一种三维静态磁场分布检测装置制造方法
【专利摘要】一种三维静态磁场分布检测装置，包括底座，X轴驱动臂，包括X轴电机和X轴U型臂身，X轴电机的驱动杆穿过X轴U型臂身的两端；Z轴驱动臂，三维磁阻传感器，固定在所述立方杆伸出的前端；所述X轴驱动臂固定在所述底座上。准确测出三维空间的磁场分布情况，磁场的大小和方向；能直观的看到该磁场在空间分布的情况；可靠性好，精度高。
【专利说明】一种三维静态磁场分布检测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种检测装置，更具体而言，涉及一种三维静态磁场分布检测装 置。
【背景技术】
[0002] 磁铁外围空间磁场分布检测技术是研究与磁现象有关物理现象的重要手段。其 中，磁场分布测量技术的研究水平在很大程度上反映了高性能永磁材料的生产水平，电机 效率提1?水平等。
[0003] 最近几十年来，由于采用了新的物理效应器件，一些高灵敏度的磁传感器的相继 问世，并且，随着测量技术与计算机技术的迅速发展，新一代的磁场检测仪器也取得了进 展。现今，磁场测量已突破传统的单点单方向测量，实现了空间某点磁场的三维测量，从而 全面真实地反应待测对象的磁场状况。
[0004] 在国内，经济和工业的发展已经使得越来越多的场合需要进行磁场的精确测量。 国内的磁场测量仪器主要应用于低频段磁场的测量，并且磁场一维测量的研究居多。
[0005] 目前，国内市面上销售的磁场检测仪器集中在工业用的强磁场的低频段和通信用 的弱磁场的高频段。基于霍尔效应的磁强计已成为通用型的磁场测量仪器，广泛应用于测 量各种间隙磁场，包括恒定的与交变的各种形态磁场。
[0006] 电机生产公司为了提高电机的效率，就想检测出电机定子（瓦型磁铁）的磁场分 布最密集的位置是否与转子是重合，从而提高电机效率，但是对磁铁周围空间的磁场分布 不能有一个完全的，直观的描述，从而这造成了技术上的难度。
【发明内容】
[0007] 本实用新型提供了一种三维静态磁场分布检测装置，能够将磁场信号转换为电信 号；进一步的目的，能够测出三维空间的磁场分布情况，磁场的大小和方向；进一步的发明 目的是，还能直观的看到该磁场在空间分布的情况。
[0008] -种三维静态磁场分布检测装置，包括底座，X轴驱动臂，包括X轴电机和X轴U型 臂身，X轴电机的驱动杆穿过X轴U型臂身的两端；Z轴驱动臂，包括Z轴电机和Z轴U型臂 身，Z轴电机的驱动杆穿过Z轴U型臂身的两端；Z轴U型臂身上具有螺纹孔，其与所述X轴 驱动臂的驱动杆螺纹配合；Y轴驱动臂，包括Y轴电机和Y轴U型臂身，Y轴电机的驱动杆穿 过Y轴U型臂身的两端；Y轴U型臂身上具有螺纹孔，其与所述Z轴驱动臂的驱动杆螺纹配 合；立方座，设置螺纹孔，其与Y轴电机的驱动杆螺纹配合；立方杆过盈配合插入立方座上 部；三维磁阻传感器，固定在所述立方杆伸出的前端；所述X轴驱动臂固定在所述底座上。
[0009] 优选的是，还包括载物平台，固定在底座上。
[0010] 优选的是，所述载物平台包括载物盘和两个卡具小板，载物盘固定在所述底座上， 两个卡具小板固定在载物盘上，两个卡具小板中的一个具有螺纹孔，其与螺杆配合。
[0011] 优选的是，三维磁阻传感器通过粘贴固定在立方杆上。
[0012] 优选的是，Z轴驱动臂、Y轴驱动臂和底座之间具有间隙。
[0013] 优选的是，所述X轴电机、Υ轴电机和Ζ轴电机为步进电机。
[0014] 本实用新型的有益效果，准确测出三维空间的磁场分布情况，磁场的大小和方向； 能直观的看到该磁场在空间分布的情况；可靠性好，精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是三维静态磁场分布检测装置的整体结构示意图。
[0016] 图2是载物平台的结构示意图。
[0017] 图3是X轴驱动臂的结构示意图。
[0018] 图4是Ζ轴驱动臂的结构爱示意图。
[0019] 图5探针的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 如图2所示，载物平台5包括载物底座11、支撑杆12、载物圆盘13和两个卡具小 板14。载物底座11上面具有螺孔，支撑杆12两端具有螺纹，通过螺纹固定在一起，支撑杆 12的另一端和载物圆盘13同样通过螺纹固定连接。载物盘上的两个卡具小板14是焊接于 圆盘上的，在右侧卡具小板上具有螺孔，螺孔里有一螺杆可以前后进给运动，以此能将大小 不同的被测样品卡于其中。载物平台5固定在底座6的一端。
[0021] 如图3所示，X轴驱动臂15包括X轴电机驱动器9、X轴驱动电机10、驱动螺杆和 臂身。X轴电机驱动器9与X轴驱动电机10通过螺钉固定一起，从X轴驱动电机10伸出的 驱动螺杆通过轴承或者套筒支撑在臂身上。X轴驱动臂15固定在载物平台5上，远离载物 平台5的一端，并且和载物平台5的位置相对应。
[0022] 如图4所示，Ζ轴驱动臂16的结构和X轴驱动臂完全一样。Ζ轴驱动臂16的臂身 上具有螺纹孔，螺纹孔与X轴驱动臂上的驱动螺杆螺纹配合，X轴驱动臂上的驱动螺杆穿过 Ζ轴驱动臂上的螺纹孔。通过X轴驱动电机15的转动就可以通过驱动螺杆带动套在驱动螺 杆上的Ζ轴驱动臂16左右平移，进行定位。
[0023] Υ轴驱动臂17的结构与Ζ轴驱动臂16完全一样，臂身上具有螺纹孔与Ζ轴驱动臂 上的驱动螺杆配合。通过Ζ轴驱动臂上的驱动电机带动驱动螺杆转动，从而驱动套在Ζ轴 驱动螺杆上的Υ轴驱动臂上下平移，进行定位。
[0024] 如图5所示，探针3是立方座和右端细长立方杆组成的，立方杆的尖端装有型号为 HMCL043的三维磁阻传感器。作为进一步的优选，由于传感器材料是非金属，故而使用固溶 胶水粘贴上的。细长立方杆插入立方座中，实现过盈配合。立方座下部有螺纹孔与Υ轴驱 动臂17上的驱动螺杆配合。Υ轴驱动臂17上的驱动电机带动Υ轴驱动螺杆转动从而带动 套在驱动螺杆上的探针进行前后平移，进行定位。
[0025] 如图1所示，通过Χ、Υ、Ζ三轴的电机驱动，就可以控制探针前头的HMC1043三维磁 阻传感器在允许范围内定位于空间任一点，对样品进行扫描。
[0026] 当测试一个磁铁样品的外围磁场分布时，首先将样品要测的面卡在载物台5上， 载物台上能左右活动的螺杆，用以将样品卡住；然后将探针3复位调到距离要测样品表面 1_处的左下方为起始位置。开始接通Χ、Υ、Ζ移动平台的直流电源，输出电压为24V，驱动 X、Y、Z三轴的电机转动，驱动探针3按照轨迹完成对样品的扫描。作为一种优选，轨迹的形 式为S形轨迹。扫描的过程中，探针前的HMCL043三维磁阻传感器4将采集到的磁场信号 转化成电压信号。电压信号转换为识别的磁场矢量；统计磁场矢量，画出被测量物体的磁场 分布图。
[0027] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中 所列运用，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求 及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图 例。
【权利要求】
1. 一种三维静态磁场分布检测装置，包括底座，其特征在于： X轴驱动臂，包括X轴电机和X轴U型臂身，X轴电机的驱动杆穿过X轴U型臂身的两 端； Z轴驱动臂，包括Z轴电机和Z轴U型臂身，Z轴电机的驱动杆穿过Z轴U型臂身的两 端；Z轴U型臂身上具有螺纹孔，其与所述X轴驱动臂的驱动杆螺纹配合； Y轴驱动臂，包括Y轴电机和Y轴U型臂身，Y轴电机的驱动杆穿过Y轴U型臂身的两 端；Y轴U型臂身上具有螺纹孔，其与所述Z轴驱动臂的驱动杆螺纹配合； 立方座，设置螺纹孔，其与Y轴电机的驱动杆螺纹配合；立方杆过盈配合插入立方座上 部； 三维磁阻传感器，固定在所述立方杆伸出的前端； 所述X轴驱动臂固定在所述底座上。
2. 根据权利要求1所述的三维静态磁场分布检测装置，其特征在于：还包括载物平台， 固定在底座上。
3. 根据权利要求2所述的三维静态磁场分布检测装置，其特征在于：所述载物平台包 括载物盘和两个卡具小板，载物盘固定在所述底座上，两个卡具小板固定在载物盘上，两个 卡具小板中的一个具有螺纹孔，其与螺杆配合。
4. 根据权利要求1或2所述的三维静态磁场分布检测装置，其特征在于：三维磁阻传 感器通过粘贴固定在立方杆上。
5. 根据权利要求1或2所述的三维静态磁场分布检测装置，其特征在于：Z轴驱动臂、 Y轴驱动臂和底座之间具有间隙。
6. 根据权利要求1或2所述的三维静态磁场分布检测装置，其特征在于：所述X轴电 机、Y轴电机和Z轴电机为步进电机。
【文档编号】G01R33/09GK203870233SQ201420300414
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】齐锦刚, 高勇, 孟祥龙, 唐琼, 王军, 王冰, 赵作福 申请人:辽宁工业大学