一種電磁重力平衡裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及精密測試技術及儀器領域，特別涉及一種電磁重力平衡裝置；外部繞有螺旋線圈的的導軌和動子；所述動子上安裝有第一觸臂和第二觸臂；所述動子安裝在空心導軌內，可延空心導軌上下運動；所述第一觸臂和第二觸臂通過彈簧施加預緊力與導軌外部的螺線圈接觸；第一第二觸臂分別連接第一和第二觸點；并通過觸點連接電源的正負極；工作時根據(jù)所述動子和外部加載的相應重力，調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，進而產生一個的重力平衡力；本發(fā)明具有結構簡單，動態(tài)響應速度快的優(yōu)點，克服了現(xiàn)有的重力平衡結構的系統(tǒng)慣量大，動態(tài)響應速度低的缺點。
【專利說明】—種電磁重力平衡裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及精密測試技術及儀器領域，特別涉及一種電磁重力平衡裝置。

【背景技術】
[0002]工業(yè)產品中很多導軌都采用立式結構，此時導軌運動的上下方向受力不一致，導致運動狀態(tài)不一致，對于精密控制系統(tǒng)而言，必須使用平衡系統(tǒng)將系統(tǒng)向下的重力平衡掉?，F(xiàn)有平衡系統(tǒng)基本采用重力平衡塊(所述重力平衡塊是指類似是滑輪裝置滑輪的一側懸掛導軌的動子裝置，另一側懸掛相應重量的重物，這個重物就是重力平衡塊)或者平衡氣缸(平衡氣缸根據(jù)動子的運動狀態(tài)來充放氣，進而達到平衡重力的作用)實現(xiàn)重力平衡。但對于運動狀態(tài)要求高的場合，采用重力平衡塊或者平衡氣缸均不可行。這是因為重力平衡塊的原理決定了運動系統(tǒng)的轉動慣量直接增加了一倍，降低了系統(tǒng)的動態(tài)響應速度；同時由于平衡塊與動子采用鏈條等柔性連接結構連接，不能根據(jù)動子的運動狀態(tài)而立即發(fā)生調整；影響了系統(tǒng)運動的平穩(wěn)性；而平衡氣缸的原理也決定了運動系統(tǒng)的轉動慣量增加，而且由于氣缸的充放氣都需要一個過程，不能及時根據(jù)系統(tǒng)的運動狀態(tài)迅速調整氣缸中的氣壓；導致系統(tǒng)動態(tài)響應速度降低。這種情況下急需一種可以快速響應，反應靈活的新的重力平衡設備。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，提供一種電磁重力平衡裝置；可以克服現(xiàn)有的重力平衡結構的系統(tǒng)慣量大，動態(tài)響應速度低的缺點。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案:
一種電磁重力平衡裝置；包括一個外部繞有螺旋線圈的導軌和一個動子；所述動子上安裝有第一觸臂和第二觸臂；所述動子安裝在導軌內，可以延所述導軌移動，所述第一觸臂和第二觸臂通過彈簧施加預緊力與導軌外部的螺線圈接觸；所述第一觸臂和第二觸臂分別連接第一觸點和第二觸點，所述第一觸點連接電源的正極；所述第二觸點連接電源的負極；外部負載通過所述動子的連接桿與所述動子相連接；根據(jù)所述動子和外部加載的相應重力，調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，進而產生一個的重力平衡力實現(xiàn)重力平衡。
[0005]進一步的，所述動子為永磁體動子，也可以通電螺線管。
[0006]進一步的，所述電磁重力平衡裝置還與自動控制模塊相連。
[0007]工作時，所述自動控制模塊根據(jù)重力或者外力大小，來調節(jié)加載到螺線圈的電流大小，進而調節(jié)通電螺線管所產生的磁場強度；通過螺線管產生的磁場與所述動子磁場的相互作用來平衡重力或者外力；使系統(tǒng)的運動狀態(tài)更加平穩(wěn)。
[0008]具體的，工作時，通過相連的自動控制系統(tǒng)，監(jiān)控動子的重力以及外部負載所對應的相應重力；根據(jù)總重力以及運動狀態(tài)的變化情況來調節(jié)所述第一觸點和第二觸點所連接的電流大小，進而產生一個與總重力相當大小的的重力平衡力，作用于所述動子上，所述的重力平衡力剛好可以抵消系統(tǒng)的總重力；這樣本電磁重力平衡裝置由于使用自動控制系統(tǒng)，可以使實時的監(jiān)測和調節(jié)系統(tǒng)的受力，使得系統(tǒng)的重力平衡處于動態(tài)平衡中；保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，而且實時調節(jié)還具有響應速度快的優(yōu)勢。
[0009]所述動子可以在導軌內移動，移動過程中，由于觸點隨著動子一起移動，螺旋管的導電線圈匝數(shù)不變，同時永磁體動子在導電螺線管的相對位置沒有發(fā)生變化，所以導電螺線管產生的磁場強度大小的變化只是和所通電流的大小相關，導電螺線管產生的磁場方向只是與通電的方向有關；磁場方向決定了動子的運動方向，所以在通過所述自動控制系統(tǒng)只需要調節(jié)所述第一觸點和第二觸點之間所通電流的大小和方向，就可以控制動子平穩(wěn)運動。
[0010]進一步的，所述導軌為空心結構，空心導軌可以減小電動機的重量，節(jié)約材料，同時也不影響電動機的工作；所述永磁體動子也為空心結構。
[0011 ] 作為一種優(yōu)選，所述導軌為長方形、圓柱形或者為V形平面導軌。
[0012]進一步的，所述電機根據(jù)移動方向來決定所接觸點的極性。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供一種電磁重力平衡裝置，包括一個內部繞有螺旋線圈的導軌和一個永磁體動子，其中所述永磁體動子安裝在導軌內；可以延導軌運動；所述永磁體動子上安裝有第一觸臂和第二觸臂；所述第一觸臂和第二觸臂通過彈簧施加預緊力與導軌內部的螺線圈接觸；所述第一觸臂觸點接電源正極；所述第二觸臂觸點接電源負極；根據(jù)所述動子和外部加載的相應重力，調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，通過自動控制系統(tǒng)實時監(jiān)控需要平衡重量大小和系統(tǒng)的運動狀態(tài)；所述自動控制系統(tǒng)根據(jù)上述檢測數(shù)據(jù)實時的調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，產生相應的重力平衡力和預加載力；保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；具有結構簡單，反應靈敏；慣性動量?。豁憫俣瓤斓葍?yōu)點。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本電磁重力平衡裝置立體結構示意圖。
[0015]圖2為本電磁重力平衡裝置俯視圖。
[0016]圖3為圖2的A-A剖視圖。
[0017]圖4為圖3的B-B剖視圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合試驗例及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內容】
所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
[0019]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的上述不足，提供一種電磁重力平衡裝置；可以克服現(xiàn)有的重力平衡結構的系統(tǒng)慣量大，動態(tài)響應速度低的缺點。
[0020]一種電磁重力平衡裝置；如圖所示，包括一個外部繞有螺旋線圈I的導軌2和一個動子3 ;所述體動子3上安裝有第一觸臂4和第二觸臂5 ;所述動子3安裝在導軌2內，可以延所述導軌2上下移動，所述第一觸臂4和第二觸臂5安裝在觸臂安裝架6中；通過彈簧7施加預緊力與導軌2外部的螺線圈I接觸；所述第一觸臂4和第二觸臂5分別連接第一觸點8和第二觸點9 ;觸臂安裝6座使用絕緣材料使第一觸點8和第二觸點9之間絕緣；所述第一觸點8連接電源的正極；所述第二觸點9連接電源的負極；外部負載通過所述體動子3的連接桿與所述動子相連接；根據(jù)所述動子和外部加載的相應重力，調節(jié)第一觸點I和第二觸點2所接通的電流大小，進而產生一個的重力平衡力實現(xiàn)重力平衡。(本電磁重力平衡裝置的俯視圖如圖2所示，圖3為圖2A-A剖視圖、圖4為圖3B-B剖視圖)
進一步的，所述動子為永磁體動子，也可以通電螺線管。
[0021]進一步的，所述電磁重力平衡裝置還與自動控制模塊相連。
[0022]工作時，所述自動控制模塊根據(jù)重力或者外力大小，來調節(jié)加載到螺線圈的電流大小，進而調節(jié)通電螺線管所產生的磁場強度；通過螺線管產生的磁場與所述動子磁場的相互作用來平衡重力或者外力；使系統(tǒng)的運動狀態(tài)更加平穩(wěn)。
[0023]具體的，工作時，通過相連的自動控制系統(tǒng)，監(jiān)控動子的重力以及外部負載所對應的相應重力；根據(jù)總重力以及運動狀態(tài)的變化情況來調節(jié)所述第一觸點和第二觸點所連接的電流大小，進而產生一個與總重力相當大小的的重力平衡力，作用于所述動子上，所述的重力平衡力剛好可以抵消系統(tǒng)的總重力；這樣本電磁重力平衡裝置由于使用自動控制系統(tǒng)，可以使實時的監(jiān)測和調節(jié)系統(tǒng)的受力，使得系統(tǒng)的重力平衡處于動態(tài)平衡中；保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，而且實時調節(jié)還具有響應速度快的優(yōu)勢。
[0024]所述動子可以在導軌內移動，移動過程中，由于觸點隨著動子一起移動，螺旋管的導電線圈匝數(shù)不變，同時永磁體動子在導電螺線管的相對位置沒有發(fā)生變化，所以導電螺線管產生的磁場強度大小的變化只是和所通電流的大小相關，導電螺線管產生的磁場方向只是與通電的方向有關；磁場方向決定了動子的運動方向，所以在通過所述自動控制系統(tǒng)只需要調節(jié)所述第一觸點和第二觸點之間所通電流的大小和方向，就可以控制動子平穩(wěn)運動。
[0025]進一步的，所述導軌為空心結構，空心導軌可以減小電動機的重量，節(jié)約材料，同時也不影響電動機的工作；所述永磁體動子也為空心結構。
[0026]作為一種優(yōu)選，所述導軌為長方形、圓柱形或者為V形平面導軌。
[0027]進一步的，所述電機根據(jù)移動方向來決定所接觸點的極性。
[0028]總之，本發(fā)明提供一種電磁重力平衡裝置，包括一個內部繞有螺旋線圈的導軌和一個永磁體動子，其中所述永磁體動子安裝在導軌內；可以延導軌上下運動；所述永磁體動子上安裝有第一觸臂和第二觸臂；所述第一觸臂和第二觸臂通過彈簧施加預緊力與導軌內部的螺線圈接觸；所述第一觸臂觸點接電源正極；所述第二觸臂觸點接電源負極；根據(jù)所述動子和外部加載的相應重力，調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，通過自動控制系統(tǒng)和運動狀態(tài)傳感器實時監(jiān)控需要平衡重量大小和系統(tǒng)的運動狀態(tài)；所述自動控制系統(tǒng)根據(jù)上述檢測數(shù)據(jù)實時的調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，產生相應的重力平衡力和預加載力；保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；具有結構簡單，反應靈敏；慣性動量?。豁憫俣瓤斓葍?yōu)點。
[0029]以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進行了詳細的說明，但本發(fā)明不局限于上述【具體實施方式】，因此任何對本發(fā)明進行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種電磁重力平衡裝置，包括，外部繞有螺旋線圈的導軌和動子；其特征是，所述體動子上安裝有第一觸臂和第二觸臂；所述動子安裝在空心導軌內，可延空心導軌運動；所述動子為永磁體； 所述第一觸臂和第二觸臂通過彈簧施加預緊力與導軌外部的螺線圈接觸； 所述第一觸臂和第二觸臂分別連接第一觸點和第二觸點，所述第一觸點連接電源的正極；所述第二觸點連接電源的負極； 根據(jù)所述動子和外部加載的相應重力，調節(jié)第一觸點和第二觸點所接通的電流大小，進而產生一個對應的重力平衡力。
2.如權利要求1所述一種電磁重力平衡裝置，其特征是，所述裝置還與自動控制模塊相連。
3.如權利要求2所述一種電磁重力平衡裝置，其特征是，所述自動控制模塊，實時監(jiān)控所述動子和外部負載所對應的重力；根據(jù)總重力來調節(jié)所述螺線圈的電流大小，進而產生一個相應的重力平衡力。
4.如權利要求3所述一種電磁重力平衡裝置，其特征是，所述導軌為空心結構，所述永磁體動子也為空心結構。
5.如權利要求4所述一種電磁重力平衡裝置，其特征是，所述導軌為長方形、圓柱形或V形平面導軌。
6.如權利要求5所述一種電磁重力平衡裝置，其特征是，所述動子上的永磁體可以用通電螺線管代替。
【文檔編號】G01M1/20GK104483068SQ201410842716
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月30日 優(yōu)先權日:2014年12月30日
【發(fā)明者】張白, 康學亮, 潘俊濤 申請人:北方民族大學