两个边位于气隙7中。电磁振动台工作时，控制信号经功率放大器放大后，输出有效值最高达几十A的功率电流加载到工作线圈8中，根据电磁场理论，磁场中通电的工作线圈8受到水平方向洛伦兹力作用，从而输出精密可控的电磁驱动力，通过控制所通电流的大小和方向可以精密控制电磁驱动力的大小和方向。控制信号如果采用标准正弦电信号，工作线圈8与线圈骨架6将在电磁驱动力的作用下沿轴向产生标准正弦振动，用于低频振动校准。
[0052]下面结合图5和图7给出与气隙相邻的中心磁轭、内磁轭表面的深沟槽的一个实施例。图5是图4的局部放大图。深沟槽27设置在中心磁轭2与气隙7相邻的两个表面及两个内磁轭3与气隙7相邻的两个表面，图中深沟槽27沿中心磁轭2和内磁轭3的高度方向加工，并沿气隙7的长度方向周期性排列。本实施例中，深沟槽27的截面为矩形，其宽度为1mm，深入中心磁轭2和内磁轭3表面的深度为10mm，相邻的两个深沟槽27之间的距离为10mm。理论与仿真分析及实验结果均表明，本发明中深沟槽形式的阵列式微结构可有效抑制电涡流的产生，显著降低涡流损耗。
[0053]下面结合图6给出与气隙相邻的中心磁轭、内磁轭表面的深沟槽的另一个实施例。图6也是图4的局部放大图。本实施例中，深沟槽27的截面为齿形，其齿根宽度为1_，齿尖深入中心磁轭2和内磁轭3表面的深度为10mm，相邻的两个深沟槽27之间的距离为1mm0
[0054]下面结合图8、图9给出永磁体安装框的一个实施例。本实施例中，永磁体安装框9采用陶瓷材料制成，截面为口字形，其沿轴向的厚度与永磁体I相等，永磁体I以粘接方式装配在永磁体安装框9的内部，然后将永磁体安装框9穿过下过渡板18上的矩形开口 22通过螺钉固定在底板17的上表面，实现对永磁体I的安装固定。实际实施过程中也可以将永磁体安装框9固定在其它的零部件上。装配过程中先完成其它零件的装配，然后将永磁体I与永磁体安装框9构成的组件整体沿外磁轭4和端磁轭5之间的空隙推入指定安装位置，最后对永磁体安装框9进行安装固定。采用本发明的安装方式可大大降低永磁体的装配难度，解决了强永磁体零件装配的难题。
[0055]下面结合图10给出磁轭安装框的一个实施例。要使线圈骨架6和工作线圈8套装在中心磁轭2上且具有较长的行程，长尺寸中心磁轭2需以两端支撑的方式进行安装固定。本实施例中，磁轭安装框10采用陶瓷材料制成，截面为口字形，两个磁轭安装框10套装在中心磁轭2的两端并通过螺钉与中心磁轭2刚性连接，两个磁轭安装框10穿过下过渡板18上的矩形开口 22、通过螺钉固定在底板17的上表面，从而将中心磁轭2以两端支撑方式固定。
[0056]图11给出了线圈骨架的一个实施例。本实施例中，线圈骨架6采用99氧化铝陶瓷材料，截面为口字形，壁厚为5_，其中心的方形开口使线圈骨架6能够可滑动地套装在中心磁轭2上。工作线圈8均匀密绕在线圈骨架6上，线圈骨架6的两端加工有小凸台，用于防止工作线圈8脱落。实际实施过程中，线圈骨架6的壁上可以设置各种形式的减重孔，用于减轻线圈骨架6的重量，减小振动校准台的动载荷。
【主权项】
1.一种四磁路对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台，由基座(16)、电磁驱动结构(13)、静压气浮导轨(14)和工作台(15)构成，电磁驱动结构(13)和静压气浮导轨(14)以轴线平行的方式安装在基座(16)上，工作台(15)安装在静压气浮导轨(14)中滑套(24)的上表面，其特征在于:所述基座(16)由底板(17)、下过渡板(18)、框架(19)、上盖板(20)和导轨支撑件(21)自下而上层叠安装构成，电磁驱动结构(13)安装在下过渡板(18)的上表面、框架(19)的内部，下过渡板(18)的中间部位设有矩形开口(22)，矩形开口(22)的长度大于电磁驱动结构(13)中线圈骨架(6)的运动范围，静压气浮导轨(14)通过两个导轨支撑件(21)以两端支撑的方式安装在框架(19)上；静压气浮导轨(14)由导轨(23)、滑套(24)和滑套连接件(25)构成，滑套(24)可滑动地套装在导轨(23)上且与导轨(23)通过静压气浮作用相互润滑与支撑，滑套(24)与电磁驱动结构(13)中的线圈骨架(6)通过滑套连接件(25)刚性连接，滑套连接件(25)穿过上盖板(20)的两条狭缝(26)，狭缝(26)的长度大于线圈骨架(6)的运动范围；电磁驱动结构(13)由矩形截面的永磁体(1)、中心磁轭(2)、内磁轭(3)、外磁轭(4)、端磁轭(5)和口字形截面的线圈骨架(6)构成，整体成轴对称结构，四个永磁体(I)对称安装在两个外磁轭(4)的两端和两个端磁轭(5)之间，同一个外磁轭⑷两端的两个永磁体⑴的同磁极相对布置，两个外磁轭⑷同一端的两个永磁体⑴的磁极方向相同，每个永磁体⑴的两个端面分别与外磁轭(4)、端磁轭(5)对应的端面紧密接触，两个外磁轭(4)、四个永磁体(I)与两个端磁轭(5)构成口字形结构，中心磁轭(2)安装在口字形结构的长轴线上，中心磁轭(2)两端分别与两个端磁轭(5)刚性连接，内磁轭(3)的长度小于外磁轭(4)的长度，两个内磁轭(3)对称安装在两个外磁轭(4)相对的两个表面上、与中心磁轭(2)之间通过两条等宽度的气隙(7)分隔开，线圈骨架(6)可滑动地套装在中心磁轭(2)上，线圈骨架(6)上绕有工作线圈(8)，工作线圈(8)中通以精密可控的驱动电流，与气隙(7)相邻的中心磁轭(2)、内磁轭(3)的表面设有深沟槽(27)形式的阵列式微结构，深沟槽(27)沿气隙(7)的长度方向周期性布置。2.根据权利要求1所述的四磁路对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台，其特征在于:所述永磁体(I)的安装方式是采用四个口字形截面、不导磁材料的永磁体安装框(9)，将永磁体(I)粘接装配在永磁体安装框(9)内部，通过固定永磁体安装框(9)将永磁体(I)固定；所述中心磁轭(2)的安装方式是采用两个口字形截面、不导磁材料的磁轭安装框(10)，将两个磁轭安装框(10)套装在中心磁轭(2)两端且与中心磁轭(2)刚性连接，将磁轭安装框(10)穿过下过渡板(18)上的矩形开口(22)固定在底板(17)的上表面，从而将中心磁轭(2)以两端支撑的方式固定。3.根据权利要求1或2所述的四磁路对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台，其特征在于:所述永磁体(I)是采用多个小块永磁体以粘接方式拼接构成。4.根据权利要求1或2所述的四磁路对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台，其特征在于:所述线圈骨架￠)的材料为陶瓷、花岗岩、玻璃钢或硬质塑料。5.根据权利要求2所述的四磁路对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台，其特征在于:所述永磁体安装框(9)和磁轭安装框(10)的材料为陶瓷、花岗岩、玻璃钢或铝合金。
【专利摘要】四磁路对称励磁的矩形开放磁场式低频振动校准台属于振动计量技术领域；提出一种矩形开放磁场式磁路结构，四个永磁体对称安装在两个外磁轭两端且同磁极相对布置，通过磁轭构成四个对称的闭合磁路，在气隙中产生高均匀度的强磁场分布，工作线圈通电后在磁场中受洛伦兹力作用，产生精密可控的电磁驱动力，与气隙相邻的磁轭表面设有深沟槽形式的阵列式微结构，可有效抑制涡流损耗，与静压气浮导向技术有机融合，可同时获得突出的电磁驱动力学性能和高运动导向精度；本发明可兼顾大行程、大推力、线性电磁驱动力特性和高运动导向精度，为低频/超低频振动校准提供一种高精度、大行程的高性能低频振动校准台。
【IPC分类】G01H17/00
【公开号】CN104990624
【申请号】CN201510236110
【发明人】崔俊宁, 谭久彬
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月8日