一种永磁阵列和双线圈结合的磁驱动系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种永磁阵列和双线圈结合的磁驱动系统及方法，属于磁操控领域，系统包括：Halbach环阵、Maxwell线圈和电源；两Maxwell线圈为平行放置，且电流方向相反；Halbach环阵与Maxwell线圈同轴嵌套；使用时，受控对象放置在xyz坐标系的原点处，电源与Maxwell线圈相连；Halbach环阵用于提供xoy平面上的均匀磁场，受控对象朝向均匀磁场，其磁化方向与均匀磁场方向对齐；Maxwell线圈用于提供xoy平面上的磁场梯度场，驱动受控对象朝着均匀磁场方向运动；其中，受控对象的磁化方向与磁化强度方向一致；本发明专利技术大大降低了结构复杂性和驱动功耗，减小了散热压力。减小了散热压力。减小了散热压力。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁阵列和双线圈结合的磁驱动系统及方法


[0001]本专利技术属于磁操控领域，更具体地，涉及一种永磁阵列和双线圈结合的磁驱动系统及方法。

技术介绍

[0002]磁操控是指通过外加磁场来调节/改变磁性物质的空间位置或形态的一种非接触式驱动技术，在磁分离、磁靶向和磁控软体机器人等领域具有广阔的应用前景。
[0003]磁操控的方式包括利用磁场诱导的磁转矩作用、梯度磁场力作用或二者结合的模式。其中，将磁转矩作用和梯度磁场力作用相结合的这一操控方式，因将转向和驱动解耦而具有更简单的实施方式和灵活的调控模式，近年来得到越来越多的关注。
[0004]为了实现上述磁操控模式，线圈结构设计是重点。磁转矩与磁场梯度无关，为了更好实现与梯度磁场力解耦，一般通过设计均匀磁场线圈来产生，而梯度磁场力需要设计梯度磁场线圈来产生。其中，在已有的研究中，均匀磁场线圈通常采用具有结构简单、物理模型明确及高均匀度特性的Helmholtz线圈，通过改变其电流方向及强度来控制操控目标所受到的磁转矩；梯度磁场线圈通常采用具有结构简单、物理模型明确及线性磁场分布特性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁阵列和双线圈结合的磁驱动系统，其特征在于，包括：Halbach环阵、Maxwell线圈和电源；所述Maxwell线圈有两个；两个所述Maxwell线圈为平行放置，且电流方向相反；所述Halbach环阵与Maxwell线圈同轴嵌套；以所述Maxwell线圈的中心轴为z轴，以两所述Maxwell线圈z轴的中心点所在横截面为xoy平面；所述Halbach环阵设置于xoy平面上；受控对象为铁磁体材料；使用时，所述受控对象放置在预设区域内，所述电源Maxwell线圈相连；所述Halbach环阵用于提供xoy平面上的均匀磁场；所述受控对象朝向均匀磁场，其磁化方向与均匀磁场方向对齐；所述Maxwell线圈用于提供xoy平面上的磁场梯度场，驱动受控对象朝向均匀磁场方向运动；其中，所述受控对象的磁化方向与所述磁化强度方向一致；其中，所述Maxwell线圈在受控对象处产生的均匀磁场强度小于所述Halbach环阵在所述受控对象处产生的均匀磁场强度；所述Halbach环阵在所述受控对象处产生的磁场梯度场强度小于所述Maxwell线圈在所述受控对象处产生的磁场梯度场强度。2.根据权利要求1所述的磁驱动系统，其特征在于，所述Halbach环阵嵌套在所述Maxwell线圈外侧，所述Halbach环阵的内径小于所述Maxwell线圈的外径。3.根据权利要求2所述的磁驱动系统，其特征在于，所述预设区域为圆柱区域，以xyz坐标系的原点为圆柱区域的对称中心点，半径大小为Maxwell线圈半径的7％；高度为两Maxwell线圈间距的14％。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩小涛，姚健鹏，曹全梁，刘梦宇，李亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：