导轨，导轨的活动端与托盘132连接，导轨的固定端与顶板110连接。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接\/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920893959.0
申请日:2019-06-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209692649U
授权时间:20191126
主分类号:H02N15/00
专利分类号:H02N15/00
范畴分类:37P;
申请人:深磁科技(深圳)有限公司
第一申请人:深磁科技(深圳)有限公司
申请人地址:518133 广东省深圳市宝安区福海街道桥头社区福海信息港121
发明人:于金鹏;彭楚尧;崔庆文
第一发明人:于金鹏
当前权利人:深磁科技(深圳)有限公司
代理人:谢肖雄
代理机构:44248
代理机构编号:深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙) 44248
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类型名称:外观设计
标签：凸轮论文;