ДЕМОНСТРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЕМОНСТРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
Полезная модель относится к демонстрационному оборудованию с подвижными элементами, действие которых основано на иснользовании магнитных нолей и нреобразовании светового нотока в электрическую энергию.
Известно демонстрационное устройство, содержащее постоянный магнит вогнутой формы, в магнитном поле которого расположен подвижный элемент, выполненный в-виде штока, жестко соединенного с постоянным магнитом, при этом одноименные полюса магнитов обращены друг к другу.(1) Подвижный элемент приобретает возможность левитировать в поле неподвижного магнита за счет сил отталкивания.
Недостатком данного устройства является непродолжительное время левитации вследствие малой устойчивости подвижного элемента, что обусловлено появлением опрокидывающего момента, вызванного радиальной составляющей силы магнитного взаимодействия, возникающей при смещении от центра подвижного элемента.
Наиболее близким к предлагаемому рещению является демонстрационное устройство, содержащее соосно расположенные неподвижные постоянные магниты, образующие отверстие, и подвижную систему, включающую стержень на концах которого жестко закреплены постоянные магниты, расположенные над отверстием неподвижного магнита и ориентированные так, что одноименные полюса неподвижных и подвижных магнитов обращены друг к другу. При этом стержень имеет точечную опору и ему может быть сообщено осевое вращение . (2)
Данное устройство позволяет демонстрировать в течение длительного времени как статичное положение подвижной системы, так и ее устойчивое вращение, поскОУхьку точечный контакт стержня с опорной поверхностью максимально снижает трение.
Недостаток прототипа заключается в ограничепных возможностях зрительного эффекта, а следовательпо, в недостаточной занимательности устройства.
Задача, на решение которой нанравлена заявляемая полезная модель, заключается в создании эффекта постоянного движения, что способствует повышению занимательности демонстрационного объекта.
Технический результат обеспечивается за счет использовапия магнитный полей, создаваемых постоянными магнитами, и преобразовании светового потока в электрическую энергию с помощью фотоэлементов.
Это достигается тем, что демонстрационное устройство содержащее соединенный с основанием неподвижный постояпный магнит с отверстием и подвижную систему, включающую стержень, установленный в отверстии неподвижного магнита, и закрепленный на нем второй постоянный магнит, расположенный над неподвижным магнитом так, что их одноименные полюса обращены друг к другу, дополнительно снабжено балластом, закрепленным на стержне со стороны, противоположной второму постоянному магниту, и приводным узлом, выполненным в виде электродвигателя, на корпусе которого смонтирована панель с фотоэлементами, электрически соединенная с ним, при этом ротор электродвигателя связан со стержнем.
В качестве варианта конструктивного исполнения демонстрационного устройства балласт может быть совмещен с приводным узлом. Кроме того предусмотрена возможность использовать в конструкции два приводных узла, в которых оси роторов соединены со стержнем со смещением, а панели с фотоэлементами снабжены лопастями.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг.1 изображен общий вид демонстрационного устройства; на фиг.2 - вариант выполнения демонстрационного устройства в котором балласт совмещен с приводным узлом; на фиг. 3 - представлен вариант демонстрационного устройства с двумя приводными узлами; на фиг.4 вид по стрелке А фиг.З.
.Ш
основание устройства; 2- неподвижный постоянный магнит; 3отверстие в неподвижном постоянном магните; 4- стержень; 5 - второй постоянный магнит; 6 - балласт; 7- электродвигатель; 8- ротор электродвигателя; 9 - панель с фотоэлементами; 10 - шток; 11аэродинамические лопасти.
Демонстрационное устройство содержит основание 1 с которым соединен неподвижный постоянный магнит 2 имеющий отверстие 3. Подвижная система включает стержень 4, установленный в отверстии 3 неподвижного магнита 2, и закрепленный на нем второй постоянный магнит 5, расположенный над неподвижным магнитом 2 так, что их одноименные полюса обращены друг к другу. Балласт 6 закреплен на стержне 4 со стороны, противоположной второму постоянному магниту 5. Приводной узел выполнен в виде электродвигателя 7, ротор 8 которого соединен со стержнем 4. На корпусе электродвигателя 7 смонтирована панель с фотоэлементами 9 электрически соединенная с ним.
Если в демонстрапионном устройстве используется два приводных узла, то роторы 8 обоих электродвигателей 7 соединяют со стержнем посредством щтока 10, который закрепляют на стержне 4 так, чтобы оси роторов 8 были смещены относительно оси стержня 4, на величину L. В этом случае панели с фотоэлементами снабжают аэродинамическими лопастями 11.
Демонстрационное устройство работает следующим образом.
Стержень 4 подвижной системы устанавливают в отверстии 3 ненодвижного магнита 2 и закрепляют на нем второй постоянный магнит 5 так, чтобы он находился над неподвижным магнитом 2, а одноименные полюса обоих магнитов были обращены друг к другу. На противоположпом конце стержня закрепляют балласт 6. Ротор 8 электродвигателя соединяют со стержнем.
Смещение сил отталкивания, создаваемых одноименными полюсами магнитов 2 и 5 относительно центра, является причиной возникновения опрокидывающего момента. При этом момент силы тяжести, создаваемый балластом 6, препятствует опрокидывающему моменту. В результате система: стержень 4 - магнит 5- балласт 6
наклоняется и удерживается в этом ноложении за счет точечного контакта стержня с новерхностью отверстия 3. Панели фотоэлектрических элементов 9 преобразуют световой поток в электрическую энергию, направляемую на электродвигатель 7. Ротор 8 электродвигателя 7 приводится во вращение, которое передается соединенному с ним стержню 4. В итоге система стержень 4- магнит 5балласт 6 вращаются и одновременно перекатываются но поверхности отверстия 3. Данное устройство позволяет бесконечно длительное время демонстрировать вращение стержня 4 и соединенных с ним подвижного магнита 5 и балласта 6. При этом корпус электродвигателя 7 и смонтированная на нем панель с фотоэлементами 9 вращаются в другую сторону.
Траектория движения стержня 4 может меняться при измепении формы отверстия 3 неподвижного магнита 2, например, если отверстие 3 магнита 2 не имеет осевой симметрии.
Демонстрационное устройство может быть использовано в качестве передвижной наглядной рекламы, в этом случае оно обеспечивает широкие демонстрапионные возможности. В частности, рекламные предметы могут быть размещены на балласте 6. (Фиг.1),
Если приводной узел сам выполняет функцию балласта, т.е. электродвигатель 7 с панелью фотоэлементов 9 закренлен на стержне 4 со стороны, противоположной второму постоянному магниту 5, то в этом случае рекламные объекты могут быть расположены непосредственно на втором постоянном магните 5 или связаны с ним. (Фиг. 2)
При выполнении устройства с двумя приводными узлами (Фиг.З) под действием светового потока, преобразуемого фотоэлементами, корпусы электродвигателей 7 начинают вргицаться вместе с панелями 9. Аэродинамические лопасти 11 смонтированные на панелях 9 создают аэродинамическую силу, под действием которой электродвигатели 7, закрепленные на стержне 4 со смещением  L, приводят стержень и соединенные с ним второй постоянный магнит 5 и балласт 6 во вращение.
Использование данного варианта конструкции создает донолнительный зрительный эффект и позволяет увеличить диапазон скоростей вращения стержня. При этом существенно расширяются демонстрационные возможности устройства, поскольку рекламируемые объекты могут размещаться как на балласте, так и lia втором постоянном магните.
Выбор наиболее оптимального варианта конструктивного выполнения устройства определяется целью, с которой используется демонстрационное устройство, особенностями рекламируемого обьекта и характером рекламы.
Таким образом, предложенная конструкция устройства за счет введения по сравнению с прототипом нового конструктивного элементаприводного узла обеспечивает постоянное движение подвижного элемента и повышает демонстрационные возможности.
Источники информации:
1.Патент США № 4.382.245, опуб. 3.05.1983, МКИ П01Р 7/02, НКИ 335/306- аналог;
2.Патент США № 5.506.459, опуб. 9.04.1996, МКИ Н01 F 7/09, НКИ 310/90.5 - прототип.