磁场跟踪补偿的四磁路对称励磁矩形低频振动校准台的制作方法_3

文档序号:8526651阅读:来源:国知局
整体结构示意图;
[0028]图3为电磁驱动结构的整体示意图;
[0029]图4为电磁驱动结构的剖面示意图;
[0030]图5为永磁体磁极布置方式和主磁路的示意图;
[0031]图6为与气隙相邻的内磁轭表面的深沟槽一个实施例的示意图;
[0032]图7为与气隙相邻的内磁轭表面的深沟槽另一个实施例的示意图;
[0033]图8为内磁轭上深沟槽形式的阵列式微结构示意图;
[0034]图9为采用永磁体安装框、磁轭安装框对永磁体和中心磁轭安装固定的示意图;
[0035]图10为永磁体安装框的结构示意图;
[0036]图11为磁轭安装框的结构示意图;
[0037]图12为线圈骨架一个实施例的结构示意图。
[0038]图中件号说明:1永磁体、2中心磁轭、3内磁轭、4外磁轭、5端磁轭、6线圈骨架、7气隙、8工作线圈、9永磁体安装框、10磁轭安装框、11第一磁路、12第二磁路、13电磁驱动结构、14静压气浮导轨、15工作台、16基座、17底板、18下过渡板、19框架、20上盖板、21导轨支撑件、22矩形开口、23导轨、24滑套、25滑套连接件、26狭缝、27深沟槽、28第三磁路、29第四磁路、30补偿线圈。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明,并给出实施例。
[0040]一种磁场跟踪补偿的四磁路对称励磁矩形低频振动校准台,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,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4两端的两个永磁体I的同磁极相对布置,两个外磁轭4同一端的两个永磁体I的磁极方向相同,每个永磁体I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、且与中心磁轭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,中心磁轭2上绕有补偿线圈30,补偿线圈30中所通的电流与工作线圈8中的电流方向相反、相位同步跟踪、幅值成一确定比例。
[0041]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的内部,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。
[0042]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。
[0043]下面结合图1?图5给出本发明的一个实施例。本实施例中,磁场跟踪补偿的四磁路对称励磁矩形低频振动校准台用于产生水平方向的标准低频振动,最大振幅为1.2m。
[0044]电磁驱动结构13中,永磁体I是NdFeB材料的强磁永磁体,材料的剩磁强度为1.17T,矫顽力为890kA/m。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4两端的两个永磁体I的S极相对布置,两个外磁轭4同一端的两个永磁体I磁极布置方式相同,例如,图中两个外磁轭4左端的两个永磁体I的S极均向右、N极均向左。每个永磁体I的两个端面与外磁轭4的一个端面和端磁轭5的一个端面紧密接触。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、两个内磁轭3、两个外磁轭4、两个端磁轭5均采用高磁导率电工纯铁材料DT4C制成,最大相对磁导率可达到12000,饱和磁通量为2.5T。中心磁轭2、四个永磁体1、两个内磁轭3、两个外磁轭4、两个端磁轭5的截面均为矩形,中心磁轭2、两个端磁轭5同轴装配。每个内磁轭3和中心磁轭2之间被一条长气隙7分隔开,气隙7的宽度为15_。两个内磁轭3与两个外磁轭4分别采用螺钉刚性连接,实际实施过程中也可采用其它连接方式,或者采用一块完整材料将内磁轭3和外磁轭4整体加工成一个零件。中心磁轭2的两端与两个端磁轭5分别采用螺钉刚性连接。四个永磁体I通过闭合磁轭结构形成四个闭合磁路,在气隙7中产生高均匀度的强磁感应强度分布
[0045]静压气浮导轨14通过两个导轨支撑件21以两端支撑的方式固定在框架19上,导轨23的轴线与电磁驱动结构13的轴线互相平行。导轨23为T型导轨,长度为2米,滑套24可滑动地套装在导轨23上,二者之间通过静压气浮作用互相润滑与承载。工作台15采用螺钉固定在滑套24的上表面,上盖板20上具有两条细长的狭缝26,狭缝26的长度为1.4米,滑套24通过滑套连接件25、穿过狭缝26与线圈骨架6采用螺钉刚性连接。
[0046]基座16的作用是提供整体安装基础和框架。上盖板20位于静压气浮导轨14和电磁驱动结构13之间。电磁驱动结构13安装在框架19的内部,两个导轨支撑件21采用螺钉固定在框架19两端上表面,框架19与下过渡板18、底板17采用螺钉刚性连接固定在一起,下过渡板18的中间部位设有矩形开口 22,磁轭安装框10穿过矩形开口 22而固定在底板17的上表面,从而将中心磁轭2以两端支撑的方式固定,因此线圈骨架6及绕于其上的工作线圈8沿中心磁轭2的轴线运动时,不会与底板17发生机械干涉。
[0047]本实施例中,永磁体励磁所形成的主磁路的磁力线所经过的路径如图5所示。以第一磁路11为例,磁力线从一个永磁体I的N极出发,依次经过端磁轭5、中心磁轭2、内磁轭3、外磁轭4,然后回到永磁体I的S极形成闭合磁路。图中第一磁路11和第二磁路12、第三磁路28和第四磁路29呈左右对称形式,第一磁路11和第三磁路28、第二磁路12和第四磁路29呈上下对称形式。
[0048]线圈骨架6采用99氧化铝陶瓷制成,截面为口字形,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是采用绝缘铜漆包线在线圈骨架6外表面缠绕形成,截面也是口字形,缠绕厚度为5_,所通最大电流密度为5A/mm2。电磁振动台电磁驱动结构装配完成后,线圈骨架6和工作线圈8有两个边位于气隙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
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