磁悬浮重力补偿器制造技术

磁悬浮重力补偿器，属于磁悬浮技术领域。解决了采用空气弹簧作为重力补偿装置，存在其应用于真空环境时装置结构复杂的问题。本发明专利技术包括定子和动子，且二者间存在气隙，定子包括定子框架、定子横梁和定子永磁体；动子包括动子框架和动子基座，动子框架固定在动子基座下表面，动子框架内部设置有动子永磁体菱形阵列，所述动子永磁体菱形阵列由4个动子永磁体构成；且动子永磁体菱形阵列围成一个空腔，定子横梁贯穿于空腔；本发明专利技术利用定子永磁体与动子菱形永磁体阵列之间的相互作用力产生的磁场之间的相互作用力实现对磁悬浮系统中运动质量的补偿，从而实现磁悬浮。本发明专利技术主要用于重力补偿。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮重力补偿器
本专利技术属于磁悬浮

技术介绍
磁悬浮技术具有无机械接触、无摩擦、无磨损、无需润滑的优点，因而被认为是真空环境中用于检测和加工的最先进的技术，在超精密检测和加工设备中具有广阔的应用前景。一般来说，磁悬浮可以通过使用多个作动器和传感器控制六自由度运动来实现。然而，在悬浮和定位过程中，为了支撑运动质量，作动器需要连续通电工作，产生的热量会带来环境温升和机械变形的问题。因此，为磁悬浮系统设置性能优异的重力补偿装置是十分必要的。目前，在超精密检测和加工设备中，大多采用空气弹簧作为重力补偿装置。这主要是因为空气弹簧在具有较大承载能力的同时，具有较低的刚度，而低刚度可使系统获得较高的定位精度和较好的隔振效果。虽然空气弹簧作为重力补偿装置具有较高的定位精度和较好的隔振效果，但是空气弹簧需要气体供应，应用于真空环境时装置结构复杂。另外，由空气弹簧构成的系统的固有频率一般在2Hz左右，难以满足超精密测量和加工设备对隔振的要求。
技术实现思路
本专利技术是为了解决采用空气弹簧作为重力补偿装置，存在其应用于真空环境时装置结构复杂的问题，本专利技术提供了一种磁悬浮重力补偿器，该磁悬浮本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁悬浮重力补偿器，其特征在于，它包括1个定子(1)和1个动子(2)；定子(1)包括定子框架(1‑1)、定子横梁(1‑2)和定子永磁体(1‑3)；定子永磁体(1‑3)的个数为1或2，当定子永磁体(1‑3)的个数为1时，该定子永磁体(1‑3)嵌入在定子横梁(1‑2)内，且二者同轴，当定子永磁体(1‑3)的个数为2时，两块定子永磁体(1‑3)分别嵌入在定子横梁(1‑2)的上、下或左、右表面；定子横梁(1‑2)固定在定子框架(1‑1)上；动子(2)包括动子框架(2‑1)和动子基座(2‑4)，动子框架(2‑1)固定在动子基座(2‑4)下表面，动子框架(2‑1)内部设置有动子永磁体菱形阵列，所述动子永磁体...

【技术特征摘要】
1.磁悬浮重力补偿器，其特征在于，它包括1个定子(1)和1个动子(2)；定子(1)包括定子框架(1-1)、定子横梁(1-2)和定子永磁体(1-3)；定子永磁体(1-3)的个数为1或2，当定子永磁体(1-3)的个数为1时，该定子永磁体(1-3)嵌入在定子横梁(1-2)内，且二者同轴，当定子永磁体(1-3)的个数为2时，两块定子永磁体(1-3)分别嵌入在定子横梁(1-2)的上、下或左、右表面；定子横梁(1-2)固定在定子框架(1-1)上；动子(2)包括动子框架(2-1)和动子基座(2-4)，动子框架(2-1)固定在动子基座(2-4)下表面，动子框架(2-1)内部设置有动子永磁体菱形阵列，所述动子永磁体菱形阵列由4个动子永磁体(2-2)构成；且动子永磁体菱形阵列围成一个空腔(2-3)，定子横梁(1-2)贯穿于空腔(2-3)；定子横梁(1-2)与4个动子永磁体(2-2)间存在气隙，以空腔(2-3)的延伸方向为Y轴方向，定子框架(1-1)的底座位于动子框架(2-1)的下方，且二者间存在气隙；定子框架(1-1)、动子框架(2-1)和动子基座(2-4)均采用非铁磁性材料实现；定子永磁体(1-3)和4个动子永磁体(2-2)均为长方体结构，4个动子永磁体(2-2)分别定义为1号动子永磁体(2-2-1)、2号动子永磁体(2-2-2)、3号动子永磁体(2-2-3)和4号动子永磁体(2-2-4)；定子永磁体(1-3)在径向截面的充磁方向为水平方向，定义为X轴方向；4个动子永磁体(2-2)在径向截面上的充磁方向与定子永磁体(1-3)的充磁方向同在X-Z平面内，分别为：1号动子永磁体(2-2-1)的充磁方向相对于定子永磁体(1-3)的充磁方向旋转(180°-θ)；2号动子永磁体(2-2-2)的充磁方向相对于定子永磁体(1-3)的充磁方向旋转(180°+θ)；3号动子永磁体(2-2-3)的充磁方向相对于定子永磁体(1-3)的充磁方向旋转θ；4号动子永磁体(2-2-4)的充磁方向相对于定子永磁体(1-3)的充磁方向旋转(360°-θ)；其中，θ为大于0°且小于90°的角。2.根据权利要求1所述的磁悬浮重力补偿器，其特征在于，所述的定子(1)还包括2组定子线圈(1-4)；2组定子线圈(1-4)为矩形结构，且对称嵌入在定子横梁(1-2)的左、右表面，并贯穿于空腔(2-3)。3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮重力补偿器，其特征在于，还包括N个定子(1)和N个动子(2)；N+1个动子(2)在沿Y轴方向上串联设置，每个动子(2)的空腔(2-3)内对应设有一个定子横梁(1-2)，N+1个动子基座(2-4)为一体件，N+1个定子框架(1-1)的底座为一体件，N为大于或等于1的整数。4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮重力补偿器，其特征在于，还包括N个定子(1)和N个动子(2)，且N+1个动子(2)在沿X轴方向上并联设置，每个动子(2)的空腔(2-3)内对应设有一个定子横梁(1-2)，且N+1个动子框架(2-1)为一体件，N+1个动子基座(2-4)为一体件，N为大于或等于1的整数。5.根据权利要求1或2所述的磁悬浮重力补偿器，其特征在于，还包括N个动子框架(2-1)和N个定子横梁(1-2)，N为大于或等于1的整数；N+1个动子框架(2-1)沿Z轴方向上并联设置，每个动子(2)的空腔(2-3)内对应设有一个定子横梁(1-2)，且1个动子基座(2-4)位于N+1个动子框架(2-1)的最上方，N+1个定子横梁(1-2)共用一个定子框架(1-1)。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，周一恒，张赫，张鲁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23