專利名稱：有源型重力補償電磁支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁支撐裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代精密、超精密加工裝備對高響應(yīng)、高速度、高精度的多自由度工作臺有著迫切的需求，如機械加工、電子產(chǎn)品生產(chǎn)、機械裝卸、制造自動化儀表設(shè)備甚至機器人驅(qū)動等。通常這些裝置由旋轉(zhuǎn)式電動機產(chǎn)生動力驅(qū)動，再由皮帶、滾珠絲桿等機械裝置，轉(zhuǎn)換為直線運動。由于機械裝置復(fù)雜，傳動精度和速度都受到限制，且需經(jīng)常調(diào)校，造成成本高、可靠性差、體積較大。最初的多自由度工作臺是由兩臺直接驅(qū)動的直線電機來實現(xiàn)的，采用層疊式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)增加了傳動系統(tǒng)的復(fù)雜性，從本質(zhì)上沒有擺脫低維運動機構(gòu)疊加形成高維運動機構(gòu)的模式。對于底層的直線電機，要承載上層直線電機及其相關(guān)機械部件的總質(zhì)量，從而嚴(yán)重影響了定位和控制精確度。而直接利用電磁能產(chǎn)生平面運動的多自由度平面電機，具有出力密度高、低熱耗、高速度、高精度和高可靠性的特點，因省去了從旋轉(zhuǎn)運動到直線運動再到平面運動的中間轉(zhuǎn)換裝置，可把控制對象同電機做成一體化結(jié)構(gòu)，具有反應(yīng)快、靈敏度高、隨動性好及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點?，F(xiàn)有六自由度磁懸浮微動平臺，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示為；該六自由度磁懸浮微動平臺由八邊形平板、固定基板、四組水平非接觸電磁驅(qū)動機構(gòu)與四組磁懸浮垂直支撐機構(gòu)構(gòu)成。水平非接觸電磁驅(qū)動機構(gòu)與磁懸浮垂直支撐機構(gòu)均采用音圈電機結(jié)構(gòu)，音圈電機的初級固定，次級運動。八邊形平板的其中呈90°對稱分布的四條邊與水平非接觸電磁驅(qū)動機構(gòu)的動子相連；八邊形平板的呈90°對稱分布的另外四條邊與磁懸浮垂直支撐機構(gòu)的動子相連。水平非接觸電磁驅(qū)動機構(gòu)的定子以及磁懸浮垂直支撐機構(gòu)的定子固定在固定基板上。通過控制水平配置音圈電機初級繞組電流的大小與方向，可控制作用在動子上X 方向、Y方向電磁力的大小與方向以及繞Z軸偏轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與方向；同時，通過控制垂直配置音圈電機初級繞組電流的大小與方向，即可控制作用在動子上Z方向電磁力的大小與方向以及繞X軸、繞Y軸偏轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與方向，從而實現(xiàn)微動平臺的6自由度運動控制。但是，上述六自由度磁懸浮微動平臺存在如下問題垂直配置音圈電機需要始終通電，以產(chǎn)生垂直方向的電磁力、抵消平臺動子的自重。因此，線圈的發(fā)熱量高、損耗大，平臺的熱變形大，系統(tǒng)的動態(tài)特性差、定位精度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有六自由度磁懸浮微動平臺中垂直配置音圈電機為抵消平臺動子的自重需要始終通電，造成的線圈的發(fā)熱量高、損耗大，平臺的熱變形大，系統(tǒng)的動態(tài)特性差、定位精度低的問題，而提出的有源型重力補償電磁支撐裝置。有源型重力補償電磁支撐裝置，它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為圓筒形；
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所述初級包括圓盤形基座、圓環(huán)形初級線圈和圓筒形初級永磁體；所述圓盤形基座的中心軸線、圓環(huán)形初級線圈的中心軸線和圓筒形初級永磁體的中心軸線均位于同一軸線上；所述圓環(huán)形初級線圈的一側(cè)端面固定裝設(shè)在圓盤形基座上，所述圓環(huán)形初級線圈的另一側(cè)端面固定連接在圓筒形初級永磁體的一側(cè)端面上；所述圓筒形初級永磁體的充磁方向為徑向充磁；所述次級由圓盤形頂部連接板、第一永磁體固定筒、第二永磁體固定筒、第一圓筒形永磁體、第二圓筒形永磁體、第三圓筒形永磁體、第四圓筒形永磁體、第五圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體組成；所述圓盤形頂部連接板的中心軸線、第一永磁體固定筒的中心軸線、第二永磁體固定筒的中心軸線、第一圓筒形永磁體的中心軸線、第二圓筒形永磁體的中心軸線、第三圓筒形永磁體的中心軸線、第四圓筒形永磁體的中心軸線、第五圓筒形永磁體的中心軸線和第六圓筒形永磁體的中心軸線均位于同一軸線上；所述第一永磁體固定筒和第二永磁體固定筒均固定裝設(shè)在圓盤形頂部連接板上；所述第一永磁體固定筒的外徑小于第二永磁體固定筒的內(nèi)徑；所述第一永磁體固定筒套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)部；所述第一圓筒形永磁體、第二圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體均套裝在第一永磁體固定筒的外圓周面上；所述第一圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體均采用徑向充磁， 所述第一圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體的充磁方向相反；所述第二圓筒形永磁體采用軸向充磁；所述第四圓筒形永磁體、第五圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體均套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)圓周面上；所述第四圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體均采用徑向充磁， 所述第四圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體的充磁方向相反；所述第五圓筒形永磁體采用軸向充磁；所述第一圓筒形永磁體的裝設(shè)位置與第四圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一圓筒形永磁體的充磁方向與第四圓筒形永磁體的充磁方向相同；所述第三圓筒形永磁體的裝設(shè)位置與第六圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三圓筒形永磁體的充磁方向與第六圓筒形永磁體的充磁方向相同；所述第二圓筒形永磁體的裝設(shè)位置與第五圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二圓筒形永磁體的充磁方向與第五圓筒形永磁體的充磁方向相反；所述圓筒形初級永磁體的充磁方向與第三圓筒形永磁體的充磁方向和第六圓筒形永磁體的充磁方向均相同；所述裝設(shè)有第一圓筒形永磁體、第二圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體的第一永磁體固定筒與裝設(shè)有第四圓筒形永磁體、第五圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體的第二永磁體固定筒之間留有氣隙；所述氣隙的徑向厚度大于初級的徑向厚度；所述初級裝設(shè)在第一永磁體固定筒和第二永磁體固定筒之間的氣隙內(nèi)；所述初級與第一永磁體固定筒之間的氣隙為內(nèi)氣隙，所述初級與第二永磁體固定筒之間的氣隙為外氣隙。有源型重力補償電磁支撐裝置，它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為圓筒形；所述初級由圓盤形基座、圓環(huán)形初級線圈和圓筒形初級永磁體組成；所述圓盤形基座的中心軸線、圓環(huán)形初級線圈的中心軸線和圓筒形初級永磁體的中心軸線均位于同一軸線上；所述圓筒形初級永磁體的一側(cè)端面固定裝設(shè)在圓盤形基座上，所述圓筒形初級永磁體的另一側(cè)端面固定連接在圓環(huán)形初級線圈的一側(cè)端面上；所述圓筒形初級永磁體的充磁方向為徑向充磁；所述次級由圓盤形頂部連接板、第一永磁體固定筒、第二永磁體固定筒、第一圓筒形永磁體、第二圓筒形永磁體、第三圓筒形永磁體、第四圓筒形永磁體、第五圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體組成；所述圓盤形頂部連接板的中心軸線、第一永磁體固定筒的中心軸線、第二永磁體固定筒的中心軸線、第一圓筒形永磁體的中心軸線、第二圓筒形永磁體的中心軸線、第三圓筒形永磁體的中心軸線、第四圓筒形永磁體的中心軸線、第五圓筒形永磁體的中心軸線和第六圓筒形永磁體的中心軸線均位于同一軸線上；所述第一永磁體固定筒和第二永磁體固定筒均固定裝設(shè)在圓盤形頂部連接板上；所述第一永磁體固定筒的外徑小于第二永磁體固定筒的內(nèi)徑；所述第一永磁體固定筒套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)部；所述第一圓筒形永磁體、第二圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體均套裝在第一永磁體固定筒的外圓周面上；所述第一圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體均采用徑向充磁， 所述第一圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體的充磁方向相反；所述第二圓筒形永磁體采用軸向充磁；所述第四圓筒形永磁體、第五圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體均套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)圓周面上；所述第四圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體均采用徑向充磁， 所述第四圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體的充磁方向相反；所述第五圓筒形永磁體采用軸向充磁；所述第一圓筒形永磁體的裝設(shè)位置與第四圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一圓筒形永磁體的充磁方向與第四圓筒形永磁體的充磁方向相同；所述第三圓筒形永磁體的裝設(shè)位置與第六圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三圓筒形永磁體的充磁方向與第六圓筒形永磁體的充磁方向相同；所述第二圓筒形永磁體的裝設(shè)位置與第五圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二圓筒形永磁體的充磁方向與第五圓筒形永磁體的充磁方向相反；所述圓筒形初級永磁體的充磁方向與第三圓筒形永磁體的充磁方向和第六圓筒形永磁體的充磁方向均相同；所述裝設(shè)有第一圓筒形永磁體、第二圓筒形永磁體和第三圓筒形永磁體的第一永磁體固定筒與裝設(shè)有第四圓筒形永磁體、第五圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體的第二永磁體固定筒之間留有氣隙；所述氣隙的徑向厚度大于初級的徑向厚度；所述初級裝設(shè)在第一永磁體固定筒和第二永磁體固定筒之間的氣隙內(nèi)；所述初級與第一永磁體固定筒之間的氣隙為內(nèi)氣隙，所述初級與第二永磁體固定筒之間的氣隙為外氣隙。有源型重力補償電磁支撐裝置，它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為方形；所述初級由基座、第一方形初級線圈、平板形初級永磁體和第二方形初級線圈組成；所述第一方形初級線圈的一側(cè)端面固定裝設(shè)在基座上，所述第一方形初級線圈的另一側(cè)端面固定連接在平板形初級永磁體的一側(cè)端面上；所述平板形初級永磁體的另一側(cè)端面固定連接在第二方形初級線圈的一側(cè)端面上；所述平板形初級永磁體的充磁方向為水平平行充磁；
所述次級由頂部連接板、左側(cè)永磁體固定板、右側(cè)永磁體固定板、第一平板形永磁體、第二平板形永磁體、第三平板形永磁體、第四平板形永磁體、第五平板形永磁體和第六平板形永磁體組成；所述左側(cè)永磁體固定板和右側(cè)永磁體固定板均固定裝設(shè)在頂部連接板上；所述第一平板形永磁體、第二平板形永磁體和第三平板形永磁體固定裝設(shè)在左側(cè)永磁體固定板的右側(cè)面上；所述第一平板形永磁體和第三平板形永磁體均采用水平方向平行充磁，所述第一平板形永磁體和第三平板形永磁體的充磁方向相反；所述第二平板形永磁體采用垂直方向平行充磁；所述第四平板形永磁體、第五平板形永磁體和第六平板形永磁體均固定裝設(shè)在右側(cè)永磁體固定板的左側(cè)面上；所述第四平板形永磁體和第六平板形永磁體均采用水平方向平行充磁，所述第四平板形永磁體和第六平板形永磁體的充磁方向相反；所述第五平板形永磁體采用垂直方向平行充磁；所述第一平板形永磁體的裝設(shè)位置與第四平板形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一平板形永磁體的充磁方向與第四平板形永磁體的充磁方向相同；所述第三平板形永磁體的裝設(shè)位置與第六平板形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三平板形永磁體的充磁方向與第六平板形永磁體的充磁方向相同；所述第二平板形永磁體的裝設(shè)位置與第五平板形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二平板形永磁體的充磁方向與第五平板形永磁體的充磁方向相反；所述平板形初級永磁體的充磁方向與第三平板形永磁體的充磁方向和第六平板形永磁體的充磁方向相同；所述裝設(shè)有第一平板形永磁體、第二平板形永磁體和第三平板形永磁體的左側(cè)永磁體固定板與裝設(shè)有第四平板形永磁體、第五平板形永磁體和第六平板形永磁體的右側(cè)永磁體固定板之間留有氣隙；所述氣隙的橫向厚度大于初級的橫向厚度；所述初級裝設(shè)在左側(cè)永磁體固定板和右側(cè)永磁體固定板之間的氣隙內(nèi)；所述初級與左側(cè)永磁體固定板之間的氣隙為左氣隙，所述初級與右側(cè)永磁體固定板之間的氣隙為右氣隙。本申請有源型重力補償電磁支撐裝置中的線圈的發(fā)熱量低、損耗小，平臺的熱變形小，系統(tǒng)的動態(tài)特性好、定位精度高的優(yōu)點。本申請利用初級永磁體與次級永磁體相互作用產(chǎn)生的垂向磁場力來支撐次級質(zhì)量及次級負載質(zhì)量；通過控制初級線圈電流大小與方向，來調(diào)節(jié)次級的高度。本發(fā)明有源型重力補償電磁支撐機構(gòu)的損耗低、結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、定位精度高。


圖1為六自由度磁懸浮微動平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為六自由度磁懸浮微動平臺的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為具體實施方式
一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為具體實施方式
六的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為具體實施方式
十的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式所述有源型重力補償電磁支撐裝置，它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為圓筒形；所述初級包括圓盤形基座1、圓環(huán)形初級線圈5和圓筒形初級永磁體6 ；所述圓盤形基座1的中心軸線、圓環(huán)形初級線圈5的中心軸線和圓筒形初級永磁體6的中心軸線均位于同一軸線上；所述圓環(huán)形初級線圈5的一側(cè)端面固定裝設(shè)在圓盤形基座1上，所述圓環(huán)形初級線圈5的另一側(cè)端面固定連接在圓筒形初級永磁體6的一側(cè)端面上；所述圓筒形初級永磁體6的充磁方向為徑向充磁；所述次級由圓盤形頂部連接板2、第一永磁體固定筒3、第二永磁體固定筒4、第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2、第三圓筒形永磁體3-3、第四圓筒形永磁體4-1、 第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3組成；所述圓盤形頂部連接板2的中心軸線、第一永磁體固定筒3的中心軸線、第二永磁體固定筒4的中心軸線、第一圓筒形永磁體 3-1的中心軸線、第二圓筒形永磁體3-2的中心軸線、第三圓筒形永磁體3-3的中心軸線、 第四圓筒形永磁體4-1的中心軸線、第五圓筒形永磁體4-2的中心軸線和第六圓筒形永磁體4-3的中心軸線均位于同一軸線上；所述第一永磁體固定筒3和第二永磁體固定筒4均固定裝設(shè)在圓盤形頂部連接板2上；所述第一永磁體固定筒3的外徑小于第二永磁體固定筒4的內(nèi)徑；所述第一永磁體固定筒3套裝在第二永磁體固定筒4的內(nèi)部；所述第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2和第三圓筒形永磁體3-3均套裝在第一永磁體固定筒3的外圓周面上；所述第一圓筒形永磁體3-1和第三圓筒形永磁體3-3均采用徑向充磁，所述第一圓筒形永磁體3-1和第三圓筒形永磁體3-3的充磁方向相反；所述第二圓筒形永磁體3-2采用軸向充磁；所述第四圓筒形永磁體4-1、第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3均套裝在第二永磁體固定筒4的內(nèi)圓周面上；所述第四圓筒形永磁體4-1和第六圓筒形永磁體4-3均采用徑向充磁，所述第四圓筒形永磁體4-1和第六圓筒形永磁體4-3的充磁方向相反；所述第五圓筒形永磁體4-2采用軸向充磁；所述第一圓筒形永磁體3-1的裝設(shè)位置與第四圓筒形永磁體4-1的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一圓筒形永磁體3-1的充磁方向與第四圓筒形永磁體4-1的充磁方向相同；所述第三圓筒形永磁體3-3的裝設(shè)位置與第六圓筒形永磁體4-3的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三圓筒形永磁體3-3的充磁方向與第六圓筒形永磁體4-3的充磁方向相同；所述第二圓筒形永磁體3-2的裝設(shè)位置與第五圓筒形永磁體4-2的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二圓筒形永磁體3-2的充磁方向與第五圓筒形永磁體4-2的充磁方向相反；所述圓筒形初級永磁體6的充磁方向與第三圓筒形永磁體3-3的充磁方向和第六圓筒形永磁體4-3的充磁方向均相同；所述裝設(shè)有第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2和第三圓筒形永磁體 3-3的第一永磁體固定筒3與裝設(shè)有第四圓筒形永磁體4-1、第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3的第二永磁體固定筒4之間留有氣隙；所述氣隙的徑向厚度大于初級的徑向厚度；所述初級裝設(shè)在第一永磁體固定筒3和第二永磁體固定筒4之間的氣隙內(nèi)；所述初級與第一永磁體固定筒3之間的氣隙為內(nèi)氣隙，所述初級與第二永磁體固定筒4之間的氣隙為外氣隙。
具體實施方式
二結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于所述初級還包括第二圓環(huán)形初級線圈7 ；所述第二圓環(huán)形初級線圈7固定連接在圓筒形初級永磁體6未與圓環(huán)形初級線圈5連接的一側(cè)端面上。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同點在于所述圓筒形初級永磁體6由多片瓦片形永磁體拼裝而成；所述第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體 3-2、第三圓筒形永磁體3-3、第四圓筒形永磁體4-1、第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3均多片瓦片形永磁體拼裝而成。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同點在于所述初級與次級的水平截面為矩形；即初級與次級均為方筒形；其它組成和連接方式與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四不同點在于所述圓環(huán)形初級線圈 5和第二圓環(huán)形初級線圈7的冷卻方式均為水冷方式。其它組成和連接方式與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式所述有源型重力補償電磁支撐裝置，它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為圓筒形；所述初級由圓盤形基座1、圓環(huán)形初級線圈5和圓筒形初級永磁體6組成；所述圓盤形基座1的中心軸線、圓環(huán)形初級線圈5的中心軸線和圓筒形初級永磁體6的中心軸線均位于同一軸線上；所述圓筒形初級永磁體6的一側(cè)端面固定裝設(shè)在圓盤形基座1上，所述圓筒形初級永磁體6的另一側(cè)端面固定連接在圓環(huán)形初級線圈5的一側(cè)端面上；所述圓筒形初級永磁體6的充磁方向為徑向充磁；所述次級由圓盤形頂部連接板2、第一永磁體固定筒3、第二永磁體固定筒4、第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2、第三圓筒形永磁體3-3、第四圓筒形永磁體4-1、 第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3組成；所述圓盤形頂部連接板2的中心軸線、第一永磁體固定筒3的中心軸線、第二永磁體固定筒4的中心軸線、第一圓筒形永磁體 3-1的中心軸線、第二圓筒形永磁體3-2的中心軸線、第三圓筒形永磁體3-3的中心軸線、 第四圓筒形永磁體4-1的中心軸線、第五圓筒形永磁體4-2的中心軸線和第六圓筒形永磁體4-3的中心軸線均位于同一軸線上；所述第一永磁體固定筒3和第二永磁體固定筒4均固定裝設(shè)在圓盤形頂部連接板2上；所述第一永磁體固定筒3的外徑小于第二永磁體固定筒4的內(nèi)徑；所述第一永磁體固定筒3套裝在第二永磁體固定筒4的內(nèi)部；所述第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2和第三圓筒形永磁體3-3均套裝在第一永磁體固定筒3的外圓周面上；所述第一圓筒形永磁體3-1和第三圓筒形永磁體3-3均采用徑向充磁，所述第一圓筒形永磁體3-1和第三圓筒形永磁體3-3的充磁方向相反；所述第二圓筒形永磁體3-2采用軸向充磁；所述第四圓筒形永磁體4-1、第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3均套裝在第二永磁體固定筒4的內(nèi)圓周面上；所述第四圓筒形永磁體4-1和第六圓筒形永磁體4-3均采用徑向充磁，所述第四圓筒形永磁體4-1和第六圓筒形永磁體4-3的充磁方向相反；所述第五圓筒形永磁體4-2采用軸向充磁；所述第一圓筒形永磁體3-1的裝設(shè)位置與第四圓筒形永磁體4-1的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一圓筒形永磁體3-1的充磁方向與第四圓筒形永磁體4-1的充磁方向相同；
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所述第三圓筒形永磁體3-3的裝設(shè)位置與第六圓筒形永磁體4-3的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三圓筒形永磁體3-3的充磁方向與第六圓筒形永磁體4-3的充磁方向相同；所述第二圓筒形永磁體3-2的裝設(shè)位置與第五圓筒形永磁體4-2的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二圓筒形永磁體3-2的充磁方向與第五圓筒形永磁體4-2的充磁方向相反；所述圓筒形初級永磁體6的充磁方向與第三圓筒形永磁體3-3的充磁方向和第六圓筒形永磁體4-3的充磁方向均相同；所述裝設(shè)有第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2和第三圓筒形永磁體
3-3的第一永磁體固定筒3與裝設(shè)有第四圓筒形永磁體4-1、第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體4-3的第二永磁體固定筒4之間留有氣隙；所述氣隙的徑向厚度大于初級的徑向厚度；所述初級裝設(shè)在第一永磁體固定筒3和第二永磁體固定筒4之間的氣隙內(nèi)；所述初級與第一永磁體固定筒3之間的氣隙為內(nèi)氣隙，所述初級與第二永磁體固定筒4之間的氣隙為外氣隙。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
六不同點在于所述圓筒形初級永磁體6由多片瓦片形永磁體拼裝而成；所述第一圓筒形永磁體3-1、第二圓筒形永磁體3-2、第三圓筒形永磁體3-3、第四圓筒形永磁體4-1、第五圓筒形永磁體4-2和第六圓筒形永磁體
4-3均多片瓦片形永磁體拼裝而成。其它組成和連接方式與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
六或七不同點在于所述初級與次級的水平截面為矩形；即初級與次級均為方筒形；其它組成和連接方式與具體實施方式
六或七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八不同點在于所述圓環(huán)形初級線圈 5和第二圓環(huán)形初級線圈7的冷卻方式均為水冷方式。其它組成和連接方式與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十結(jié)合圖6說明本實施方式，本實施方式所述有源型重力補償電磁支撐裝置，它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為方形；所述初級由基座1、第一方形初級線圈5、平板形初級永磁體6和第二方形初級線圈7組成；所述第一方形初級線圈5的一側(cè)端面固定裝設(shè)在基座1上，所述第一方形初級線圈5的另一側(cè)端面固定連接在平板形初級永磁體6的一側(cè)端面上；所述平板形初級永磁體 6的另一側(cè)端面固定連接在第二方形初級線圈7的一側(cè)端面上；所述平板形初級永磁體6 的充磁方向為水平平行充磁；所述次級由頂部連接板2、左側(cè)永磁體固定板3、右側(cè)永磁體固定板4、第一平板形永磁體3-1、第二平板形永磁體3-2、第三平板形永磁體3-3、第四平板形永磁體4-1、第五平板形永磁體4-2和第六平板形永磁體4-3組成；所述左側(cè)永磁體固定板3和右側(cè)永磁體固定板4均固定裝設(shè)在頂部連接板2上；所述第一平板形永磁體3-1、第二平板形永磁體3-2和第三平板形永磁體3-3固定裝設(shè)在左側(cè)永磁體固定板3的右側(cè)面上；所述第一平板形永磁體3-1和第三平板形永磁體3-3均采用水平方向平行充磁，所述第一平板形永磁體3-1和第三平板形永磁體3-3的充磁方向相反；所述第二平板形永磁體3-2采用垂直方向平行充磁；
所述第四平板形永磁體4-1、第五平板形永磁體4-2和第六平板形永磁體4-3均固定裝設(shè)在右側(cè)永磁體固定板4的左側(cè)面上；所述第四平板形永磁體4-1和第六平板形永磁體4-3均采用水平方向平行充磁， 所述第四平板形永磁體4-1和第六平板形永磁體4-3的充磁方向相反；所述第五平板形永磁體4-2采用垂直方向平行充磁；所述第一平板形永磁體3-1的裝設(shè)位置與第四平板形永磁體4-1的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一平板形永磁體3-1的充磁方向與第四平板形永磁體4-1的充磁方向相同；所述第三平板形永磁體3-3的裝設(shè)位置與第六平板形永磁體4-3的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三平板形永磁體3-3的充磁方向與第六平板形永磁體4-3的充磁方向相同；所述第二平板形永磁體3-2的裝設(shè)位置與第五平板形永磁體4-2的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二平板形永磁體3-2的充磁方向與第五平板形永磁體4-2的充磁方向相反；所述平板形初級永磁體6的充磁方向與第三平板形永磁體3-3的充磁方向和第六平板形永磁體4-3的充磁方向相同；所述裝設(shè)有第一平板形永磁體3-1、第二平板形永磁體3-2和第三平板形永磁體 3-3的左側(cè)永磁體固定板3與裝設(shè)有第四平板形永磁體4-1、第五平板形永磁體4-2和第六平板形永磁體4-3的右側(cè)永磁體固定板4之間留有氣隙；所述氣隙的橫向厚度大于初級的橫向厚度；所述初級裝設(shè)在左側(cè)永磁體固定板3和右側(cè)永磁體固定板4之間的氣隙內(nèi)；所述初級與左側(cè)永磁體固定板3之間的氣隙為左氣隙，所述初級與右側(cè)永磁體固定板4之間的氣隙為右氣隙。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為圓筒形；所述初級包括圓盤形基座(1)、圓環(huán)形初級線圈( 和圓筒形初級永磁體(6)；所述圓盤形基座(1)的中心軸線、圓環(huán)形初級線圈(5)的中心軸線和圓筒形初級永磁體(6)的中心軸線均位于同一軸線上；所述圓環(huán)形初級線圈(5)的一側(cè)端面固定裝設(shè)在圓盤形基座 (1)上，所述圓環(huán)形初級線圈( 的另一側(cè)端面固定連接在圓筒形初級永磁體(6)的一側(cè)端面上；所述圓筒形初級永磁體(6)的充磁方向為徑向充磁；所述次級由圓盤形頂部連接板O)、第一永磁體固定筒(3)、第二永磁體固定筒、第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3-2)、第三圓筒形永磁體(3-3)、第四圓筒形永磁體G-1)、第五圓筒形永磁體(4- 和第六圓筒形永磁體(4- 組成；所述圓盤形頂部連接板O)的中心軸線、第一永磁體固定筒(3)的中心軸線、第二永磁體固定筒的中心軸線、第一圓筒形永磁體(3-1)的中心軸線、第二圓筒形永磁體(3-2)的中心軸線、第三圓筒形永磁體(3-3)的中心軸線、第四圓筒形永磁體G-1)的中心軸線、第五圓筒形永磁體G-2)的中心軸線和第六圓筒形永磁體G-3)的中心軸線均位于同一軸線上；所述第一永磁體固定筒C3)和第二永磁體固定筒(4)均固定裝設(shè)在圓盤形頂部連接板( 上；所述第一永磁體固定筒(3)的外徑小于第二永磁體固定筒的內(nèi)徑；所述第一永磁體固定筒(3)套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)部；所述第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3- 和第三圓筒形永磁體(3-3)均套裝在第一永磁體固定筒(3)的外圓周面上；所述第一圓筒形永磁體(3-1)和第三圓筒形永磁體(3- 均采用徑向充磁，所述第一圓筒形永磁體(3-1)和第三圓筒形永磁體(3-3) 的充磁方向相反；所述第二圓筒形永磁體(3- 采用軸向充磁；所述第四圓筒形永磁體(4-1)、第五圓筒形永磁體(4- 和第六圓筒形永磁體(4-3)均套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)圓周面上；所述第四圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體(4- 均采用徑向充磁，所述第四圓筒形永磁體(4-1)和第六圓筒形永磁體(4-3) 的充磁方向相反；所述第五圓筒形永磁體(4- 采用軸向充磁；所述第一圓筒形永磁體(3-1)的裝設(shè)位置與第四圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一圓筒形永磁體(3-1)的充磁方向與第四圓筒形永磁體的充磁方向相同；所述第三圓筒形永磁體(3- 的裝設(shè)位置與第六圓筒形永磁體(4- 的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三圓筒形永磁體(3-3)的充磁方向與第六圓筒形永磁體G-3)的充磁方向相同；所述第二圓筒形永磁體(3- 的裝設(shè)位置與第五圓筒形永磁體(4- 的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二圓筒形永磁體(3-2)的充磁方向與第五圓筒形永磁體G-2)的充磁方向相反；所述圓筒形初級永磁體(6)的充磁方向與第三圓筒形永磁體(3- 的充磁方向和第六圓筒形永磁體G-3)的充磁方向均相同；所述裝設(shè)有第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3- 和第三圓筒形永磁體(3-3)的第一永磁體固定筒(3)與裝設(shè)有第四圓筒形永磁體G-1)、第五圓筒形永磁體 (4-2)和第六圓筒形永磁體G-3)的第二永磁體固定筒(4)之間留有氣隙；所述氣隙的徑向厚度大于初級的徑向厚度；所述初級裝設(shè)在第一永磁體固定筒C3)和第二永磁體固定筒(4)之間的氣隙內(nèi)；所述初級與第一永磁體固定筒C3)之間的氣隙為內(nèi)氣隙，所述初級與第二永磁體固定筒(4)之間的氣隙為外氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述初級還包括第二圓環(huán)形初級線圈(7)；所述第二圓環(huán)形初級線圈(7)固定連接在圓筒形初級永磁體(6) 未與圓環(huán)形初級線圈( 連接的一側(cè)端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述圓筒形初級永磁體(6)由多片瓦片形永磁體拼裝而成；所述第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3-2)、第三圓筒形永磁體(3-3)、第四圓筒形永磁體G-1)、第五圓筒形永磁體 (4-2)和第六圓筒形永磁體(4- 均由多片瓦片形永磁體拼裝而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述初級與次級的水平截面為矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述圓環(huán)形初級線圈(5)和第二圓環(huán)形初級線圈(7)的冷卻方式均為水冷方式。
6.有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為圓筒形；所述初級由圓盤形基座(1)、圓環(huán)形初級線圈( 和圓筒形初級永磁體(6)組成；所述圓盤形基座(1)的中心軸線、圓環(huán)形初級線圈(5)的中心軸線和圓筒形初級永磁體(6)的中心軸線均位于同一軸線上；所述圓筒形初級永磁體(6)的一側(cè)端面固定裝設(shè)在圓盤形基座(1)上，所述圓筒形初級永磁體(6)的另一側(cè)端面固定連接在圓環(huán)形初級線圈( 的一側(cè)端面上；所述圓筒形初級永磁體(6)的充磁方向為徑向充磁；所述次級由圓盤形頂部連接板O)、第一永磁體固定筒(3)、第二永磁體固定筒、第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3-2)、第三圓筒形永磁體(3-3)、第四圓筒形永磁體G-1)、第五圓筒形永磁體(4- 和第六圓筒形永磁體(4- 組成；所述圓盤形頂部連接板O)的中心軸線、第一永磁體固定筒(3)的中心軸線、第二永磁體固定筒的中心軸線、第一圓筒形永磁體(3-1)的中心軸線、第二圓筒形永磁體(3-2)的中心軸線、第三圓筒形永磁體(3-3)的中心軸線、第四圓筒形永磁體G-1)的中心軸線、第五圓筒形永磁體G-2)的中心軸線和第六圓筒形永磁體G-3)的中心軸線均位于同一軸線上；所述第一永磁體固定筒C3)和第二永磁體固定筒(4)均固定裝設(shè)在圓盤形頂部連接板( 上；所述第一永磁體固定筒(3)的外徑小于第二永磁體固定筒的內(nèi)徑；所述第一永磁體固定筒 (3)套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)部；所述第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3- 和第三圓筒形永磁體(3-3)均套裝在第一永磁體固定筒(3)的外圓周面上；所述第一圓筒形永磁體(3-1)和第三圓筒形永磁體(3- 均采用徑向充磁，所述第一圓筒形永磁體(3-1)和第三圓筒形永磁體(3-3) 的充磁方向相反；所述第二圓筒形永磁體(3- 采用軸向充磁；所述第四圓筒形永磁體(4-1)、第五圓筒形永磁體(4- 和第六圓筒形永磁體(4-3)均套裝在第二永磁體固定筒的內(nèi)圓周面上；所述第四圓筒形永磁體和第六圓筒形永磁體(4- 均采用徑向充磁，所述第四圓筒形永磁體(4-1)和第六圓筒形永磁體(4-3) 的充磁方向相反；所述第五圓筒形永磁體(4- 采用軸向充磁；所述第一圓筒形永磁體(3-1)的裝設(shè)位置與第四圓筒形永磁體的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一圓筒形永磁體(3-1)的充磁方向與第四圓筒形永磁體的充磁方向相同； 所述第三圓筒形永磁體(3- 的裝設(shè)位置與第六圓筒形永磁體(4- 的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三圓筒形永磁體(3-3)的充磁方向與第六圓筒形永磁體G-3)的充磁方向相同；所述第二圓筒形永磁體(3- 的裝設(shè)位置與第五圓筒形永磁體(4- 的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二圓筒形永磁體(3-2)的充磁方向與第五圓筒形永磁體G-2)的充磁方向相反；所述圓筒形初級永磁體(6)的充磁方向與第三圓筒形永磁體(3- 的充磁方向和第六圓筒形永磁體G-3)的充磁方向均相同；所述裝設(shè)有第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3- 和第三圓筒形永磁體(3-3)的第一永磁體固定筒(3)與裝設(shè)有第四圓筒形永磁體G-1)、第五圓筒形永磁體 (4-2)和第六圓筒形永磁體G-3)的第二永磁體固定筒(4)之間留有氣隙；所述氣隙的徑向厚度大于初級的徑向厚度；所述初級裝設(shè)在第一永磁體固定筒C3)和第二永磁體固定筒 (4)之間的氣隙內(nèi)；所述初級與第一永磁體固定筒C3)之間的氣隙為內(nèi)氣隙，所述初級與第二永磁體固定筒(4)之間的氣隙為外氣隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述圓筒形初級永磁體(6)由多片瓦片形永磁體拼裝而成；所述第一圓筒形永磁體(3-1)、第二圓筒形永磁體(3-2)、第三圓筒形永磁體(3-3)、第四圓筒形永磁體G-1)、第五圓筒形永磁體(4-2)和第六圓筒形永磁體(4- 均多片瓦片形永磁體拼裝而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述初級與次級的水平截面為矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于所述圓環(huán)形初級線圈(5)和第二圓環(huán)形初級線圈(7)的冷卻方式均為水冷方式。
10.有源型重力補償電磁支撐裝置，其特征在于它由初級和次級組成；所述初級和次級的形狀均為方形；所述初級由基座(1)、第一方形初級線圈(5)、平板形初級永磁體(6)和第二方形初級線圈(7)組成；所述第一方形初級線圈( 的一側(cè)端面固定裝設(shè)在基座(1)上，所述第一方形初級線圈(5)的另一側(cè)端面固定連接在平板形初級永磁體(6)的一側(cè)端面上；所述平板形初級永磁體(6)的另一側(cè)端面固定連接在第二方形初級線圈(7)的一側(cè)端面上；所述平板形初級永磁體(6)的充磁方向為水平平行充磁；所述次級由頂部連接板O)、左側(cè)永磁體固定板(3)、右側(cè)永磁體固定板0)、第一平板形永磁體(3-1)、第二平板形永磁體(3-2)、第三平板形永磁體(3-3)、第四平板形永磁體 G-1)、第五平板形永磁體(4- 和第六平板形永磁體(4- 組成；所述左側(cè)永磁體固定板C3)和右側(cè)永磁體固定板(4)均固定裝設(shè)在頂部連接板(2)上；所述第一平板形永磁體(3-1)、第二平板形永磁體(3- 和第三平板形永磁體(3-3)固定裝設(shè)在左側(cè)永磁體固定板(3)的右側(cè)面上；所述第一平板形永磁體(3-1)和第三平板形永磁體(3- 均采用水平方向平行充磁， 所述第一平板形永磁體(3-1)和第三平板形永磁體(3-3)的充磁方向相反； 所述第二平板形永磁體(3- 采用垂直方向平行充磁；所述第四平板形永磁體(4-1)、第五平板形永磁體(4- 和第六平板形永磁體(4-3)均固定裝設(shè)在右側(cè)永磁體固定板的左側(cè)面上；所述第四平板形永磁體(4-1)和第六平板形永磁體(4- 均采用水平方向平行充磁， 所述第四平板形永磁體(4-1)和第六平板形永磁體G-3)的充磁方向相反； 所述第五平板形永磁體(4- 采用垂直方向平行充磁；所述第一平板形永磁體(3-1)的裝設(shè)位置與第四平板形永磁體(4-1)的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第一平板形永磁體(3-1)的充磁方向與第四平板形永磁體G-1)的充磁方向相同；所述第三平板形永磁體(3- 的裝設(shè)位置與第六平板形永磁體(4- 的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第三平板形永磁體(3-3)的充磁方向與第六平板形永磁體G-3)的充磁方向相同；所述第二平板形永磁體(3- 的裝設(shè)位置與第五平板形永磁體(4- 的裝設(shè)位置相對應(yīng)，第二平板形永磁體(3-2)的充磁方向與第五平板形永磁體G-2)的充磁方向相反；所述平板形初級永磁體(6)的充磁方向與第三平板形永磁體(3- 的充磁方向和第六平板形永磁體G-3)的充磁方向相同；所述裝設(shè)有第一平板形永磁體(3-1)、第二平板形永磁體(3- 和第三平板形永磁體(3-3)的左側(cè)永磁體固定板C3)與裝設(shè)有第四平板形永磁體G-1)、第五平板形永磁體 (4-2)和第六平板形永磁體G-3)的右側(cè)永磁體固定板⑷之間留有氣隙；所述氣隙的橫向厚度大于初級的橫向厚度；所述初級裝設(shè)在左側(cè)永磁體固定板C3)和右側(cè)永磁體固定板 (4)之間的氣隙內(nèi)；所述初級與左側(cè)永磁體固定板C3)之間的氣隙為左氣隙，所述初級與右側(cè)永磁體固定板(4)之間的氣隙為右氣隙。
全文摘要
有源型重力補償電磁支撐裝置，它涉及一種電磁支撐裝置。它為解決現(xiàn)有六自由度磁懸浮微動平臺中垂直配置音圈電機為抵消平臺動子的自重需要始終通電，造成的線圈的發(fā)熱量高、損耗大，平臺的熱變形大，系統(tǒng)的動態(tài)特性差、定位精度低的問題而提出。初級線圈兩端分別固定裝設(shè)在圓盤形基座上和初級永磁體上；初級裝設(shè)在第一、二永磁體固定筒之間的氣隙內(nèi)；第一永磁體與第四永磁體的充磁方向相同；第三永磁體與第六永磁體的充磁方向相同；第二永磁體與第五永磁體的充磁方向相反；初級永磁體的充磁方向與第三和第六永磁體的充磁方向相同；本發(fā)明具有損耗低、結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、定位精度高的優(yōu)點。
文檔編號H02N15/00GK102215019SQ201110146360
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者劉奉海, 寇寶泉, 張赫, 張魯 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)