六自由度磁懸浮平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種六自由度磁懸浮平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮作為一個(gè)新興的科學(xué)技術(shù)，不僅在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，在生命科學(xué)等其他領(lǐng)域也有不可或缺的重要地位，磁懸浮技術(shù)在促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民物質(zhì)生活水平方面具有廣闊的應(yīng)用前景。在此發(fā)展背景下，聯(lián)系到高精度精密儀器的發(fā)展要求，磁懸浮平臺(tái)的研究可以滿足其對(duì)超精密運(yùn)動(dòng)控制性能和超潔凈生產(chǎn)環(huán)境的苛刻要求，作為一個(gè)前沿?zé)衢T領(lǐng)域和國(guó)際上最新的一門支撐平臺(tái)技術(shù)，磁懸浮平臺(tái)的突出地位不言而喻。
[0003]在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)和高精密加工等領(lǐng)域，常常需要大行程納米級(jí)定位設(shè)備，它對(duì)超精密運(yùn)動(dòng)控制性能和超潔凈生產(chǎn)環(huán)境等提出了越來越苛刻的要求?，F(xiàn)階段，定位設(shè)備主要通過純機(jī)械方式支撐，比如彈簧、高精度絲桿等，但是該結(jié)構(gòu)調(diào)整位置不方便，不能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，定位精度受機(jī)械加工等因素限制，并且響應(yīng)頻率低，難以適應(yīng)快速變化的應(yīng)用要求。因此現(xiàn)有定位平臺(tái)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)面臨著極大的挑戰(zhàn)。磁懸浮平臺(tái)技術(shù)是一門新興學(xué)科，能夠有效地解決上述的問題，其研究的重要性就不言而喻。但是國(guó)內(nèi)外的磁懸浮平臺(tái)研究還處于萌芽階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定的問題，使得多自由度控制與大行程的實(shí)現(xiàn)還是空中樓閣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)新穎、高精度、多自由度、大行程的六自由度磁懸浮平臺(tái)。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種六自由度磁懸浮平臺(tái)，包括一個(gè)方形基座和一個(gè)方形載物平臺(tái)，所述的方形載物平臺(tái)的一對(duì)對(duì)角上分別設(shè)有一個(gè)方形的水平磁體固定裝置，所述的方形的水平磁體固定裝置向外的相鄰兩面分別設(shè)有水平永磁體，所述的水平永磁體外套有固定在方形基座上的水平音圈裝置，所述的方形基座任一邊設(shè)有一個(gè)光電傳感器，與其相鄰的一邊設(shè)有二個(gè)光電傳感器；所述的方形基座中間設(shè)有呈方形分布的四個(gè)豎直音圈裝置，所述的四個(gè)豎直音圈裝置之間設(shè)有呈三角分布三個(gè)電容傳感器；所述的方形載物平臺(tái)下設(shè)有四個(gè)豎直磁體固定裝置，所述的豎直磁體固定裝置下設(shè)有豎直永磁體，所述的豎直永磁體置于豎直音圈裝置之中；所述的方形載物平臺(tái)四個(gè)邊的下方均設(shè)有水平激光反射板。
[0007]進(jìn)一步的，所述的水平音圈裝置不接觸的套在水平永磁體外組成水平音圈電機(jī)；所述的豎直永磁體不接觸的置于豎直音圈裝置之中構(gòu)成豎直音圈電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的水平音圈裝置為帶頸法蘭狀，包括第一頸管和第一法蘭盤，所述的第一頸管外套有音圈，所述的第一法蘭盤一端留有切口，所述的切口上設(shè)有用于與方形基座固定的螺絲口。
[0009]進(jìn)一步的，所述的豎直音圈裝置為帶頸法蘭狀，包括第二頸管和第二法蘭盤，所述的第二頸管外套有音圈。
[0010]進(jìn)一步的，所述的光電傳感器通過垂直于方形基座的光電傳感器固定角鋁固定。
[0011]進(jìn)一步的，所述的音圈由100 Bi直徑Imm的漆包銅線繞制而成。
[0012]進(jìn)一步的，所述的水平永磁體和豎直永磁體采用強(qiáng)磁材料燒結(jié)釹鐵硼磁鐵N50制成。
[0013]進(jìn)一步的，所述的水平音圈裝置和豎直音圈裝置為鋁制作而成。
[0014]進(jìn)一步的，還包括A/D采集器、DSP處理器、D/A轉(zhuǎn)換器、壓控恒流源；所述的光電傳感器和電容傳感器組成傳感器模塊，所述的傳感器模塊依次與A/D采集器、DSP處理器、D/A轉(zhuǎn)換器、壓控恒流源和音圈連接。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn):
[0016]—種六自由度磁懸浮平臺(tái)在磁懸浮平臺(tái)中引入音圈電機(jī)技術(shù)，音圈電機(jī)具有推力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，響應(yīng)快等特點(diǎn)，從而大大提高磁懸浮平臺(tái)的性能，使得平臺(tái)的控制精度更高，最小步進(jìn)減小，同時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)頻率能夠達(dá)到IkHz以上。本實(shí)用新型在方形基座上固定8個(gè)音圈，其中四個(gè)分布在方形基座四邊，另外四個(gè)分布在一對(duì)對(duì)角，能夠?qū)崿F(xiàn)6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與精確控制。
[0017]本實(shí)用新型音圈電機(jī)的音圈采用圓柱形骨架，繞之以漆包銅線制成。永磁體采用與音圈對(duì)應(yīng)的圓柱形結(jié)構(gòu)，材料采用燒結(jié)釹鐵硼磁鐵N50，從而獲得更大的驅(qū)動(dòng)力，提高平臺(tái)的負(fù)載能力，能夠適用更多復(fù)雜的工作環(huán)境。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的整體示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的方形基座局部結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型方形載物平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型的水平磁體固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型的豎直磁體固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型的豎直音圈電機(jī)總體結(jié)構(gòu)；
[0024]圖7是本實(shí)用新型的水平音圈電機(jī)總體結(jié)構(gòu)；
[0025]圖8是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；
[0026]圖中，1-方形基座，2-方形載物平臺(tái)，3-水平磁體固定裝置，4-水平音圈裝置，4-1-第一頸管，4-2-第一法蘭盤，4-3-切口，5-水平激光反射板，6-豎直音圈裝置，6-1-第二頸管，6-2-第二法蘭盤，7-光電傳感器固定角鋁，8-光電傳感器，9-電容傳感器，10-豎直磁體固定裝置，11-水平永磁體，12-豎直永磁體。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1，一種六自由度磁懸浮平臺(tái)，，包括一個(gè)方形基座I和一個(gè)方形載物平臺(tái)2，所述的方形載物平臺(tái)2的一對(duì)對(duì)角上分別設(shè)有一個(gè)方形的水平磁體固定裝置3，如圖4，所述的方形的水平磁體固定裝置3向外的相鄰兩面分別設(shè)有水平永磁體11，所述的水平永磁體11外套有固定在方形基座I上的水平音圈裝置4，所述的方形基座I任一邊設(shè)有一個(gè)光電傳感器8，與其相鄰的一邊設(shè)有二個(gè)光電傳感器8 ;所述的方形基座I中間設(shè)有呈方形分布的四個(gè)豎直音圈裝置6，如圖2，所述的四個(gè)豎直音圈裝置6之間設(shè)有呈三角分布三個(gè)電容傳感器9 ;所述的方形載物平臺(tái)2下設(shè)有四個(gè)豎直磁體