磁铁磁场测量用的线圈固定装置

1.本实用新型一般涉及磁场测量技术领域，具体涉及一种磁铁磁场测量用的线圈固定装置。


背景技术：

2.长线圈磁场积分测量装置有一个宽度很大的线圈，该线圈通过线圈支架固定在直线运动机构上。直线运动机构沿与线圈宽度垂直的方向匀速运动，使得固定有线圈的支架进入磁铁的气隙，用于测量加速器磁铁气隙内部的磁场。
3.加速器磁铁气隙内部的磁场宽度(对应于线圈的宽度)很大，但高度和长度(对应于线圈的横截面积)很小，因此线圈及其支架也需要保持较大的宽度和较小的横截面，这使得线圈和支架在重力方向上挠度较大，进而容易使线圈及其支架与磁铁发生碰撞，同时也因影响线圈在磁场中的有效面积，从而造成测量误差。
4.现有长线圈的支架一般是呈“π”形排列的三根杆状或棒状结构，其中线圈固定在“π”的横杆上，通过两根与之垂直的杆或棒固定在直线运动机构上。减小支架和线圈挠度的方法基本是直接增大杆或棒的直径。但如果磁铁气隙的长度和高度较小时，支架的杆或棒直径受限，使得支架和线圈的挠度增大。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种磁铁磁场测量用的线圈固定装置。
6.本实用新型提供一种磁铁磁场测量用的线圈固定装置，包括：用于与直线运动机构连接的导向架；扁平板状结构的线圈支架所述线圈支架的一侧用于安装线圈，所述线圈支架的另一侧固定于所述导向架的端部；精调机构，所述精调机构包括关于直线运动机构的前进方向对称分布的差动调节装置，所述差动调节装置固定于所述导向架上，所述差动调节装置的移动端通过拉线与所述线圈支架连接。
7.在一个实施例中，所述导向架包括方向调节机构，所述方向调节机构能够使线圈的延伸方向垂直于线圈的前进方向。
8.在一个实施例中，所述方向调节机构包括相互重叠并且能相对转动的两个基座，上方基座远离所述线圈支架的一侧、向靠近所述线圈支架的一侧缩进、并露出下方基座的部分表面，所述部分表面上设有关于直线运动机构的前进方向对称分布的方向调节装置，所述方向调节装置包括调节基座和调节轴，所述调节基座固定于所述下方基座上，所述调节轴穿过所述调节基座，抵紧于上方基座的侧面。
9.在一个实施例中，所述导向架还包括水平度粗调装置，所述水平度粗调装置设于所述方向调节机构上，所述水平度粗调装置包括连接于所述线圈支架远离线圈一侧的连接支架，通过调节件穿过所述连接支架紧抵于所述上方基座的顶部上。
10.在一个实施例中，所述连接支架包括关于直线运动机构的前进方向对称分布的两
个连接支架，所述两个连接支架通过各自的靠山定位并固连于所述线圈支架上，其中一个所述连接支架的肋板与所述线圈支架的一端平齐，另一个所述连接支架的肋板与所述线圈支架的另一端平齐。
11.在一个实施例中，沿所述线圈支架的延伸方向设有多个与所述移动端对应的拉线座，通过拉线连接所述移动端及其对应的所述拉线座，将各所述差动调节装置与所述导向架连接在一起，所述拉线座关于直线运动机构的前进方向对称分布。
12.在一个实施例中，所述差动调节装置包括差动调节基座和差动螺纹轴，所述移动端设为滑动连接于所述差动调节基座上的差动块，所述差动块的两侧设有与所述差动调节基座固定的差动螺纹座和差动支撑座，所述差动螺纹轴穿过所述差动螺纹座、所述差动块和所述差动支撑座，所述差动螺纹轴包括与所述差动螺纹座配合的第一螺纹段、与所述差动块配合的第二螺纹段，与所述差动支撑座配合的光轴段，所述第二螺纹段大径小于所述第一螺纹段大径，所述光轴段外径小于所述第二螺纹段大径。
13.在一个实施例中，各所述差动调节装置的所述差动调节基座设有导槽，所述差动块下方设有与所述导槽宽度相适应的导向块，所述导向块设于所述导槽内，所述导槽的方向与所述拉线的投影重合。
14.在一个实施例中，所述线圈支架上设有减重槽，所述线圈支架远离所述导向架的一侧设有用于与线圈连接的线圈槽，所述拉线座与所述线圈支架可拆卸连接或一体成型于所述线圈支架上。
15.在一个实施例中，所述上方基座与直线运动机构的前进方向相互平行的两侧设有第一条形孔，通过紧固件穿过所述第一条形孔将所述上方基座和所述下方基座固定，所述第一条形孔的宽度大于所述紧固件的尺寸；所述差动调节基座沿圆周方向均布有第二条形孔，通过紧固件穿过所述第二条形孔将差动调节基座固定于所述上方基座上。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本方案提供一种磁铁磁场测量用的线圈固定装置，包括用于与直线运动机构连接的导向架；扁平板状结构的线圈支架，所述线圈支架的一侧用于安装线圈，所述线圈支架的另一侧固定于所述导向架的端部；精调机构，所述精调机构包括关于直线运动机构的前进方向对称分布的差动调节装置，所述差动调节装置固定于所述导向架上，所述差动调节装置的移动端通过拉线与所述线圈支架连接。通过调节移动端的位置来控制拉线的张紧程度，进而调节线圈支架在重力方向上的挠度。
附图说明
18.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
19.图1示出了本技术实施例涉及的磁铁磁场测量用的线圈固定装置的立体结构图；
20.图2示出了本技术实施例涉及的方向调节机构的立体结构图；
21.图3示出了本技术实施例涉及的水平度粗调装置和线圈支架的立体结构图；
22.图4示出了本技术实施例涉及的导向架和线圈支架的立体结构图；
23.图5示出了本技术实施例涉及的差动调节装置的剖视图；
24.图6示出了本技术实施例涉及的差动调节装置的立体结构图。
25.图中：1-方向调节机构，11-上方基座，111-第一条形孔，112-固定螺孔，12-下方基座，13-销钉，14-方向调节装置，141-调节基座，142-调节轴，15-螺钉，2-水平度粗调装置，21-连接支架，211-靠山，212-肋板，213-调节螺钉，214-固定螺钉，3-差动调节装置，31-差动调节基座，311-导槽，312-第二条形孔，32-差动块，321-导向块，33-差动螺纹座，34-差动支撑座，35-差动螺纹轴，351-第一螺纹段，352-第二螺纹段，353-光轴段，4-线圈支架，41-线圈槽，42-减重槽，5-拉线座，6-拉线，7-线圈，8-直线运动结构。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
28.对应于线圈的横线面积的磁场高度和长度很小，因此线圈及其支架也需要保持较小的横截面，这使得线圈和支架在重力方向上挠度较大，进而容易使线圈及其支架与磁铁发生碰撞，同时也因影响线圈在磁场中的有效面积，从而造成测量误差。
29.为了减小线圈和支架在重力方向上的挠度，本技术提供一种磁铁磁场测量用的线圈固定装置。图1至图6示出了本技术提供的磁铁磁场测量用的线圈固定装置。
30.如图1所示，磁铁磁场测量用的线圈固定装置，包括：用于与直线运动机构连接的导向架；扁平板状结构的线圈支架4，所述线圈支架4的一侧用于安装线圈，所述线圈支架4的另一侧固定于所述导向架的端部；精调机构，所述精调机构包括关于直线运动机构的前进方向对称分布的差动调节装置3，所述差动调节装置3固定于所述导向架上，所述差动调节装置3的移动端通过拉线6与所述线圈支架4连接。
31.需要说明的是，导向架与直线运动机构固连，直线运动机构可以设置为由两条导轨导向、螺旋丝杆驱动的直线运动机构。直线运动机构不涉及本实用新型核心内容，且属于公知常识，故其细节不再赘述。线圈支架4固定于导向架的端部，将线圈支架4设为扁平板状结构的意义在于能伸入横截面较小的磁铁气隙。所述线圈支架4远离所述导向架的一侧设有用于与线圈连接的线圈槽，线圈槽41延伸方向与线圈宽度方向平行，垂直于直线运动机构的前进方向，线圈是一个长条形物体，宽度与线圈支架4相等，嵌入线圈槽41中。另外，所述线圈支架4上设有减重槽42。
32.所述导向架包括方向调节机构1，所述方向调节机构1能够使线圈的延伸方向垂直于线圈的前进方向。具体地，所述方向调节机构1包括相互重叠并且能相对转动的两个基座，上方基座11远离所述线圈支架4的一侧、向靠近所述线圈支架4的一侧缩进、并露出下方基座12的部分表面，所述部分表面上设有关于直线运动机构的前进方向对称分布的方向调节装置14，所述方向调节装置14包括调节基座141和调节轴142，所述调节基座141固定于所述下方基座12上，所述调节轴142穿过所述调节基座141，抵紧于上方基座11的侧面。需要说明的是，上述线圈的延伸方向指的是线圈的宽度方向。
33.其一种可能的实施方式是：所述调节轴142带有外螺纹，能够旋入所述调节基座141端部与之配合的螺孔，并抵紧于上方基座11的侧面。通过控制调节轴142在所述螺孔的
旋入量，改变调节轴142与上方基座11的侧面之间的距离。
34.其另一种可能的实施方式是：所述调节轴142上设置弹性卡接部，在调节基座141上设置通孔，通孔内壁设置与弹性卡接部配合的卡齿，弹性卡接部收紧时在通孔内移动，不与卡齿接触，弹性卡接部恢复时卡紧于相邻两个卡齿之间。调节调节轴142在通孔的伸入量，改变调节轴142与上方基座11的侧面之间的距离。
35.如图2所示，上方基座11与下方基座12通过销钉13连接，因此上方基座11可以绕下方基座12转动。如图1、图3所示，下方基座12上有两个方向调节装置14，通过旋入和旋出两个方向调节装置14上的调节轴142，能够使调节线圈7的宽度方向与直线运动机构8的前进方向垂直。当右侧方向调节装置14的调节轴142顺时针旋入，左侧方向调节装置14的调节轴142逆时针旋出时，上方基座11在下方基座12上绕销钉13的轴线逆时针旋转。当两个方向调节装置14的操作与上述操作相反时，上方基座11在下方基座12上绕销钉13的轴线顺时针旋转。
36.上方基座11的螺钉15穿过上方基座11两侧的第一条形孔111旋入下方基座12，将上方基座11与下方基座12紧固。第一条形孔111的宽度略大于螺钉15的大径，因此上方基座11在下方基座12上的角度调节不会影响螺钉15旋入下方基座12。
37.如图3和图4所示，所述导向架还包括水平度粗调装置2，所述水平度粗调装置2设于所述方向调节机构1上，所述水平度粗调装置2包括连接于所述线圈支架4远离线圈一侧的连接支架21，通过调节件穿过所述连接支架21紧抵于所述上方基座11的顶部上。
38.下面列举一种具体实现方式，例如：调节件可以设为旋入所述连接支架21并紧抵于所述上方基座11顶部的调节螺钉213，固定件可以设为穿过所述连接支架21并旋入所述上方基座11的固定螺钉214。所述连接支架21包括关于直线运动机构的前进方向对称分布的两个连接支架21，连接支架21包括靠山211、肋板212，调节螺钉213以及与调节螺钉213配合的调节螺孔，所述两个连接支架21通过各自的靠山211定位并固连于所述线圈支架4上，其中一个所述连接支架21的肋板212与所述线圈支架4的一端平齐，另一个所述连接支架21的肋板212与所述线圈支架4的另一端平齐，作用是防止线圈支架4的两端出现晃动。
39.两个连接支架21为对称结构。线圈支架4通过两个连接支架21固定在上方基座11上。通过旋入和旋出调节螺钉213能够粗调节两个连接支架21在上方基座11上的水平角度。上方基座11上设有固定螺孔112，所述固定螺钉214穿过连接支架21并拧紧于固定螺孔112内，从而将连接支架21固定在上方基座11上。通过调节螺钉213对连接支架21水平角度的粗调节结束后，通过固定螺钉214将连接支架21与上方基座11固连。
40.对连接支架21水平角度的粗调节具体如下：调节螺钉213在连接支架21上的调节螺孔内的旋入量，可以改变调节螺钉213凸出于连接支架21下表面的长度，进而调节连接支架21在上方基座11上被顶起的高度。调节螺钉213所穿过的调节螺孔在连接支架21上，调节螺钉213在连接支架21上的调节螺孔内旋入得越多，则调节螺钉213凸出于连接支架21下表面的长度也越多，也就是调节螺钉213越能将连接支架21在上方基座11上顶起。
41.调节螺钉213优选m6x1右旋外螺纹螺钉。调节螺钉213的数量可以是1个，也可以是多个。当调节螺钉213为m6x1右旋外螺纹螺钉时，调节螺钉213转动一周后的上下移动距离为1mm，因此水平调节螺钉213用于线圈支架4的水平度粗调装置2中。
42.在测磁领域，线圈7的宽度很大，故线圈支架4的宽度也较大；但下方基座12和上方
基座11受限于直线运动结构8的尺寸，其宽度小于线圈7、线圈支架4的宽度，因此一个连接支架21的肋板212与线圈支架4的右端平齐，另一个连接支架21的肋板212与线圈支架4的左端平齐，能够防止线圈支架4、线圈7左右两端出现沿前进方向的晃动或振动。
43.如图5和图6所示，所述差动调节装置3包括差动调节基座31和差动螺纹轴35，所述移动端设为滑动连接于所述差动调节基座31上的差动块32，所述差动块32的两侧设有与所述差动调节基座31固定的差动螺纹座33和差动支撑座34，所述差动螺纹轴35穿过所述差动螺纹座33、所述差动块32和所述差动支撑座34，所述差动螺纹轴35包括与所述差动螺纹座33配合的第一螺纹段351、与所述差动块32配合的第二螺纹段352，与所述差动支撑座34配合的光轴段353，所述第二螺纹段352大径小于所述第一螺纹段351大径，所述光轴段353外径小于所述第二螺纹段352大径。
44.第一螺纹段351优选m8x1.25螺纹，导程1.25mm；第二螺纹段352优选m6x1螺纹，导程1mm；光轴段353外径优选φ5。差动螺纹座33上有与第一螺纹段351相配合的第一螺纹孔，优选m8螺孔；差动支撑座34上有与光轴段353间隙配合的光孔，基准直径优选φ5；差动块32上有与第二螺纹段352配合的第二螺孔，优选m6螺孔。
45.根据机械原理易知，当差动螺纹轴35旋转一周时，差动块32前进或后退的距离是第一螺纹段351与第二螺纹段352的导程差。例如，当第一螺纹段351为m8x1.25螺纹、第二螺纹段352为m6x1螺纹时，则差动螺纹轴35旋转一周后，导向块321的前进或后退距离是0.25mm。
46.各所述差动调节装置3的所述差动调节基座31设有导槽311，所述差动块32下方设有与所述导槽311宽度相适应的导向块321，所述导向块321能在所述导槽311内滑动，所述导槽311的方向与所述拉线6的投影重合。
47.可以沿所述线圈支架4的延伸方向(即线圈的宽度方向)设有多个与所述移动端对应的拉线座5，通过拉线6连接所述移动端及其对应的所述拉线座5，将各所述差动调节装置3与所述导向架连接在一起，所述拉线座5关于直线运动机构的前进方向对称分布。拉线座5的数量与差动调节装置3的数量一致。
48.所述拉线座5与所述线圈支架4可拆卸连接或一体成型于所述线圈支架4上。具体是拉线座5与线圈支架4可以是分体机构并用螺钉连接或在线圈支架4上整体加工出拉线座5。
49.如图1所示，上方基座11有三组差动调节装置3。其中一个所述差动调节装置3位于直线运动机构的前进方向上，其余所述差动调节装置3关于直线运动机构的前进方向对称分布，此时差动调节装置3的数量可以是3、5、7、9等；差动调节装置3的数量还可以是2、4、6、8，此时所有差动调节装置3均关于直线运动机构的前进方向对称分布。差动块32通过拉线6连接拉线座5。拉线6与差动块32、拉线座5的固定结构可以是机械常识所及的各种张力线固定结构。可以通过对差动调节基座31进行装配调节，能使得差动调节基座31的导槽311的方向与拉线6的投影重合。
50.因此旋转差动螺纹轴35时，即可通过差动块32的前后移动，控制拉线6的张紧与松弛，进而调节线圈支架4在重力方向上的挠度。两个拉线座5位于线圈支架4两端，一个拉线座5位于线圈支架4中轴线，因此控制拉线6的张紧与松弛，还能调节线圈支架4，也就是线圈7的直线度和水平度。
51.作为对比，当差动螺纹轴35第一螺纹段351为m8x1.25螺纹、第二螺纹段352为m6x1螺纹时，则差动螺纹轴35旋转一周后，导向块321的前进或后退距离是0.25mm，因此差动螺纹轴35用于线圈支架4的精调机构中。
52.且所述差动调节基座31沿圆周方向均布有第二条形孔312，通过紧固件穿过所述第二条形孔312将差动调节基座31固定于所述上方基座上，使得装配调节不会影响螺钉将差动调节基座31固定在上方基座11上。
53.需要说明的是连接支架21、线圈支架4以及拉线座5均为非金属材料，优选测磁常用材料g10，g10是玻璃纤维与树脂碾压复合材料。这里g代表玻璃纤维，10是指玻璃纤维在其中含10％。拉线6为非金属材质，优选碳纤维丝。根据材料力学常识可知，线圈支架4的弯曲应力转化为拉线6的拉应力，因此拉线6能够降低线圈支架4和线圈7的挠度。
54.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。