[发明专利]非失重状态下的贾尼别科夫定理演示装置

权利要求书

1.一种非失重状态下的贾尼别科夫定理演示装置，其特征是，包括：

底座，用于支撑连接悬浮平衡器；

悬浮平衡器，为圆盘体，通过弧形支架支撑连接在所述底座的上方；在圆盘体的底面中心位置处设置有吸附悬浮球用的主吸磁体，在主吸磁体上绕接有对悬浮球的悬浮高度进行调控用的垂直控制线圈，环绕主吸磁体按中心对称形式设置有呈圆周态分布的若干辅助磁体，在每个辅助磁体上绕接有对悬浮球的水平位置进行调控用的水平控制线圈，在圆盘体的边缘按中心对称形式分布有若干检测悬浮球位置用的位置传感器；所述垂直控制线圈、所述水平控制线圈和所述位置传感器均与系统控制器电连接；

悬浮球，包括由导磁材料制成的球形壳体以及设置在球形壳体内并由非导磁材料制成的三根直径不同的通轴，三根通轴的轴心线相互垂直相交，其交点位于球形壳体的球心，三根通轴的端部贴合在球形壳体的内壁上，在三根通轴两端沿轴心线分别接有向外延伸的转柄，所述转柄穿出球形壳体；以及

系统控制器，包括控制单元和若干功率驱动电路；所述控制单元为单片机，用于实时接收位置传感器发送的悬浮球位置检测数据，解算垂直控制线圈和水平控制线圈的通电规律或状态，并向各功率驱动电路发出相应的调整控制信号；所述功率驱动电路有若干个，所述垂直控制线圈以及每个水平控制线圈各自连接一个功率驱动电路；所述功率驱动电路用以对控制单元发出的调整控制信号进行功率放大，以调整所连接的垂直控制线圈或水平控制线圈中通电电流的大小及方向，从而使悬浮球稳定悬浮在悬浮平衡器的正下方。

2.根据权利要求1所述的非失重状态下的贾尼别科夫定理演示装置，其特征是，三根通轴上的所述转柄通过不同的外部着色加以区分，同一通轴上的转柄的颜色相同。

3.一种非失重状态下的贾尼别科夫定理演示装置，其特征是，包括：

底座，用于支撑连接悬浮平衡器；

悬浮平衡器，为圆盘体，通过弧形支架支撑连接在所述底座的上方；在圆盘体的底面中心位置处设置有吸附悬浮球用的主吸磁体，在主吸磁体上绕接有对悬浮球的悬浮高度进行调控用的垂直控制线圈，环绕主吸磁体按中心对称形式设置有呈圆周态分布的若干辅助磁体，在每个辅助磁体上绕接有对悬浮球的水平位置进行调控用的水平控制线圈，在圆盘体的边缘按中心对称形式分布有若干检测悬浮球位置用的位置传感器；所述垂直控制线圈、所述水平控制线圈和所述位置传感器均与系统控制器电连接；

悬浮球，包括由导磁材料制成的球形壳体以及设置在球形壳体内并由非导磁性材料构成的球形内核，球形内核的球面贴附在球形壳体的内表面上；在球形内核上开有三个贯通的圆柱形贯通孔，三个贯通孔的内径互不相同且贯通孔的轴心线相互垂直相交，轴心线的交点位于球形内核的球心；以及

系统控制器，包括控制单元和若干功率驱动电路；所述控制单元为单片机，用于实时接收位置传感器发送的悬浮球位置检测数据，解算垂直控制线圈和水平控制线圈的通电规律或状态，并向各功率驱动电路发出相应的调整控制信号；所述功率驱动电路有若干个，所述垂直控制线圈以及每个水平控制线圈各自连接一个功率驱动电路；所述功率驱动电路用以对控制单元发出的调整控制信号进行功率放大，以调整所连接的垂直控制线圈或水平控制线圈中通电电流的大小及方向，从而使悬浮球稳定悬浮在悬浮平衡器的正下方。

4.根据权利要求3所述的非失重状态下的贾尼别科夫定理演示装置，其特征是，在球形壳体上相对球形内核上的三个贯通孔的轴心线上分别接有向外部延伸的转柄。

5.根据权利要求4所述的非失重状态下的贾尼别科夫定理演示装置，其特征是，不同贯通孔轴心线上设置的所述转柄通过不同的外部着色加以区分，同一贯通孔轴心线上的两个转柄的颜色相同。