专利名称：低功耗主动式磁悬浮隔振平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隔振平台，属于隔振技术领域。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，在某些技术领域，如航空航天，以及精密光学系统中，对一些关键零件的加工精度要求越来越高，因而需要精密和超精密加工技术。在精密和超精密加工中，设备本身的精度固然是至关重要的，但环境振动对加工精度和表面质量的影响也绝不容忽视。环境振动不仅会引起机床本体振动，更土要的是会在切削刀具与被加工工件间产生相对振动位移，并将直接反映到被加工零件的精度和表面质量上。因此，为这些精密设备设置性能优异的隔振装置是十分必要的。目前，在国外超精密加工机床中，大多采用以空气弹簧作为隔振元件的隔振系统，并有较好的隔振效果。这主要是因为空气弹簧在具有较大承载能力的同时，具有较低的刚度。弹簧的低刚度可使隔振系统获得较低的固有频率，远离环境干扰的频率，得到较好的隔振效果。另一方面，通过在空气弹簧的主气室和辅助气室之间设置合适的阻尼孔，获得最佳阻尼，又可使隔振系统有较好的阻尼特性。虽然空气弹簧作为隔振元件具有较好的隔振的效果，但是这属于被动隔振，这类隔振系统的固有频率一般在2Hz左右。这种隔振方法难以满足超精密加工、超精密测量对隔振系统的要求。另外，空气弹簧不能在真空环境下使用，限制了其应用范围。
发明内容
为了解决现有隔振平台存在固定频率的缺点，本发明提出一种低功耗主动式磁悬浮隔振平台。本发明所述低功耗主动式磁悬浮隔振平台包括动基板、定基板、三个或四个隔振元件，所述三个或四个隔振元件位于动基板和定基板之间，所述三个或四个元件组成的三边形或四边形的中心与动基板的中心连线垂直于动基板所在平面，每个隔振元件的动子与动基板的下表面固定连接，每个隔振元件的定子与定基板的上表面固定连接，动基板与定基板所在平面相互平行。所述隔振元件由Z向承重单元与Z向调整单元构成，Z向承重单元包括动子部件和定子部件，动子部件包括动子基板、动子部件上永磁体、动子部件下永磁体、动子部件永磁体固定板和Z向支撑板，平板形的动子部件上永磁体粘贴固定在动子部件永磁体固定板上表面，平板形的动子部件下永磁体粘贴固定在动子部件永磁体固定板下表面，Z向支撑板一端与动子基板固定连接，所述Z向支撑板的另一端与动子基板固定连接；定子部件包括定子部件上永磁体固定板、定子部件上永磁体、定子部件下永磁体、定子部件下永磁体固定板和固定板连接板，平板形的定子部件上永磁体粘贴固定在定子部件上永磁体固定板上，平板形的定子部件下永磁体粘贴固定在定子部件下永磁体固定板上，定子部件上永磁体固定板与定子部件下永磁体固定板分别连接固定在固定板连接板的上下端面上，动子部件上 永磁体与定子部件上永磁体之间为上气隙，动子部件下永磁体与定子部件下永磁体之间为下气隙，动子部件永磁体与定子部件永磁体均为沿垂直方向平行充磁，动子部件上永磁体与动子部件下永磁体的充磁方向相同，定子部件上永磁体与定子部件下永磁体的充磁方向相反，动子部件上永磁体与定子部件上永磁体充磁方向相同，动子部件下永磁体与定子部件下永磁体充磁方向相反；Z向调整单元包括正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元，
正弹性系数调整单元包括定子永磁体和定子永磁体固定板、动子永磁体和动子永磁体固定板；定子永磁体固定在定子永磁体固定板的下表面，动子永磁体固定在动子永磁体固定板的上表面；定子永磁体和动子永磁体相对布置，二者之间为气隙，定子永磁体和动子永磁体均为沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反，负弹性系数调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心和初级绕组，初级铁心为E形铁心，初级绕组缠绕在E形的初级铁心中间的芯柱上；次级包括次级永磁体和次级轭板,次级永磁体包括3块平板形永磁体，所述3块平板形永磁体分别与初级铁心的3个芯柱相对应，并粘贴固定在次级轭板的下表面上，位于中间位置的永磁体的极性与两侧永磁体的极性相反，负弹性系数调整单元的次级或初级与动子基板固定连接在一起，负弹性系数调整单元的初级或次级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件，正弹性系数调整单元的定子永磁体固定板与定基板连接在一起。上述结构中，负弹性系数调整单元的结构还可以采用下述结构负弹性系数调整单元包括初级和次级构成，初级和次级之间为气隙，初级包括初级铁心、初级绕组和初级永磁体，初级铁心为E形铁心，初级绕组缠绕在初级铁心中间的芯柱上；初级永磁体包括3块平板形永磁体，所述3块平板形永磁体分别粘贴固定在初级铁心的3个芯柱的端面上，位于中间芯柱端面上的永磁体的充磁方向与两侧的永磁体的充磁方向相反；次级为磁性金属轭板。上述结构中，负弹性系数调整单元的结构还可以采用下述结构负弹性系数调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心、初级绕组和初级永磁体，初级铁心由两个r形铁心构成，所述两个r形铁心以平板形的初级永磁体为镜面对称设置、并与所述初级永磁体固定连接，初级绕组由两个线圈构成，两个线圈分别缠绕在两个r形铁心的两个竖直芯柱上；次级为磁性次级金属轭板。本发明所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台中的隔振元件中还包括X向调整单元或Y向调整单元；X向调整单元或Y向调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心、初级绕组和初级永磁体，初级铁心为E形铁心，初级绕组缠绕在初级铁心中间的芯柱上；初级永磁体为3块平板形永磁体，该3块平板形永磁体分别粘贴固定在初级铁心的3个芯柱的端面上，位于中间芯柱端面上的平板形永磁体的充磁方向与两侧的平板形永磁体的充磁方向相反；次级为磁性次级金属轭板；X向调整单元或Y向调整单元为动初级结构或者为动次级结构,X向调整单元或Y向调整单元的动子与Z向承重单元的动子固定连接在一起；X向调整单元或Y向调整单元的定子与Z向承重单元的定子固定连接在一起，X向调整单元或Y向调整单元的气隙面与Z向承重单元的气隙面正交。
本发明所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台中的隔振元件中还可以包括X向调整单元和Y向调整单元；X向调整单元和Y向调整单元的结构相同，X向调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级基板和初级绕组，初级绕组固定在初级基板上；次级为双边结构，次级包括次级永磁体和次级轭板，所述上、下次级永磁体分别粘贴固定在上、下次级轭板上,次级永磁体包括两块垂直充磁的永磁体和一块平行充磁的永磁体，所述平行充磁的永磁体位于两块垂直充磁的永磁体的中间，所述两块垂直充磁的永磁体的充磁方向相反，上、下次级永磁体中相对的两块垂直充磁的永磁体的充磁方向相同，上次级永磁体中的平行充磁的永磁体的充磁方向由与其相邻的向上充磁的永磁体指向向下充磁的永磁体，下次级永磁体中的平行充磁 的永磁体与上次级永磁体中的平行充磁的永磁体的充磁方向相反；Y向调整单元是X向调整单元沿水平方向旋转90度获得，Y向调整单元的动子、X向调整单元的动子均与Z向承重单元的动子固定连接；X向调整单元的定子、Y向调整单元的定子均与Z向承重单元的定子固定连接，X向调整单元的气隙面、Y向调整单元的气隙面均与Z向承重单元的气隙面平行。本发明所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台还可以包括三个或四个电磁阻尼器，每个电磁阻尼器与一个隔振单元相对应，固定在动基板与定基板之间，电磁阻尼器包括初级和次级，电磁阻尼器初级安装固定在定基板上，电磁阻尼器次级安装固定在动基板上；或者，电磁阻尼器次级安装固定在定基板上，电磁阻尼器初级安装固定在动基板上。本发明所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的工作原理为当有Z方向的振动传递到隔振平台的定基板上时，定基板的位置会发生变化，但是，由于作用到Z向承重单元的动子部件上磁场力上边为吸引力、下边为排斥力，两个力的合力基本不随动子部件位置的改变而变化，因此Z向承重单元有效地阻隔了振动从定基板向动基板的传递；当动基板上的载荷质量或作用力发生变化时，由于Z向调整单元是由正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元串联在一起构成的，将二者的弹性系数值设计得相等，就可以保证随着动基板上载荷发生变化，负弹性系数调整单元中电流能够迅速做出调整，而且稳态电流基本为0，系统的功率损耗很低。本发明所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台采用主动隔振的方式实现隔振，通过利用永磁体与永磁体之间的不可控作用力以及电流与永磁体磁场之间的可控电磁力来实现对载荷的悬浮，从而实现对振动的隔离。本发明所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台中的各个单元的结构简单、隔振效果好、控制容易、损耗低，并且适用于真空环境，还能够实现大载荷磁悬浮隔振。
图I是具体实施方式
一所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的结构示意图。图2是具体实施方式
二所述的一种隔振单元的结构示意图。图3是具体实施方式
二所述的隔振单元中的Z向调整单元的结构示意图。图4是具体实施方式
三所述的隔振单元中的Z向调整单元的结构示意图。图5是具体实施方式
四所述的隔振单元中的Z向调整单元的结构示意图。图6是具体实施方式
五所述的一种隔振单元的结构示意图。
图7是具体实施方式
六所述的一种隔振单元的结构示意图。图8是具体实施方式
七所述的一种带有X向调整单元或Y向调整单元的隔振单元的结构示意图。图9是具体实施方式
八所述的一种带有X向调整单元和Y向调整单元的隔振单元的结构示意图。图10是具体实施方式
九所述的一种带有电磁阻尼器的隔振单元的结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、参见图I所示，本实施方式所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台包括动基板、定基板、三个或四个隔振元件，所述三个或四个隔振元件位于动基板和定基板之间，所述三个或四个元件组成的三边形或四边形的中心与动基板的中心连线垂直于动基板所在平面，每个隔振元件的动子与动基板的下表面固定连接，每个隔振元件的定子与定基板的上表面固定连接，动基板与定基板所在平面相互平行。
具体实施方式
二、本实施方式是对具体实施方式
一所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台中的隔振元件的结构的进一步限定，本实施方式所述的隔振元件由Z向承重单元与Z向调整单元构成,参见图2所示，Z向承重单元包括动子部件和定子部件，动子部件包括动子基板la、动子部件上永磁体lc、动子部件下永磁体le、动子部件永磁体固定板Id和Z向支撑板lb，平板形的动子部件上永磁体Ic粘贴固定在动子部件永磁体固定板Id上表面，平板形的动子部件下永磁体Ie粘贴固定在动子部件永磁体固定板Id下表面,Z向支撑板Ia —端与动子基板Ia固定连接，所述Z向支撑板Ib的另一端与动子基板Ia固定连接；定子部件包括定子部件上永磁体固定板2a、定子部件上永磁体2b、定子部件下永磁体2d、定子部件下永磁体固定板2e和固定板连接板2c，平板形的定子部件上永磁体2b粘贴固定在定子部件上永磁体固定板2a上,平板形的定子部件下永磁体2d粘贴固定在定子部件下永磁体固定板2e上，定子部件上永磁体固定板2a与定子部件下永磁体固定板2e分别连接固定在固定板连接板2c的上下端面上，动子部件上永磁体Ic与定子部件上永磁体2b之间为上气隙，动子部件下永磁体Ie与定子部件下永磁体2d之间为下气隙，动子部件永磁体与定子部件永磁体均为沿垂直方向平行充磁，动子部件上永磁体Ic与动子部件下永磁体Ie的充磁方向相同,定子部件上永磁体2b与定子部件下永磁体2d的充磁方向相反，动子部件上永磁体Ic与定子部件上永磁体2b充磁方向相同,动子部件下永磁体Ie与定子部件下永磁体2d充磁方向相反；Z向调整单元包括正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元，参见图3所示。正弹性系数调整单元包括定子永磁体3b和定子永磁体固定板3a、动子永磁体3c和动子永磁体固定板3d ;定子永磁体3b固定在定子永磁体固定板3a的下表面,动子永磁体3c固定在动子永磁体固定板3d的上表面；定子永磁体3b和动子永磁体3c相对布置，二者之间为气隙，定子永磁体3b和动子永磁体3c均为沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反，负弹性系数调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心4e和初级绕组4d，初级铁心4e为E形铁心，初级绕组4d缠绕在E形的初级铁心4e中间的芯柱上；次级包括次级永磁体4c和次级轭板4b，次级永磁体4c包括3块平板形永磁体，所述3块平板形永磁体分别与初级铁心4d的3个芯柱相对应，并粘贴固定在次级轭板4b的下表面上，位于中间位置的永磁体的极性与两侧永磁体的极性相反，负弹性系数调整单元的次级或初级与动子基板Ia固定连接在一起,负弹性系数调整单元的初级或次级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件，正弹性系数调整单元的定子永磁体固定板与定基板连接在一起。上述结构，当负弹性系数调整单元的次级与动子基板Ia固定连接在一起，负弹性系数调整单元的初级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件时，具体结构参见图3所示。上述负弹性系数调整单元的初级也可以与动子基板Ia固定连接在一起，同时，负弹性系数调整单元的次级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件。
具体实施方式
三、本实施方式与具体实施方式
二所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，负弹性系数调整单元的结构不同，本实施方式所述的负弹性系数调整单元包括初级和次级构成，初级和次级之间为气隙，初级包括初级铁心4e、初级绕组4d和初级永磁体4f，初级铁心为E形铁心，初级绕组4d缠绕在初级铁心4e中间的芯柱上；初级永磁体4f包括3块平板形永磁体，所述3块平板形永磁体分别粘贴固定在初级铁心4e的3个芯柱的端面上，位于中间芯柱端面上的永磁体的充磁方向与两侧的永磁体的充磁方向相反；次级为磁性金属轭板4g。上述结构，当负弹性系数调整单元的初级与动子基板Ia固定连接在一起，负弹性系数调整单元的次级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件时，正弹性系数调整单元的定子永磁体固定板与定基板连接在一起，具体结构参见图4所示。
具体实施方式
四、本实施方式与具体实施方式
二所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，负弹性系数调整单元的结构不同，本实施方式所述的负弹性系数调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心4e、初级绕组4d和初级永磁体4f，初级铁心4e由两个r形铁心构成，所述两个r形铁心以平板形的初级永磁体4f为镜面对称设置、并与所述初级永磁体4f固定连接，初级绕组4d由两个线圈构成，两个线圈分别缠绕在两个r形铁心的两个竖直芯柱上；次级为磁性次级金属轭板4g。上述结构，当负弹性系数调整单元的次级与动子基板Ia固定连接在一起，负弹性系数调整单元的初级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件时，具体结构参见图5所示。
具体实施方式
五、本实施方式与具体实施方式
二至四任意一个实施方式所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，所述隔振元件中采用两个Z向承重单元左右并联连接，两个Z向支撑板Ib均固定连接在一起。图6所示是本实施方式所述的技术特征在具体实施方式
二所述的结构的基础上形成的结构示意图。
具体实施方式
六、本实施方式与具体实施方式
二至四任意一个实施方式所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，所述隔振元件中采用两组Z向承重单元左右并联连接组成，每组Z向承重单元由多个Z向承重单元沿垂直方向串联连接组成，每个Z向承重单元的Z向支撑板Ib均与动子基板Ia固定连接。图7所示是在具体实施方式
二所述的Z向承重单元的结构基础之上获得的本实施方式所述的隔振元件的结构示意图。
具体实施方式
七、本实施方式与具体实施方式
二至四任意一个实施方式所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，隔振元件中还包括X向调整单元或Y向调整单元；X向调整单元或Y向调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心5b、初级绕组5a和初级永磁体5c,初级铁心为E形铁心,初级绕组5a缠绕在初级铁心5b中间的芯柱上；初级永磁体为3块平板形永磁体，该3块平板形永磁体分别粘贴固定在初级铁心5b的3个芯柱的端面上，位于中间芯柱端面上的平板形永磁体的充磁方向与两侧的平板形永磁体的充磁方向相反；次级为磁性次级金属轭板5c ；X向调整单元或Y向调整单元为动初级结构或者为动次级结构,X向调整单元或Y向调整单元的动子与Z向承重单元的动子固定连接在一起；X向调整单元或Y向调整单元的定子与Z向承重单元的定子固定连接在一起，X向调整单元或Y向调整单元的气隙面与Z向承重单元的气隙面正交。图8所示是本实施方式增加的X向调整单元或Y向调整单元与具体实施方式
一所述的隔振单元的结构相组合形成的结构。
具体实施方式
八、本实施方式与具体实施方式
二至四任意一个实施方式所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，隔振元件中还包括X向调整单元和Y向调整单元；X向调整单元和Y向调整单元的结构相同，X向调整单元包括初级和次级，初级和次级之间 为气隙。初级包括初级基板6d和初级绕组6c，初级绕组6c固定在初级基板6d上；次级为双边结构，次级包括次级永磁体6b和次级轭板6a，所述上、下次级永磁体6b分别粘贴固定在上、下次级轭板上，次级永磁体6b包括两块垂直充磁的永磁体和一块平行充磁的永磁体，所述平行充磁的永磁体位于两块垂直充磁的永磁体的中间，所述两块垂直充磁的永磁体的充磁方向相反，上、下次级永磁体中相对的两块垂直充磁的永磁体的充磁方向相同，上次级永磁体中的平行充磁的永磁体的充磁方向由与其相邻的向上充磁的永磁体指向向下充磁的永磁体，下次级永磁体中的平行充磁的永磁体与上次级永磁体中的平行充磁的永磁体的充磁方向相反；Y向调整单元是X向调整单元沿水平方向旋转90度获得，Y向调整单元的动子、X向调整单元的动子均与Z向承重单元的动子固定连接；X向调整单元的定子、Y向调整单元的定子均与Z向承重单元的定子固定连接，X向调整单元的气隙面、Y向调整单元的气隙面均与Z向承重单元的气隙面平行。图9所示是本实施方式增加的X向调整单元和Y向调整单元与具体实施方式
一所述的隔振单元的结构相组合形成的结构。
具体实施方式
九、本实施方式与具体实施方式
二至八任意一个实施方式所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台的区别在于，本实施方式中还包括三个或四个电磁阻尼器，每个电磁阻尼器与一个隔振单元相对应，固定在动基板与定基板之间，电磁阻尼器包括初级和次级，电磁阻尼器初级安装固定在定基板上，电磁阻尼器次级安装固定在动基板上；或者，电磁阻尼器次级安装固定在定基板上，电磁阻尼器初级安装固定在动基板上。图10所示是本实施方式所增加的技术特征电磁阻尼器与具体实施方式
二所述的隔振单元连接在一起的结构示意图，该结构中，负弹性系数调整单元的初级或次级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿Z向连接在一起构成的中间运动部件，与定基板之 间还安装有电磁阻尼器。本发明所述的隔振平台的结构，不局限于上述各个实施方式所描述的具体结构，还可以是上述各实施方式所述的技术特征的合理组合。
权利要求
1.低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，它包括动基板、定基板、三个或四个隔振元件，所述三个或四个隔振元件位于动基板和定基板之间，所述三个或四个元件组成的三边形或四边形的中心与动基板的中心连线垂直于动基板所在平面，每个隔振元件的动子与动基板的下表面固定连接，每个隔振元件的定子与定基板的上表面固定连接，动基板与定基板所在平面相互平行。
2.根据权利要求I所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件由Z向承重单元与Z向调整单元构成， Z向承重单元包括动子部件和定子部件，动子部件包括动子基板(la)、动子部件上永磁体(lc)、动子部件下永磁体(Ie)、动子部件永磁体固定板(Id)和Z向支撑板(lb)，平板形的动子部件上永磁体(Ic)粘贴固定在动子部件永磁体固定板(Id)上表面，平板形的动子部件下永磁体(Ie)粘贴固定在动子部件永磁体固定板(Id)下表面，Z向支撑板(Ib)一端与动子基板(Ia)固定连接，所述Z向支撑板(Ib)的另一端与动子部件永磁体固定板(Id)固定连接； 定子部件包括定子部件上永磁体固定板(2a)、定子部件上永磁体(2b)、定子部件下永磁体(2d)、定子部件下永磁体固定板(2e)和固定板连接板(2c)，平板形的定子部件上永磁体(2b)粘贴固定在定子部件上永磁体固定板(2a)上,平板形的定子部件下永磁体(2d)粘贴固定在定子部件下永磁体固定板(2e)上,定子部件上永磁体固定板(2a)与定子部件下永磁体固定板(2e)分别连接固定在固定板连接板(2c)的上下端面上，动子部件上永磁体(Ic)与定子部件上永磁体(2b)之间为上气隙，动子部件下永磁体(Ie)与定子部件下永磁体(2d)之间为下气隙，动子部件永磁体与定子部件永磁体均为沿垂直方向平行充磁，动子部件上永磁体(Ic)与动子部件下永磁体(Ie)的充磁方向相同，定子部件上永磁体(2b)与定子部件下永磁体(2d)的充磁方向相反，动子部件上永磁体(Ic)与定子部件上永磁体(2b)充磁方向相同，动子部件下永磁体(Ie)与定子部件下永磁体(2d)充磁方向相反； Z向调整单元包括正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元， 正弹性系数调整单元包括定子永磁体(3b)和定子永磁体固定板(3a)、动子永磁体(3c)和动子永磁体固定板(3d);定子永磁体(3b)固定在定子永磁体固定板(3a)的下表面，动子永磁体(3c)固定在动子永磁体固定板(3d)的上表面；定子永磁体(3b)和动子永磁体(3c)相对布置，二者之间为气隙，定子永磁体(3b)和动子永磁体(3c)均为沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反， 负弹性系数调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心(4e)和初级绕组(4d)，初级铁心(4e)为E形铁心，初级绕组(4d)缠绕在E形的初级铁心(4e)中间的芯柱上；次级包括次级永磁体(4c)和次级轭板(4b)，次级永磁体(4c)包括3块平板形永磁体，所述3块平板形永磁体分别与初级铁心4d的3个芯柱相对应，并粘贴固定在次级轭板(4b)的下表面上，位于中间位置的永磁体的极性与两侧永磁体的极性相反，负弹性系数调整单元的次级或初级与动子基板(Ia)固定连接在一起，负弹性系数调整单元的初级或次级与正弹性系数调整单元的动子永磁体固定板沿垂直方向固定连接在一起、构成中间运动部件，正弹性系数调整单元的定子永磁体固定板与定基板连接在一起。
3.根据权利要求I所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件由Z向承重单元与Z向调整单元构成，Z向承重单元包括动子部件和定子部件，动子部件包括动子基板(la)、动子部件上永磁体(Ic)、动子部件下永磁体(Ie)、动子部件永磁体固定板(Id)和Z向支撑板(Ib)，平板形的动子部件上永磁体(Ic)粘贴固定在动子部件永磁体固定板(Id)上表面，平板形的动子部件下永磁体(Ie)粘贴固定在动子部件永磁体固定板(Id)下表面,Z向支撑板(Ib) —端与动子基板(Ia)固定连接，所述Z向支撑板(Ib)的另一端与动子基板(Ia)固定连接；定子部件包括定子部件上永磁体固定板(2a)、定子部件上永磁体(2b)、定子部件下永磁体(2d)、定子部件下永磁体固定板(2e)和固定板连接板(2c)，平板形的定子部件上永磁体(2b)粘贴固定在定子部件上永磁体固定板(2a)上,平板形的定子部件下永磁体(2d)粘贴固定在定子部件下永磁体固定板(2e)上,定子部件上永磁体固定板(2a)与定子部件下永磁体固定板(2e)分别连接固定在固定板连接板(2c)的上下端面上，动子部件上永磁体(Ic)与定子部件上永磁体(2b)之间为上气隙，动子部件下永磁体(Ie)与定子部件下永磁体(2d)之间为下气隙，动子部件永磁体与定子部件永磁体均为沿垂直方向平行充磁，动子部件上永磁体(Ic)与动子部件下永磁体(Ie)的充磁方向相同，定子部件上永磁体·(2b)·与定子部件下永磁体(2d)的充磁方向相反，动子部件上永磁体(Ic)与定子部件上永磁体(2b)充磁方向相同，动子部件下永磁体(Ie)与定子部件下永磁体(2d)充磁方向相反； Z向调整单元包括正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元， 正弹性系数调整单元包括定子永磁体(3b)和定子永磁体固定板(3a)、动子永磁体(3c)和动子永磁体固定板(3d);定子永磁体(3b)固定在定子永磁体固定板(3a)的下表面，动子永磁体(3c)固定在动子永磁体固定板(3d)的上表面；定子永磁体(3b)和动子永磁体(3c)相对布置，二者之间为气隙，定子永磁体(3b)和动子永磁体(3c)均为沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反， 负弹性系数调整单元包括初级和次级构成，初级和次级之间为气隙，初级包括初级铁心(4e)、初级绕组(4d)和初级永磁体(4f)，初级铁心为E形铁心，初级绕组(4d)缠绕在初级铁心(4e)中间的芯柱上；初级永磁体(4f)包括3块平板形永磁体，所述3块平板形永磁体分别粘贴固定在初级铁心(4e)的3个芯柱的端面上，位于中间芯柱端面上的永磁体的充磁方向与两侧的永磁体的充磁方向相反；次级为磁性金属轭板4g。
4.根据权利要求I所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件由Z向承重单元与Z向调整单元构成， Z向承重单元包括动子部件和定子部件，动子部件包括动子基板(la)、动子部件上永磁体(Ic)、动子部件下永磁体(Ie)、动子部件永磁体固定板(Id)和Z向支撑板(Ib)，平板形的动子部件上永磁体(Ic)粘贴固定在动子部件永磁体固定板(Id)上表面，平板形的动子部件下永磁体(Ie)粘贴固定在动子部件永磁体固定板(Id)下表面,Z向支撑板(Ib) —端与动子基板(Ia)固定连接，所述Z向支撑板(Ib)的另一端与动子基板(Ia)固定连接；定子部件包括定子部件上永磁体固定板(2a)、定子部件上永磁体(2b)、定子部件下永磁体(2d)、定子部件下永磁体固定板(2e)和固定板连接板(2c)，平板形的定子部件上永磁体(2b)粘贴固定在定子部件上永磁体固定板(2a)上,平板形的定子部件下永磁体(2d)粘贴固定在定子部件下永磁体固定板(2e)上,定子部件上永磁体固定板(2a)与定子部件下永磁体固定板(2e)分别连接固定在固定板连接板(2c)的上下端面上，动子部件上永磁体(Ic)与定子部件上永磁体(2b)之间为上气隙，动子部件下永磁体(Ie)与定子部件下永磁体(2d)之间为下气隙，动子部件永磁体与定子部件永磁体均为沿垂直方向平行充磁，动子部件上永磁体(Ic)与动子部件下永磁体(Ie)的充磁方向相同，定子部件上永磁体(2b)与定子部件下永磁体(2d)的充磁方向相反，动子部件上永磁体(Ic)与定子部件上永磁体(2b)充磁方向相同，动子部件下永磁体(Ie)与定子部件下永磁体(2d)充磁方向相反； Z向调整单元包括正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元， 正弹性系数调整单元包括定子永磁体(3b)和定子永磁体固定板(3a)、动子永磁体(3c)和动子永磁体固定板(3d);定子永磁体(3b)固定在定子永磁体固定板(3a)的下表面，动子永磁体(3c)固定在动子永磁体固定板(3d)的上表面；定子永磁体(3b)和动子永磁体(3c)相对布置，二者之间为气隙，定子永磁体(3b)和动子永磁体(3c)均为沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反， 负弹性系数调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙；初级包括初级铁心(4e)、初级绕组(4d)和初级永磁体(4f)，初级铁心(4e)由两个r形铁心构成，所述两个r 形铁心以平板形的初级永磁体(4f)为镜面对称设置、并与所述初级永磁体(4f)固定连接，初级绕组(4d)由两个线圈构成，两个线圈分别缠绕在两个r形铁心的两个竖直芯柱上；次级为磁性次级金属轭板(4g)。
5.根据权利要求2、3或4所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件中包括两个Z向承重单元，所述两个Z向承重单元左右并联连接，两个Z向支撑板(Ib)均固定连接在一起。
6.根据权利要求2、3或4所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件中包括两组Z向承重单元，所述两组Z向承重单元左右并联连接组成，每组Z向承重单元由多个Z向承重单元沿垂直方向串联连接组成，每个Z向承重单元的Z向支撑板(Ib)均与动子基板(Ia)固定连接。
7.根据权利要求2、3或4所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件中还包括X向调整单元或Y向调整单元；X向调整单元或Y向调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙； 初级包括初级铁心(5b)、初级绕组(5a)和初级永磁体(5c)，初级铁心为E形铁心，初级绕组(5a)缠绕在初级铁心(5b)中间的芯柱上；初级永磁体为3块平板形永磁体，该3块平板形永磁体分别粘贴固定在初级铁心(5b)的3个芯柱的端面上，位于中间芯柱端面上的平板形永磁体的充磁方向与两侧的平板形永磁体的充磁方向相反； 次级为磁性次级金属轭板(5d)； X向调整单元或Y向调整单元为动初级结构或者为动次级结构,X向调整单元或Y向调整单元的动子与Z向承重单元的动子固定连接在一起；X向调整单元或Y向调整单元的定子与Z向承重单元的定子固定连接在一起，X向调整单元或Y向调整单元的气隙面与Z向承重单元的气隙面正交。
8.根据权利要求2、3或4所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述隔振元件中还包括X向调整单元和Y向调整单元；X向调整单元和Y向调整单元的结构相同，X向调整单元包括初级和次级，初级和次级之间为气隙； 初级包括初级基板^d)和初级绕组(6c)，初级绕组^c)固定在初级基板^d)上；次级为双边结构，次级包括次级永磁体^b)和次级轭板(6a)，所述上、下次级永磁体^b)分别粘贴固定在上、下次级轭板上，次级永磁体^b)包括两块垂直充磁的永磁体和一块沿水平方向平行充磁的永磁体，所述平行充磁的永磁体位于两块垂直充磁的永磁体的中间，所述两块垂直充磁的永磁体的充磁方向相反,上、下次级永磁体中相对的两块垂直充磁的永磁体的充磁方向相同，上次级永磁体中的平行充磁的永磁体的充磁方向由与其相邻的向上充磁的永磁体指向向下充磁的永磁体，下次级永磁体中的平行充磁的永磁体与上次级永磁体中的平行充磁的永磁体的充磁方向相反； Y向调整单元是X向调整单元沿水平方向旋转90度获得，Y向调整单元的动子、X向调整单元的动子均与Z向承重单元的动子固定连接；X向调整单元的定子、Y向调整单元的定子均与Z向承重单元的定子固定连接，X向调整单元的气隙面、Y向调整单元的气隙面均与Z向承重单元的气隙面平行。
9.根据权利要求2、3或4所述的低功耗主动式磁悬浮隔振平台，其特征在于，所述磁悬浮隔振平台还包括三个或四个电磁阻尼器(7)，每个电磁阻尼器(7)与一个隔振单元相对应，固定在动基板与定基板之间，电磁阻尼器包括初级和次级，电磁阻尼器初级安装固定在定基板上，电磁阻尼器次级安装固定在动基板上；或者，电磁阻尼器次级安装固定在定基板上，电磁阻尼器初级安装固定在动基板上。
全文摘要
低功耗主动式磁悬浮隔振平台，涉及隔振技术领域。本发明解决了现有隔振平台存在固定频率的缺点。本发明由动基板、定基板、三个或四个Z向承重与调整单元，Z向承重与调整单元主要由Z向承重单元与Z向调整单元构成。Z向承重单元主要由动子部件和定子部件构成；Z向调整单元主要由正弹性系数调整单元和负弹性系数调整单元构成。Z向承重单元与Z向调整单元并联。本发明还可以包括X向调整单元或Y向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元。本发明容易构成重载荷磁悬浮隔振平台，且结构简单、隔振精度高、控制容易、功率损耗低，可适用真空环境。
文档编号H02N15/00GK102710180SQ20121019073
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者周一恒, 寇宝泉, 张赫, 罗俊 申请人:哈尔滨工业大学