專利名稱：六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代精密、超精密加工裝備對(duì)高響應(yīng)、高速度、高精度的多自由度工作臺(tái)有著迫切的需求，如機(jī)械加工、電子產(chǎn)品生產(chǎn)、機(jī)械裝卸、制造自動(dòng)化儀表設(shè)備甚至機(jī)器人驅(qū)動(dòng)等。通常這些裝置由旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，再由皮帶、滾珠絲桿等機(jī)械裝置，轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。由于機(jī)械裝置復(fù)雜，傳動(dòng)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(tái)是由兩臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)的直線電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采用層疊式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)增加了傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，從本質(zhì)上沒(méi)有擺脫低維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)疊加形成高維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模式。對(duì)于底層的直線電機(jī)，要承載上層直線電機(jī)及其相關(guān)機(jī)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(yùn)動(dòng)的多自由度平面電機(jī)，具有出力密度高、低熱耗、高速度、高精度和高可靠性的特點(diǎn)，因省去了從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)再到平面運(yùn)動(dòng)的中間轉(zhuǎn)換裝置，可把控制對(duì)象同電機(jī)做成一體化結(jié)構(gòu)，具有反應(yīng)快、靈敏度高、隨動(dòng)性好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 圖9所示為六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的一種構(gòu)成方式，圖10是所述微動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。該六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)由八邊形平板、固定基板、四組水平非接觸電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與四組磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)構(gòu)成。水平非接觸電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)均采用音圈電機(jī)結(jié)構(gòu)，音圈電機(jī)的初級(jí)固定，次級(jí)運(yùn)動(dòng)。八邊形平板的其中呈90。對(duì)稱分布的四條邊與水平非接觸電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)子相連；八邊形平板的呈90。對(duì)稱分布的另外四條邊與磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子相連。水平非接觸電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的定子以及磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的定子固定在固定基板上。通過(guò)控制水平配置音圈電機(jī)初級(jí)繞組電流的大小與方向，可控制作用在動(dòng)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(shí)，通過(guò)控制垂直配置音圈電機(jī)初級(jí)繞組電流的大小與方向，即可控制作用在動(dòng)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(shí)現(xiàn)微動(dòng)平臺(tái)的6自由度運(yùn)動(dòng)控制。 但是，該六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)存在如下問(wèn)題垂直配置音圈電機(jī)需要始終通電，以產(chǎn)生垂直方向的電磁力、抵消平臺(tái)動(dòng)子的自重。因此，線圈的發(fā)熱量高、損耗大。同時(shí)，音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、推力密度低，平臺(tái)的剛度低、熱變形大，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性差、定位精度低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)存在的線圈的發(fā)熱量高、損耗大，同時(shí)，音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、推力密度低，平臺(tái)的剛度低、熱變形大，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性差、定位精度低等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)。 —種六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，它包括平臺(tái)底座、支撐平臺(tái)4、 m個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)，m個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu) 相間分布分別固定在平臺(tái)底座頂面周邊、并組成對(duì)稱結(jié)構(gòu)的2m邊形，支撐平臺(tái)與每一個(gè)磁 懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2的動(dòng)子固定連接，所述磁懸浮垂直 支撐機(jī)構(gòu)與磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向 為垂直方向，所述磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较?，m為自然數(shù)。
本發(fā)明通過(guò)控制水平非接觸電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各個(gè)線圈電流的大小與方向，即可控制 作用在動(dòng)子上X方向、Y方向電磁力的大小與方向以及繞Z軸旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與方向； 同時(shí)，通過(guò)控制磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)控制線圈中電流的大小與方向，即可控制作用在動(dòng)子 上Z方向電磁力的大小與方向以及繞X軸、繞Y軸旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩的大小與方向，從而實(shí)現(xiàn)微 動(dòng)平臺(tái)的6自由度運(yùn)動(dòng)控制。本發(fā)明六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的損耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容 易、定位精度高。


圖1是m為3時(shí)，本發(fā)明的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)中的磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)和 磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)分布情況示意圖。圖2是m為3時(shí)，本發(fā)明的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái) 中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3和4是具體實(shí)施方式
五所述的磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5、6是具體實(shí)施方式
六所述的磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是具體實(shí)施方式
二所述的磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是具體實(shí)施方式
三所述的磁懸浮水平支 撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9、10是現(xiàn)有一種六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，它包括平臺(tái)底座、 支撐平臺(tái)4、m個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2，m個(gè)磁懸浮水平支撐 機(jī)構(gòu)1和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2相間分布分別固定在平臺(tái)底座頂面周邊、并組成對(duì)稱 結(jié)構(gòu)的2m邊形，支撐平臺(tái)4與每一個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1的動(dòng)子11和m個(gè)磁懸浮垂直 支撐機(jī)構(gòu)2的動(dòng)子21固定連接，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2與磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1的結(jié) 構(gòu)相同，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2的動(dòng)子21的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榇怪狈较颍龃艖腋∷街?撐機(jī)構(gòu)1的動(dòng)子11的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?本實(shí)施方式中的m取值為3時(shí)，參見(jiàn)圖1所示，3個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1和3個(gè) 磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2組成一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的六邊形，此時(shí)本實(shí)施方式的六自由度磁懸浮微 動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖2所示，支撐平臺(tái)4也為對(duì)稱結(jié)構(gòu)的六邊形，所述支撐平臺(tái)4的每條邊 通過(guò)固定件5與每一個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1和3個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2的動(dòng)子固定連 接。 本實(shí)施方式中的m取值為4時(shí)，4個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1和4個(gè)磁懸浮垂直支撐 機(jī)構(gòu)2組成一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的八邊形，以此類推。
具體實(shí)施方式
二 參見(jiàn)圖7說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述 的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的區(qū)別在于，所述磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1由定子和動(dòng)子11構(gòu) 成，定子包括左軛板101、左軛板永磁體組103、左控制線圈組102、兩個(gè)支撐邊12、右軛板 111、右軛板永磁體組113、右控制線圈組112，左軛板101和右軛板111相互平行布置，左軛板101和右軛板111與兩個(gè)支撐邊12組成矩形框，左軛板永磁體組103固定在左軛板101 的右表面，右軛板永磁體組113固定在右軛板111的左表面，所述左軛板永磁體組103和右 軛板永磁體組113分別包括兩塊永磁體，每塊個(gè)永磁體的外側(cè)纏繞有水平方向的線圈，纏 繞在左軛板永磁體組103中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成左控制線圈組102，纏繞在 右軛板永磁體組113中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成右控制線圈組112，動(dòng)子11由兩 塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子11位于左軛板永磁體 組103和右軛板永磁體組113之間，并且所述左軛板永磁體組103、右軛板永磁體組113和 動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
三參見(jiàn)圖8說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述 的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的區(qū)別在于，所述磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)1由定子和動(dòng)子11構(gòu) 成，定子包括左軛板101、左軛板永磁體組103、左控制線圈組102、兩個(gè)支撐邊12、右軛板 111、右軛板永磁體組113、右控制線圈組112，左軛板101和右軛板111相互平行布置，左軛 板101和右軛板111與兩個(gè)支撐邊12組成矩形框，左軛板永磁體組103固定在左軛板101 的右表面，右軛板永磁體組113固定在右軛板111的左表面，所述左軛板永磁體組103和右 軛板永磁體組113分別包括兩塊永磁體，左控制線圈組102纏繞在左軛板101上，并且位于 左軛板永磁體組103中的兩個(gè)永磁體之間，右控制線圈組112纏繞在右軛板111上，并且位 于右軛板永磁體組113中的兩個(gè)永磁體之間，動(dòng)子11由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所 述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子11位于左軛板永磁體組103和右軛板永磁體組113之 間，并且所述左軛板永磁體組103、右軛板永磁體組113和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平 面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二或三所述的六自由度磁懸浮微動(dòng) 平臺(tái)的區(qū)別在于，左軛板永磁體組103中的兩塊永磁體的充磁方向相反，右軛板永磁體組 113中的兩塊永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子11的兩塊永磁體的充磁方向相反，并且水平相 鄰的左軛板永磁體組103中的永磁體與動(dòng)子11中的永磁體的充磁方向相反，水平相鄰的右 軛板永磁體組113中的永磁體與動(dòng)子11中的永磁體的充磁方向亦相反。
具體實(shí)施方式
五參見(jiàn)圖3、4說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所 述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的區(qū)別在于，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2由定子和動(dòng)子21構(gòu) 成，定子包括上軛板201、上軛板永磁體組203、上控制線圈組202、兩個(gè)支撐邊22、下軛板 211、下軛板永磁體組213 、下控制線圈組212 ，上軛板201和下軛板211相互平行布置，上軛 板201和下軛板211與兩個(gè)支撐邊22組成矩形框，上軛板永磁體組203固定在上軛板201 的下表面，下軛板永磁體組213固定在下軛板211的上表面，所述上軛板永磁體組203和下 軛板永磁體組213分別包括兩塊永磁體，每塊永磁體的外側(cè)纏繞有水平方向的線圈，纏繞 在上軛板永磁體組203中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成上控制線圈組202，纏繞在下 軛板永磁體組213中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成下控制線圈組212，動(dòng)子11由兩塊 永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子11位于上軛板永磁體組 203和下軛板永磁體組213之間，并且所述上軛板永磁體組203、下軛板永磁體組213和動(dòng) 子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
六參見(jiàn)圖5、6說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所 述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)的區(qū)別在于，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)2由定子和動(dòng)子21構(gòu)成，定子包括上軛板201、上軛板永磁體組203、上控制線圈組202、兩個(gè)支撐邊22、下軛板 211、下軛板永磁體組213 、下控制線圈組212 ，上軛板201和下軛板211相互平行布置，上軛 板201和下軛板211與兩個(gè)支撐邊22組成矩形框，上軛板永磁體組203固定在上軛板201 的右表面，下軛板永磁體組213固定在下軛板211的左表面，所述上軛板永磁體組203和下 軛板永磁體組213分別包括兩塊永磁體，上控制線圈組202纏繞在上軛板201上，并且位于 上軛板永磁體組203中的兩個(gè)永磁體之間，下控制線圈組212纏繞在下軛板211上，并且位 于下軛板永磁體組213中的兩個(gè)永磁體之間，動(dòng)子21由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所 述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子21位于上軛板永磁體組203和下軛板永磁體組213之 間，并且所述上軛板永磁體組203、下軛板永磁體組213和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平 面內(nèi)。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五或六所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)
平臺(tái)的區(qū)別在于，上軛板永磁體組203中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組
213中的兩塊永磁體的充磁方向相反，動(dòng)子21的兩塊永磁體的充磁方向相反，并且垂直相
鄰的下軛板永磁體組213中的永磁體與動(dòng)子21中的永磁體的充磁方向相反。 本實(shí)施方式中的垂直相鄰的上軛板永磁體組203中的永磁體與動(dòng)子21中的永磁
體的充磁方向相同或者相反。
權(quán)利要求
六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于它包括平臺(tái)底座、支撐平臺(tái)4、m個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)，m個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)相間分布分別固定在平臺(tái)底座頂面周邊、并組成對(duì)稱結(jié)構(gòu)的2m邊形，支撐平臺(tái)(4)與每一個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)的動(dòng)子(11)和磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)的動(dòng)子(21)固定連接，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)與磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)的結(jié)構(gòu)相同，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)的動(dòng)子(21)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榇怪狈较?，所述磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)的動(dòng)子(11)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颍琺為自然數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，m取值為3，3個(gè)磁懸 浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)和3個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)組成一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的六邊形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，m取值為4時(shí)，4個(gè) 磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)(1)和4個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)(2)組成一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的八邊形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述磁懸浮水平支 撐機(jī)構(gòu)(1)由定子和動(dòng)子(11)構(gòu)成，定子包括左軛板(101)、左軛板永磁體組(103)、左控 制線圈組(102)、兩個(gè)支撐邊(12)、右軛板(111)、右軛板永磁體組(113)、右控制線圈組 (112)，左軛板(101)和右軛板(111)相互平行布置，左軛板(101)和右軛板(111)與兩個(gè) 支撐邊(12)組成矩形框，左軛板永磁體組(103)固定在左軛板(101)的右表面，右軛板永 磁體組(113)固定在右軛板(111)的左表面，所述左軛板永磁體組(103)和右軛板永磁體 組(113)分別包括兩塊永磁體，每塊永磁體的外側(cè)纏繞有水平方向的線圈，纏繞在左軛板 永磁體組(103)中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成左控制線圈組(102)，纏繞在右軛板 永磁體組(113)中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成右控制線圈組(112)，動(dòng)子(11)由兩 塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子(11)位于左軛板永磁 體組(103)和右軛板永磁體組(113)之間，并且所述左軛板永磁體組(103)、右軛板永磁體 組(113)和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述磁懸浮水平支 撐機(jī)構(gòu)(1)由定子和動(dòng)子(11)構(gòu)成，定子包括左軛板(101)、左軛板永磁體組(103)、左控 制線圈組(102)、兩個(gè)支撐邊(12)、右軛板(111)、右軛板永磁體組(113)、右控制線圈組 (112)，左軛板(101)和右軛板(111)相互平行布置，左軛板(101)和右軛板(111)與兩個(gè) 支撐邊(12)組成矩形框，左軛板永磁體組(103)固定在左軛板(101)的右表面，右軛板永 磁體組(113)固定在右軛板(111)的左表面，所述左軛板永磁體組(103)和右軛板永磁體 組(113)分別包括兩塊永磁體，左控制線圈組(102)纏繞在左軛板(101)上，并且位于左軛 板永磁體組(103)中的兩個(gè)永磁體之間，右控制線圈組(112)纏繞在右軛板(111)上，并且 位于右軛板永磁體組(113)中的兩個(gè)永磁體之間，動(dòng)子(11)由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組 成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子(11)位于左軛板永磁體組(103)和右軛板永磁 體組(113)之間，并且所述左軛板永磁體組(103)、右軛板永磁體組(113)和動(dòng)子中的兩個(gè) 永磁體位于同一平面內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，左軛板永磁體組 (103)中的兩塊永磁體的充磁方向相反，右軛板永磁體組(113)中的兩塊永磁體的充磁方 向相反，動(dòng)子(11)的兩塊永磁體的充磁方向相反，并且水平相鄰的左軛板永磁體組(103) 中的永磁體與動(dòng)子(11)中的永磁體的充磁方向相反，水平相鄰的右軛板永磁體組(113)中的永磁體與動(dòng)子(11)中的永磁體的充磁方向亦相反。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述磁懸浮垂直支 撐機(jī)構(gòu)(2)由定子和動(dòng)子(21)構(gòu)成，定子包括上軛板(201)、上軛板永磁體組(203)、上控 制線圈組(202)、兩個(gè)支撐邊(22)、下軛板(211)、下軛板永磁體組(213)、下控制線圈組 (212)，上軛板(201)和下軛板(211)相互平行布置，上軛板(201)和下軛板(211)與兩個(gè) 支撐邊(22)組成矩形框，上軛板永磁體組(203)固定在上軛板(201)的下表面，下軛板永 磁體組(213)固定在下軛板(211)的上表面，所述上軛板永磁體組(203)和下軛板永磁體 組(213)分別包括兩塊永磁體，每塊永磁體的外側(cè)纏繞有水平方向的線圈，纏繞在上軛板 永磁體組(203)中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成上控制線圈組(202)，纏繞在下軛板 永磁體組(213)中的兩個(gè)永磁體外側(cè)的兩個(gè)線圈組成下控制線圈組(212)，動(dòng)子(11)由兩 塊永磁體和一塊連結(jié)板組成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子(11)位于上軛板永磁 體組(203)和下軛板永磁體組(213)之間，并且所述上軛板永磁體組(203)、下軛板永磁體 組(213)和動(dòng)子中的兩個(gè)永磁體位于同一平面內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述磁懸浮垂直支 撐機(jī)構(gòu)(2)由定子和動(dòng)子(21)構(gòu)成，定子包括上軛板(201)、上軛板永磁體組(203)、上控 制線圈組(202)、兩個(gè)支撐邊(22)、下軛板(211)、下軛板永磁體組(213)、下控制線圈組 (212)，上軛板(201)和下軛板(211)相互平行布置，上軛板(201)和下軛板(211)與兩個(gè) 支撐邊(22)組成矩形框，上軛板永磁體組(203)固定在上軛板(201)的右表面，下軛板永 磁體組(213)固定在下軛板(211)的左表面，所述上軛板永磁體組(203)和下軛板永磁體 組(213)分別包括兩塊永磁體，上控制線圈組(202)纏繞在上軛板(201)上，并且位于上軛 板永磁體組(203)中的兩個(gè)永磁體之間，下控制線圈組(212)纏繞在下軛板(211)上，并且 位于下軛板永磁體組(213)中的兩個(gè)永磁體之間，動(dòng)子(21)由兩塊永磁體和一塊連結(jié)板組 成，所述連結(jié)板位于兩塊永磁體之間，動(dòng)子(21)位于上軛板永磁體組(203)和下軛板永磁 體組(213)之間，并且所述上軛板永磁體組(203)、下軛板永磁體組(213)和動(dòng)子中的兩個(gè) 永磁體位于同一平面內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，上軛板永磁體組 (203)中的兩塊永磁體的充磁方向相反，下軛板永磁體組(213)中的兩塊永磁體的充磁方 向相反，動(dòng)子(21)的兩塊永磁體的充磁方向相反，并且垂直相鄰的下軛板永磁體組(213) 中的永磁體與動(dòng)子(21)中的永磁體的充磁方向相反。
全文摘要
六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)，屬于電機(jī)領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有六自由度磁懸浮微動(dòng)平臺(tái)存在的線圈的發(fā)熱量高、損耗大，同時(shí)，音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、推力密度低，平臺(tái)的剛度低、熱變形大，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性差、定位精度低的問(wèn)題。所述微動(dòng)平臺(tái)中的m個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)和m個(gè)磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)相間分布分別固定在平臺(tái)底座頂面周邊、并組成對(duì)稱結(jié)構(gòu)的2m邊形，支撐平臺(tái)4與每一個(gè)磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子和磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子固定連接，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)與磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，所述磁懸浮垂直支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榇怪狈较?，所述磁懸浮水平支撐機(jī)構(gòu)的動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较?，m為自然數(shù)。
文檔編號(hào)H02N15/00GK101741290SQ200910217418
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者劉奉海, 吳紅星, 寇寶泉 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)