CN103291832B - 磁悬浮隔振平台 - Google Patents
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Abstract
磁悬浮隔振平台,涉及磁悬浮隔振平台技术领域。本发明克服了现有隔振平台存在的存在固有频率的缺点。本发明包括动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元和j个Y向调整单元,静态承重单元和X、Y、Z向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个X、Y或Z向调整单元对应设置有一个单元控制器和传感器,单元控制器输出控制信号给调整单元;静态承重单元的动子、X、Y、Z向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、X、Y、Z向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙。本发明刚度低、隔振精度高,可适用真空环境。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮隔振平台技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展,在某些技术领域,如航空航天,以及精密光学系统中,对一些关键零件的加工精度要求越来越高,因而需要精密和超精密加工技术。在精密和超精密加工中,设备本身的精度固然是至关重要的,但环境振动对加工精度和表面质量的影响也绝不容忽视。环境振动不仅会引起机床本体振动,更重要的是会在切削刀具与被加工工件间产生相对振动位移,并将直接反映到被加工零件的精度和表面质量上。因此,为这些精密设备设置性能优异的隔振装置是十分必要的。
目前,在国外超精密加工机床中,大多采用以空气弹簧作为隔振元件的隔振系统,并有较好的隔振效果。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,而弹簧的低刚度可使隔振系统获得较低的固有频率,远离环境干扰的频率,得到较好的隔振效果。另一方面,通过在空气弹簧的主气室和辅助气室之间设置合适的阻尼孔,获得最佳阻尼,又可使隔振系统有较好的阻尼特性。
虽然空气弹簧作为隔振元件具有较好的隔振的效果,但是这属于被动隔振,这类隔振系统的固有频率一般在2Hz左右。这种隔振方法难以满足超精密加工、超精密测量对隔振系统的要求。另外,空气弹簧不能在真空环境下使用,限制了其应用范围。
发明内容
为了克服现有隔振平台存在的存在固有频率的缺点,本发明提出一种没有固定频率、主动隔振的磁悬浮隔振平台。
本发明所述的磁悬浮隔振平台它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对于的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器。
本发明中的静态承重单元的工作原理为:
静态承重单元的理想特性是当静态承重单元的动子在Z向的位置发生改变时,要求保持作用在动子上的作用力不变。因此本发明为了实现该目的,利用了动子与定子之间的磁场力排斥力与吸引力,最终使排斥力与吸引力之和沿Z向保持不变。
本发明通过利用永磁体之间的不可控作用力以及电流与永磁体磁场之间的可控电磁力来实现对载荷的悬浮,从而实现对振动的隔离。
本发明所述的磁悬浮隔振平台,具有结构简单、隔振效果好、控制容易的优点,并且可适用真空环境。
本发明所述的隔振平台更适用于大载荷的情况使用。
附图说明
图1是具体实施方式三所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图2是具体实施方式四所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图3是具体实施方式五所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图4是具体实施方式六所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图5是具体实施方式七所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图6是图5所示的静态承重单元的静态承重单元动子的A-A剖视图。
图7是具体实施方式八所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图8是图7所示的静态称重单元的静态承重单元动子的B-B剖视图。
图9是具体实施方式十所述的磁悬浮隔振平台的Z向调整单元的结构示意图。
图10是具体实施方式十一所述的磁悬浮隔振平台的X向调整单元和Y向调整单元的结构示意图。
图11是图10的C-C剖面图。
图12是具体实施方式十二所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图13是具体实施方式十三所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图14是具体实施方式十四所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图15是具体实施方式十五所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图16是具体实施方式十六所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图17是具体实施方式十七所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图18是具体实施方式十八所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图19是具体实施方式十九所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图20是具体实施方式二十所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图21是具体实施方式二十一所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图22是具体实施方式二十二所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图23是具体实施方式二十三所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图24是具体实施方式二十四所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图25是具体实施方式二十五所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
图26是具体实施方式二十六所述的括电磁阻尼器的结构示意图。
图27是一种磁悬浮隔振平台的外形图。
图28是去除图27的支撑平台之后的结构示意图。
图29是具体实施方式一所述的一种磁悬浮隔振平台的结构示意图。
图30是图29所示的磁悬浮隔振平台去除动基板和与其连接的部件之后的结构示意图。
图31是图30所示结构中去除各个支撑结构之后的结构示意图。
图32是具体实施方式一所述的一种磁悬浮隔振平台的结构示意图。
图33是图32所示的磁悬浮隔振平台去除动基板和与其连接的部件之后的结构示意图。
图34是图33所示结构中去除各个支撑结构之后的结构示意图。
图35是具体实施方式二十七所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图36是图35的A-A剖面图。
图37是具体实施方式二十八所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图38是具体实施方式二十九所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图39是具体实施方式四十所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。
图40是具体实施方式三十一所述的Z向调整单元的结构示意图。
图41是具体实施方式三十二所述的X向调整单元或Y向调整单元的结构示意图。
图42是图41的A-A向剖面图。
图43是具体实施方式三十三所述的磁悬浮隔振平台中磁悬浮支撑单元和Z向调整单元组合后的结构示意图。
具体实施例
具体实施方式一、本实施方式所述的磁悬浮隔振平台由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;Z向调整单元主要由Z向作动器、Z向单元控制器和Z向传感器构成,X向调整单元主要由X向作动器、X向单元控制器和X向传感器构成,Y向调整单元主要由Y向作动器、Y向单元控制器和Y向传感器构成;各Z向调整单元的Z向作动器绕组与Z向单元控制器输出端口相联结;各X向调整单元的X向作动器绕组与X向单元控制器输出端口相联结;各Y向调整单元的Y向作动器绕组与Y向单元控制器输出端口相联结;
静态承重单元的动子、Z向作动器的动子、X向作动器的动子和Y向作动器的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向作动器的定子、X向作动器的定子和Y向作动器的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在Z向作动器附近的定基板或动基板上,为Z向单元控制器提供Z向位移、速度或加速度信号,X向传感器安装在X向作动器附近的定基板或动基板上,为X向单元控制器提供X向位移、速度或加速度信号,Y向传感器安装在Y向作动器附近的定基板或动基板上,为Y向单元控制器提供Y向位移、速度或加速度信号。
本实施方式中的静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元可以为现有结构,也可以为本申请所述的任意一种结构。
当n、i和j都取3的时候,本实施方式所述的磁悬浮隔振平台的结构参见图29、30和31所示,它包括动基板、定基板、3个静态承重单元、3个Z向调整单元、3个X向调整单元和3个Y向调整单元,所述X向调整单元与Y向调整单元共用,静态承重单元为前面各实施方式记载的静态承重单元,各个静态承重单元的动子轴对称分布固定在动基板的下表面,各个Z向调整单元的次级对称分布固定在动基板的下表面,各个X向调整单元的次级和Y向调整单元的次级对称分布固定在动基板的下表面;各静态承重单元的定子与动子相对应,对称分布固定在定基板的上表面,各个Z向调整单元的初级与次级相对应,对称分布固定在定基板的上表面,各个X向调整单元和Y向调整单元的初级与次级相对应,对称分布固定在定基板的上表面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙。本实施方式所述的磁悬浮隔振平台为低刚度磁悬浮隔振平台。
当n和i取4、j取2的时候,本实施方式所述的磁悬浮隔振平台的结构参见图32、33和34所示,它包括动基板、定基板、4个静态承重单元、4个Z向调整单元、2个X向调整单元、2个向调整单元构成。
具体实施方式二、本实施方式所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台1和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座10和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台1悬浮于支撑座10的上方。
本实施方式仅对磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构作了进一步的限定。静态承重单元的理想特性是:当第一励磁部件(或第二励磁部件)在Z向的位置发生改变时,要求保持作用到第一励磁部件(或第二励磁部件)的作用力不变。因此本实施方式为了实现该目的,利用了第一励磁部件与第二励磁部件之间的磁场力排斥力与吸引力,最终使排斥力与吸引力之和沿Z向保持不变。
具体实施方式三、参见图1说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的第一励磁部件和第二励磁部件的结构的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重支撑柱5构成,所述第一励磁部件下永磁体4和第一励磁部件上永磁体2的形状相同,均为环形,所述第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4对称粘贴固定在第一励磁部件永磁体固定板3的上表面和下表面,承重支撑柱5的一端固定在承重平台1底面的中心位置,该承重支撑柱5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;第一励磁部件上永磁体2的中心与第一励磁部件永磁体固定板3的中心连线垂直于第一励磁部件永磁体固定板3所在平面;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9,支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9形状相同,均为环形,所述固定板连接件7为筒形,第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在固定板连接件7的上、下端面;承重支撑柱5与所述固定板连接件7同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板3位于第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10相互平行;第二励磁部件上永磁体8固定在第二励磁部件上永磁体固定板6的下表面,并且与第一励磁部件上永磁体2相对应;第二励磁部件下永磁体9固定在底座的上表面,并且与第一励磁部件下永磁体4相对应;第二励磁部件上永磁体8与第一励磁部件上永磁体2之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件下永磁体4之间为下气隙。
具体实施方式四、本实施方式中,第二励磁部件上永磁体8、第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4的充磁方向相同,第二励磁部件下永磁体9与第二励磁部件上永磁体8的充磁方向相反,这样,使得第二励磁部件上永磁体8和第一励磁部件上永磁体2之间产生吸引力,进而达到向上推支撑座的作用力;第一励磁部件下永磁体4和第二励磁部件下永磁体9的充磁方向相反,之间产生排斥力,进而也达到向上推支撑座的作用力,最终达到将推支撑座悬浮在底座上方的效果。参见图2说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的第一励磁部件和第二励磁部件的结构的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重筒5构成,所述第一励磁部件下永磁体4和第一励磁部件上永磁体2的形状相同,均为环形,第一励磁部件永磁固定板3为环形,所述第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4对称粘贴固定在第一励磁部件永磁体固定板3的上表面和下表面,承重支撑筒5的一端固定在承重平台1的底面,该承重支撑筒5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;第一励磁部件上永磁体2的中心与第一励磁部件永磁体固定板3的中心连线垂直于第一励磁部件永磁体固定板3所在平面;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9,支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9形状相同,均为环形;
具体实施方式五、连接件7位于承重支撑筒5内,且与该承重支撑筒5同轴;第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在连接件7的上、下端面;第一励磁部件永磁体固定板3位于第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10相互平行;第二励磁部件上永磁体8固定在第二励磁部件上永磁体固定板6的下表面,并且与第一励磁部件上永磁体2相对应;第二励磁部件下永磁体9固定在底座的上表面,并且与第一励磁部件下永磁体4相对应;第二励磁部件上永磁体8与第一励磁部件上永磁体2之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件下永磁体4之间为下气隙。参见图3说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的第一励磁部件和第二励磁部件的结构的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重筒5构成,所述第一励磁部件下永磁体4和第一励磁部件上永磁体2的形状相同,均为环形,第一励磁部件永磁固定板3为环形,承重支撑筒5的一端固定在承重平台1的底面,该承重支撑筒5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;第一励磁部件上永磁体2固定在承重平台1的下表面,第一励磁部件下永磁体4固定在第一励磁部件永磁体固定板3的上表面,第一励磁部件上永磁体2的中心与第一励磁部件永磁体固定板3的中心连线垂直于第一励磁部件永磁体固定板3所在平面;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9,支撑架包括第二励磁部件永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9形状相同,均为环形;
具体实施方式六、连接件7位于承重支撑筒5内,且与该承重支撑筒5同轴;第二励磁部件永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在连接件7的上、下端面;第二励磁部件永磁体固定板6位于第一励磁部件永磁体固定板3和承重平台1之间,并且与和第一励磁部件永磁体固定板3相互平行;第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9分别固定在第二励磁部件永磁体固定板6上表面和下表面,并且分别与第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4相对应;第二励磁部件上永磁体8与第一励磁部件上永磁体2之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件下永磁体4之间为下气隙。参见图4说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的第一励磁部件和第二励磁部件的结构的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4,承重支撑架由第一励磁部件下永磁体固定板3和承重支撑柱5构成,所述第一励磁部件下永磁体4和第一励磁部件上永磁体2的形状相同,均为环形,所述第一励磁部件上永磁体2固定在承重平台1的下表面,第一励磁部件下永磁体4固定在第一励磁部件下永磁体固定板3的上表面,承重支撑柱5的一端固定在承重平台1底面的中心位置,该承重支撑柱5的另一端与第一励磁部件下永磁体固定板3上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件下永磁体固定板3平行设置;第一励磁部件上永磁体2的中心与第一励磁部件永磁体固定板3的中心连线垂直于第一励磁部件永磁体固定板3所在平面;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9,支撑架包括第二励磁部件永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9形状相同,均为环形,所述第二励磁部件永磁体固定板6为环形,所述连接件7为筒形,第二励磁部件永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在连接件7的上、下端面;承重支撑柱5与所述固定板连接件7同轴设置,第二励磁部件永磁体固定板6位于第一励磁部件永磁体固定板3和承重平台1之间,并且与第一励磁部件永磁体固定板3和承重平台1相互平行;第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9对称固定在第二励磁部件永磁体固定板6的上表面和下表面,并且分别与第一励磁部件上永磁体2和第一励磁部件下永磁体4相对应;第二励磁部件上永磁体8与第一励磁部件上永磁体2之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件下永磁体4之间为下气隙。
具体实施方式二至五中所述的第一励磁部件永磁固定板3和第二励磁部件上永磁体固定板6固定永磁体的表面为圆形、正方形或矩形等左右对称结构的平板结构,相应的、固定在其上的永磁体的环形的外边缘分别为圆形、正方形或矩形等左右对称结构的环形。
具体实施方式七、参见图5和6说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的第一励磁部件和第二励磁部件的结构的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件为圆环形的永磁体4,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重支撑柱5构成,所述第一励磁部件的永磁体4套接在第一励磁部件永磁体固定板3的外侧,承重支撑柱5的一端固定在支撑座1底面的中心位置,该承重支撑柱5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9,支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9形状相同,均为环形,
所述第二励磁部件上永磁体固定板6为环形,所述固定板连接件7为筒形,第二励磁部件上永磁体固定板6和底座10分别连接固定在固定板连接件7的上、下端面;承重支撑柱5与所述固定板连接件7同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板3位于第二励磁部件上永磁体固定板6和底座之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板6和底座相互平行;第二励磁部件上永磁体8固定在第二励磁部件上永磁体固定板6的下表面,第二励磁部件下永磁体9固定在底座的上表面,并且所述第二励磁部件上永磁体8、第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件的永磁体4相对应;第二励磁部件上永磁体8与第一励磁部件的永磁体4之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件的永磁体4之间为下气隙。
具体实施方式八、参见图7和8说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的第一励磁部件和第二励磁部件的结构的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件由多个扇形永磁体4组成,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重支撑柱5构成,第一励磁部件永磁固定板3为带有多个扇形通孔的圆盘,所述多个扇形通孔以所述圆盘的中心为中心沿圆周方向均匀分布,所述第一励磁部件的多个扇形永磁体4分别嵌入在所述扇形通孔内、且与第一励磁部件永磁固定板3固定连接,承重支撑柱5的一端固定在承重平台11底面的中心位置,该承重支撑柱5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9,支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体8和第二励磁部件下永磁体9形状相同,均为圆环形,
所述第二励磁部件上永磁体固定板6为圆环形,所述固定板连接件7为圆筒形,第二励磁部件上永磁体固定板6和底座10分别连接固定在固定板连接件7的上、下端面;承重支撑柱5与所述固定板连接件7同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板3位于第二励磁部件上永磁体固定板6和底座之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板6和底座相互平行;第二励磁部件上永磁体8固定在第二励磁部件上永磁体固定板6的下表面,第二励磁部件下永磁体9固定在底座的上表面,第二励磁部件上永磁体8与第一励磁部件的永磁体4之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体9与第一励磁部件的永磁体4之间为下气隙。
具体实施方式九、本实施方式是对具体实施方式一至七任意一个实施方式所述的磁悬浮隔振平台的进一步限定,本实施方式中,第一励磁部件的永磁体和第二励磁部的永磁体的外表面均固定有一层由金属材料层。
本实施方式在永磁体的外表面设置有金属材料层,该金属材料层可以采用粘帖的方式固定,还可以采用镀膜的工艺固定在永磁体的外表面。该层金属材料层能够在第一励磁部件和第二励磁部件产生相对运动时产生涡流,进而起到阻尼的作用,提高隔振的效果。
具体实施方式十、参见图9说明本实施方式。本实施方式所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的Z向调整单元包括初级、次级和气隙;初级包括绕组支撑座98和初级绕组99;初级绕组为单相绕组,所述单相绕组由2个线圈组成,所述2个线圈相互串联连接,每个线圈沿Z向调整单元的轴向固定于绕组支撑座上,每相邻两个线圈的绕向相反;
次级包括外次级和内次级,外次级与内次级同轴,且外次级位于内次级外侧;
外次级包括外次级永磁体94、外导磁轭93和外次级固定筒92,外次级固定筒92为圆筒状,外导磁轭93为圆环形导磁轭,外导磁轭93固定在外次级固定筒92内,外次级永磁体94包括3个圆环形永磁体;外次级永磁体的3个圆环形永磁体沿轴向依次紧密配合并固定在外导磁轭93的内壁上;外次级永磁体的3个圆环形永磁体中位于两侧的永磁体均为径向充磁,并且充磁方向相反,位于中间的永磁体为轴向平行充磁;外次级永磁体94的内表面与初级的外表面之间为外气隙;
内次级包括内次级永磁体95、内导磁轭96次级柱97,次级柱97为圆柱体,内导磁轭96为圆环形导磁轭,内导磁轭96固定在次级柱97外,内次级永磁体95包括3个圆环形永磁体,三个内次级永磁体沿轴向紧密配合并固定在内导磁轭96的外壁上;内次级永磁体95的轴向长度与外次级永磁体94的轴向长度相同,内次级永磁体95的3个圆环形永磁体中位于两侧的两个永磁体均为径向充磁,并且充磁方向相反,位于中间的永磁体为轴向充磁;
外次级的外次级固定筒92和内次级的次级柱97同轴设置,并且其顶端通过连接板91固定连接;
内次级永磁体95中与外次级永磁体94中相对应的径向充磁的永磁体的的充磁方向相同,内次级永磁体95中轴向充磁的永磁体与外次级永磁体9中轴向充磁的永磁体的充磁方向相反。
具体实施方式十一、参见图10和11说明本实施方式。本实施方式所述的一种磁悬浮隔振平台的X向调整单元和Y向调整单元为双边次级平板形结构,初级位于双边次级之间,二者之间为两个气隙,初级包括初级绕组和初级基板,初级基板的材料为非导磁材料,构成初级绕组嵌放在初级基板中;每边次级包括次级永磁体和次级轭板,次级永磁体粘贴固定在次级轭板上,双边次级永磁体形成串联磁路。
具体实施方式十二、参见图12所示说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式三所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴串联获得,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元动子固定连接,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第一励磁部件采用内侧连接方式,Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件固定连接在一起。
Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元动子固定连接的具体连接方式为:Z向调整单元的次级柱97的底部与磁悬浮支撑单元的承重支撑柱5的顶端固定连接、并组成一体结构。
Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件固定连接的具体连接方式为:Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的承重平台1固定连接、并组成一体结构。
具体实施方式十三、参见图13说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式四所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴串联获得,该中结构与具体实施方式十二的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的动子采用外侧连接方式。
本实施方式所述的结构中,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的动子采用外侧连接的具体方式为:Z向调整单元的外次级固定筒92的底部与磁悬浮支撑单元的承重平台1固定连接、并组成一体结构。
具体实施方式十四、参见图14说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式五所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴串联获得,该中结构与具体实施方式十二的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的动子采用反向、外侧连接方式。
本实施方式中,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的动子采用反向、外侧连接方式具体为:Z向调整单元的次级中的次级柱97的底部固定在磁悬浮支撑单元的承重平台1上表面的中心、并组成一体结构;Z向调整单元的初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式十五、参见图15说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式六所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴串联获得,该中结构与具体实施方式十二的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件反向、内侧连接。
本实施方式中,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件反向、内侧连接方式具体为:Z向调整单元的次级柱97的底部与磁悬浮支撑单元的承重支撑柱5的顶端固定连接、并组成一体结构。Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接、并组成一体结构。
具体实施方式十六、参见图16说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式四所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,所述Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的动子固定连接在一起,Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元的定子固定连接在一起,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第一励磁部件采用外侧连接方式。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:Z向调整单元的次级中的内导磁轭96固定在磁悬浮支撑单元第一励磁部件的承重筒5外侧,Z向调整单元的初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式十七、参见图17说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式三所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式十六的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第一励磁部件采用内侧连接方式。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:Z向调整单元的次级中的次级柱97为圆筒结构,该圆筒形的次级柱97套在磁悬浮支撑单元动子中的固定板连接件7外侧,并且与磁悬浮支撑单元的动子的承重平台1固定连接;Z向调整单元的初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式十八、参见图18说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式五所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式十六的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的定子中的第二励磁部件反向、外侧连接。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:Z向调整单元的次级中的内导磁轭96固定在磁悬浮支撑单元动子中的承重筒5的外表面,Z向调整单元的初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式十九、参见图19说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式六所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式十六的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件反向、内侧连接。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:Z向调整单元的次级中的次级柱97为圆筒结构,该圆筒形的次级柱97的上部套接在磁悬浮支撑单元动子中的承重平台1的外侧,Z向调整单元的初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式二十、参见图20说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式四所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式中,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第一励磁部件采用外侧连接方式,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元动子的第一励磁部件固定连接在一起,Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元定子的第二励磁部件固定连接在一起。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:磁悬浮支撑单元定子的连接件7为圆筒形,该圆筒形的连接柱的中间设置有Z向调整单元,该Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接;该Z向调整单元次级的连接板91与磁悬浮支撑单元动子中的承重平台1固定连接、并组成一体结构。
具体实施方式二十一、参见图21说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式三所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式二十的主要差别在于,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第一励磁部件采用内侧连接方式。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:磁悬浮支撑单元动子的承重支撑柱5为圆筒形,Z向调整单元位于所述圆筒形的承重支撑柱5的内部,该Z向调整单元次级的连接板91与磁悬浮支撑单元动子中的承重平台1固定连接、并组成一体结构,该Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式二十二、参见图22说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式五所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式二十的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元定子的第二励磁部件反向、外侧连接。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:磁悬浮支撑单元定子中的连接件7为圆筒形,Z向调整单元嵌入在该圆筒形的连接件7内,该Z向调整单元次级的连接板91与磁悬浮支撑单元动子的承重平台1固定连接、并组成一体结构,该Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式二十三、参见图23说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式六所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式二十的主要差别在于Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件反向、内侧连接。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:磁悬浮支撑单元动子的承重支撑柱5为圆筒形,Z向调整单元位于所述圆筒形的承重支撑柱5的内部,该Z向调整单元次级的连接板91与磁悬浮支撑单元动子中的承重平台1固定连接、并组成一体结构,该Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接。
具体实施方式二十四、参见图24说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式四所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元动子的第一励磁部件固定连接在一起,Z向调整单元的次级与磁悬浮支撑单元定子的第二励磁部件固定连接在一起,Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元的第一励磁部件采用外侧连接方式。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:磁悬浮支撑单元定子的连接件7为圆筒形,该圆筒形的连接柱的中间设置有Z向调整单元,该Z向调整单元次级的连接板91与磁悬浮支撑单元定子的底座10固定连接、并且在组成一体结构;Z向调整单元初级的支撑座98与磁悬浮支撑单元动子中的承重平台1固定连接、并组成一体结构。
具体实施方式二十五、参见图25说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,本实施方式所述的结构是将具体实施方式五所述的磁悬浮支撑单元与具体实施方式十所述的Z向调整单元同轴线并联获得,本实施方式与具体实施方式二十四的主要差别在于,Z向调整单元的初级与磁悬浮支撑单元的第二励磁部件反向、外侧连接。
本实施方式中,Z向调整单元与磁悬浮支撑单元连接的具体结构为:磁悬浮支撑单元定子中的连接件7为圆筒形,Z向调整单元嵌入在该圆筒形的连接件7内,该Z向调整单元次级的连接板91与磁悬浮支撑单元的定子的底座10固定连接、并组成一体结构,磁悬浮支撑单元动子的承重平台1与Z向调整单元初级的支撑座98固定连接、并组成一体结构。
具体实施方式二十六、参见图26说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中还包括电磁阻尼器,该电磁阻尼器包括初级、次级和气隙;初级包括支撑座和反应筒;反应筒为圆筒形,其材料为低电阻率非磁性金属材料,反应筒固定于支撑座上;次级包括外次级和内次级;
外次级包括外次级永磁体、外导磁轭和外次级固定筒,外次级固定筒为圆筒状,外导磁轭固定在所述外次级固定筒内侧,外次级永磁体包括3个圆环形永磁体;外次级永磁体的3个圆环形永磁体沿轴向依次紧密配合并固定在外导磁轭的内壁上;外次级永磁体的3个圆环形永磁体中位于轴向两侧的两个永磁体为径向充磁,并且充磁方向相反,位于轴向中间的永磁体在平行轴向充磁;外次级永磁体的内表面与初级反应筒的外表面之间为外气隙;
内次级包括内次级永磁体、内导磁轭和内次级固定柱,内导磁轭为圆环形导磁轭,所述内导磁轭固定在内次级固定柱的外表面,内次级永磁体包括3个圆环形永磁体,内次级永磁体的三个圆环形永磁体沿轴向紧密配合并固定在内导磁轭的外壁上;内次级永磁体的轴向长度与外次级永磁体的轴向长度相同,内次级永磁体的3个圆环形永磁体沿轴向两侧的两个永磁体为径向充磁、且充磁方向相反,位于轴向中间的永磁体平行轴向充磁,内次级永磁体的外表面与初级反应筒的内表面之间为内气隙;
位于轴向相同位置的内次级永磁体中径向充磁的永磁体与外次级永磁体中径向充磁的永磁体的充磁方向相同,内次级永磁体中轴向充磁的永磁体与外次级永磁体中轴向充磁的永磁体的充磁方向相反。
图26所示的是本发明所述的一种八边形的磁悬浮隔振平台的结构示意图,该种磁悬浮隔振平台的台面为八边形,在所述八边形的八条边的下面为静态承重单元,所述八个静态承重单元的静态承重单元动子均与八边形的台面的下表面固定连接,图28所示的为磁悬浮隔振平台去除八边形的台面和与其相连接的八个静态承重单元动子之后的结构示意图,该图中能够清晰的看到8个静态承重单元定子的分布情况。
具体实施方式二十七、参见图35和36说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的静态承重单元的结构作进一步限定,本实施方式中的静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重支撑柱5构成,所述第一励磁部件下永磁体组41和第一励磁部件上永磁体组21对称嵌在第一励磁部件永磁体固定板3的上表面内和下表面内,所述第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组41由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板3同心设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;承重支撑柱5的一端固定在承重平台1底面的中心位置,该承重支撑柱5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;所述N为大于等于3的正整数;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91,支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板6和固定板连接件7,所述固定板连接件7为圆筒形,所述第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组81由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与固定板连接件7同轴设置;第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在固定板连接件7的上、下端面;承重支撑柱5与所述固定板连接件7同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板3位于第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10相互平行;第二励磁部件上永磁体组81嵌入固定在第二励磁部件上永磁体固定板6的下表面内,并且与第一励磁部件上永磁体组21相对应,第一励磁部件上永磁体组21形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组81所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件下永磁体组91嵌入固定在底座的上表面内,并且与第一励磁部件下永磁体组41相对应,第一励磁部件下永磁体组41形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组91所形成的磁场相互排斥;第二励磁部件上永磁体组81与第一励磁部件上永磁体组21之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组91与第一励磁部件下永磁体组41之间为下气隙。
本实施方式所述的用于磁悬浮隔振平台的结构与具体实施方式三所述的结构相类似,主要区别在于,本实施方式是将具体实施方式三中励磁部件上的各个永磁体均改成嵌入式安装方式,并且都是由多个圆环形永磁体同心设置组成,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁,即:N同永磁体圆环的充磁方向为轴向和径向间隔设置,这样在通过合理设计每个永磁体的充磁方向使得第二励磁部件上永磁体和第一励磁部件上永磁体之间产生吸引力,进而达到向上推支撑座的作用力;使得第一励磁部件下永磁体和第二励磁部件下永磁体的充磁方向相反,之间产生排斥力,进而也达到向上推支撑座的作用力,最终达到将推支撑座悬浮在底座上方的效果。
本实施方式中,永磁体组中的永磁体环均可以采用一块永磁体实现,也可采用多个弧形永磁体拼接而成。
本实施方式中的N最佳取值为5、7。
具体实施方式二十八、参见图37说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的静态承重单元的结构作进一步限定,本实施方式中的静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重筒5构成,第一励磁部件永磁固定板3为环形,所述第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组41由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板3同心设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;所述第一励磁部件下永磁体组41和第一励磁部件上永磁体组21对称嵌在第一励磁部件永磁体固定板3的上表面内和下表面内,承重支撑筒5的一端固定在承重平台1的底面,该承重支撑筒5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;第一励磁部件上永磁体2的中心与第一励磁部件永磁体固定板3的中心连线垂直于第一励磁部件永磁体固定板3所在平面;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91,支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板6和连接件7,所述连接件7为圆柱形结构,所述第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组81由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与连接件7同轴设置;
连接件7位于承重支撑筒5内,且与该承重支撑筒5同轴;第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在连接件7的上、下端面;第一励磁部件永磁体固定板3位于第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板6和支撑座10相互平行;第二励磁部件上永磁体组81嵌入固定在第二励磁部件上永磁体固定板6的下表面内,并且与第一励磁部件上永磁体组21相对应,第一励磁部件上永磁体组21形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组81所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件下永磁体组91嵌入固定在底座的上表面内,并且与第一励磁部件下永磁体组41相对应,第一励磁部件下永磁体组41形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组91所形成的磁场相互排斥;第二励磁部件上永磁体组81与第一励磁部件上永磁体组21之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组91与第一励磁部件下永磁体组41之间为下气隙。
本实施方式所述的用于磁悬浮隔振平台的结构与具体实施方式四所述的结构相类似,主要区别在于,本实施方式是将具体实施方式四中励磁部件上的各个永磁体均改成嵌入式安装方式,并且都是由多个圆环形永磁体同心设置组成,通过合理设计每个永磁体的充磁方向使得第二励磁部件上永磁体和第一励磁部件上永磁体之间产生吸引力,进而达到向上推支撑座的作用力;使得第一励磁部件下永磁体和第二励磁部件下永磁体的充磁方向相反,之间产生排斥力,进而也达到向上推支撑座的作用力,最终达到将推支撑座悬浮在底座上方的效果。
本实施方式中,所述永磁体组中的永磁体环均可以采用一块永磁体实现,也可采用多个弧形永磁体拼接而成。
本实施方式中的N最佳取值为5、7。
本实施方式与具体实施方式二十七中均是:第一励磁部件上永磁体组21形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组81所形成的磁场相互吸引,第一励磁部件下永磁体组41形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组91所形成的磁场相互排斥,进而实现悬浮支撑的功能。例如:当N取值为5时,具体实现的一种技术手段为:当第一励磁部件上永磁体组21中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上时,第二励磁部件上永磁体组81中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上。当第一励磁部件下永磁体组41中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上时,第二励磁部件下永磁体组91中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外和轴向向下。
具体实施方式二十九、参见图38说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中静态承重单元的结构作进一步限定,本实施方式中的静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板3和承重筒5构成,第一励磁部件永磁固定板3为圆盘形,所述第一励磁部件下永磁体组41和第一励磁部件上永磁体组21的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组41由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板3同轴设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;承重支撑筒5的一端固定在承重平台1的底面,该承重支撑筒5的另一端与第一励磁部件永磁体固定板3上表面固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板3平行设置;第一励磁部件上永磁体组21嵌入固定在承重平台1的下表面内,第一励磁部件下永磁体组41嵌入固定在第一励磁部件永磁体固定板3的上表面内;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91,支撑架包括第二励磁部件永磁体固定板6和连接件7,所述连接件7为圆柱形结构,所述第二励磁部件上永磁体组8和第二励磁部件下永磁体组91的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组81由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与连接件7同轴设置;
连接件7位于承重支撑筒5内,且与该承重支撑筒5同轴;第二励磁部件永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在连接件7的上、下端面;第二励磁部件永磁体固定板6位于第一励磁部件永磁体固定板3和承重平台1之间,并且与和第一励磁部件永磁体固定板3相互平行;第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91分别嵌入固定在第二励磁部件永磁体固定板6上表面内和下表面内,并且分别与第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41相对应,第一励磁部件上永磁体组21形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组81所形成的磁场相互排斥,第一励磁部件下永磁体组41形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组91所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件上永磁体组81与第一励磁部件上永磁体组21之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组91与第一励磁部件下永磁体组41之间为下气隙。
本实施方式中的N最佳取值为5、7。
具体实施方式三十、参见图39说明本实施方式。本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的静态承重单元的结构作进一步限定,本实施方式中的静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41,承重支撑架由第一励磁部件下永磁体固定板3和承重支撑柱5构成,所述第一励磁部件永磁体固定板3为圆盘形;所述第一励磁部件下永磁体组41和第一励磁部件上永磁体组21的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组41由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板3同轴设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;所述第一励磁部件上永磁体组21嵌入固定在承重平台1的下表面内,第一励磁部件下永磁体组41嵌入固定在第一励磁部件下永磁体固定板3的上表面内,承重支撑柱5的一端固定在承重平台1底面的中心位置,该承重支撑柱5的另一端与第一励磁部件下永磁体固定板3上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件下永磁体固定板3平行设置;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91,支撑架包括第二励磁部件永磁体固定板6和连接件7,所述第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组81由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与连接件7同轴设置;第二励磁部件永磁体固定板6和支撑座10分别连接固定在连接件7的上、下端面;承重支撑柱5与所述固定板连接件7同轴设置,第二励磁部件永磁体固定板6位于第一励磁部件永磁体固定板3和承重平台1之间,并且与第一励磁部件永磁体固定板3和承重平台1相互平行;第二励磁部件上永磁体组81和第二励磁部件下永磁体组91对称嵌入固定在第二励磁部件永磁体固定板6的上表面内和下表面内,并且分别与第一励磁部件上永磁体组21和第一励磁部件下永磁体组41相对应,第一励磁部件上永磁体组21形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组81所形成的磁场相互排斥,第一励磁部件下永磁体组41形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组91所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件上永磁体组81与第一励磁部件上永磁体组21之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组91与第一励磁部件下永磁体组41之间为下气隙。
本实施方式中的N最佳取值为5、7。
本实施方式和具体实施方式二十九的技术方案中,第一励磁部件上永磁体组21形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组81所形成的磁场相互排斥,第一励磁部件下永磁体组41形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组91所形成的磁场相互吸引。例如:当N取值为5时,实现该功能的具体技术手段为:当第一励磁部件上永磁体组21中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向下、径向向内、轴向向上、径向向外和轴向向下时,第二励磁部件上永磁体组81中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上。当第一励磁部件下永磁体组41中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向上、径向向内、轴向向下、径向向外和轴向向上时,第二励磁部件下永磁体组91中的五个永磁体圆环沿径向由内向外的充磁方向依次为:轴向向上、径向向外、轴向向下、径向向内和轴向向上。
具体实施方式三十一、参见图40说明本实施方式。本实施方式所述的一种用于磁悬浮隔振平台中的Z向调整单元为双边次级平板形结构,其中初级位于双边次级之间,二者之间为两个气隙,两个气隙相互平行,气隙平面垂直于XY平面;初级主包括初级绕组和初级基板,初级绕组嵌放在初级基板中,初级绕组有效边平行于XY平面;每边次级主要由次级永磁体和次级轭板构成,次级永磁体粘贴固定在次级轭板上,双边次级永磁体形成串联磁路。
具体实施方式三十二、该参见图41和42说明本实施方式。本实施方式所述的是具体实施方式一所述的磁悬浮隔振平台中的一种X向调整单元或Y向调整单元的结构,所述X向调整单元和Y向调整单元的结构相同,其中所述X向调整单元为双边次级平板形结构,初级位于双边次级之间,二者之间为两个气隙,两个气隙相互平行,气隙平面平行于XY平面;初级包括初级绕组和初级基板,初级绕组粘贴在由非导磁材料构成的平板形初级基板上,或嵌放在初级基板中,初级绕组有效边平行于XY平面;每边次级主要由次级永磁体和次级轭板构成,次级永磁体粘贴固定在次级轭板上,双边次级永磁体形成串联磁路。
具体实施方式三十三、参见图43说明本实施方式。本实施方式所述的是磁悬浮隔振平台中,磁悬浮支撑单元与Z向调整单元相结合获得的结构,其中Z向调整单元为圆筒形直流直线电机结构,该Z向调整单元固定安装在具体实施方式四十所述的磁悬浮支撑单元的内侧,二者Z向同轴。
本发明中的Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元还可以采用圆筒形直流直线电机结构,还可以采用磁阻型作动器结构、超磁致伸缩作动器结构活压电作动器等结构。
在磁悬浮隔振平台中,X向调整单元和向调整单元可以为一体式结构。
本发明中的静态承重单元与Z磁悬浮隔振平台还可以为方筒形结构。
本发明中的静态承重单元的工作原理为:静态承重单元的理想特性是当静态承重单元的动子在Z向的位置发生改变时,要求保持作用在动子上的作用力不变。因此本发明为了实现该目的,利用了动子与定子之间的磁场力排斥力与吸引力,最终使排斥力与吸引力之和沿Z向保持不变。
Claims (8)
1.一种磁悬浮隔振平台,它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;
静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对应的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器;
该磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台(1)和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座(10)和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台(1)悬浮于支撑座(10)的上方;
其特征在于,第一励磁部件为环形的永磁体(4),承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重支撑柱(5)构成,所述第一励磁部件的永磁体(4)套接在第一励磁部件永磁体固定板(3)的外侧,承重支撑柱(5)的一端固定在承重平台(1)底面的中心位置,该承重支撑柱(5)的另一端与第一励磁部件永磁体固定板(3)上表面的中心固定连接,所述承重平台(1)与第一励磁部件永磁体固定板(3)平行设置;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体(8)和第二励磁部件下永磁体(9),支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板(6)和连接件(7),所述连接件(7)为圆筒形,所述第二励磁部件上永磁体(8)和第二励磁部件下永磁体(9)形状相同,均为环形,
所述第二励磁部件永磁体固定板(6)上永磁体固定板(6)为环形,所述固定板连接件(7)为筒形,第二励磁部件上永磁体固定板(6)和底座10分别连接固定在固定板连接件(7)的上、下端面;承重支撑柱(5)与所述固定板连接件(7)同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板(3)位于第二励磁部件上永磁体固定板(6)和底座之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板(6)和底座相互平行;第二励磁部件上永磁体(8)固定在第二励磁部件上永磁体固定板(6)的下表面,第二励磁部件下永磁体(9)固定在底座的上表面,并且所述第二励磁部件上永磁体(8)、第二励磁部件下永磁体(9)与第一励磁部件的永磁体(4)相对应;第二励磁部件上永磁体(8)与第一励磁部件的永磁体(4)之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体(9)与第一励磁部件的永磁体(4)之间为下气隙。
2.一种磁悬浮隔振平台,它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;
静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对应的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器;
该磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台(1)和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座(10)和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台(1)悬浮于支撑座(10)的上方;
其特征在于,第一励磁部件由多个扇形永磁体(4)组成,承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重支撑柱(5)构成,第一励磁部件永磁固定板(3)为带有多个扇形通孔的圆盘,所述多个扇形通孔以所述圆盘的中心为中心沿圆周方向均匀分布,所述第一励磁部件的多个扇形永磁体(4)分别嵌入在所述扇形通孔内、且与第一励磁部件永磁固定板(3)固定连接,承重支撑柱(5)的一端固定在承重平台(1)底面的中心位置,该承重支撑柱(5)的另一端与第一励磁部件永磁体固定板(3)上表面的中心固定连接,所述承重平台(1)与第一励磁部件永磁体固定板(3)平行设置;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体(8)和第二励磁部件下永磁体(9),支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板(6)和连接件(7),所述第二励磁部件上永磁体(8)和第二励磁部件下永磁体(9)形状相同,均为圆环形,
所述第二励磁部件上永磁体固定板(6)为圆环形,所述固定板连接件(7)为圆筒形,第二励磁部件永磁体固定板(6)上永磁体固定板(6)和支撑座(10)分别连接固定在固定板连接件(7)的上、下端面;承重支撑柱(5)与所述固定板连接件(7)同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板(3)位于第二励磁部件永磁体固定板(6)上永磁体固定板(6)和底座之间,并且与第二励磁部件永磁体固定板(6)上永磁体固定板(6)和底座相互平行;第二励磁部件上永磁体(8)固定在第二励磁部件上永磁体固定板(6)的下表面,第二励磁部件下永磁体(9)固定在底座的上表面,第二励磁部件上永磁体(8)与第一励磁部件的永磁体(4)之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体(9)与第一励磁部件的永磁体(4)之间为下气隙。
3.一种磁悬浮隔振平台,它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;
静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对应的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器;
该磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台(1)和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座(10)和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台(1)悬浮于支撑座(10)的上方;
其特征在于,静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41),承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重支撑柱(5)构成,所述第一励磁部件下永磁体组(41)和第一励磁部件上永磁体组(21)对称嵌在第一励磁部件永磁体固定板(3)的上表面内和下表面内,所述第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41)的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组(41)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板(3)同心设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;承重支撑柱(5)的一端固定在承重平台1底面的中心位置,该承重支撑柱(5)的另一端与第一励磁部件永磁体固定板(3)上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板(3)平行设置;N为大于等于3的正整数;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91),支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板(6)和固定板连接件(7),所述固定板连接件(7)为筒形,所述第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91)的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组(81)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与固定板连接件(7)同轴设置;第二励磁部件上永磁体固定板(6)和支撑座(10)分别连接固定在固定板连接件(7)的上、下端面;承重支撑柱(5)与所述固定板连接件(7)同轴设置,第一励磁部件永磁体固定板(3)位于第二励磁部件上永磁体固定板(6)和支撑座(10)之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板(6)和支撑座(10)相互平行;第二励磁部件上永磁体组(81)嵌入固定在第二励磁部件上永磁体固定板(6)的下表面内,并且与第一励磁部件上永磁体组(21)相对应,第一励磁部件上永磁体组(21)形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组(81)所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件下永磁体组(91)嵌入固定在底座的上表面内,并且与第一励磁部件下永磁体组(41)相对应,第一励磁部件下永磁体组(41)形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组(91)所形成的磁场相互排斥;第二励磁部件上永磁体组(81)与第一励磁部件上永磁体组(21)之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组(91)与第一励磁部件下永磁体组(41)之间为下气隙。
4.一种磁悬浮隔振平台,它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;
静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对应的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器;
该磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台(1)和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座(10)和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台(1)悬浮于支撑座(10)的上方;
其特征在于,静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41),承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重筒5构成,第一励磁部件永磁固定板(3)为环形,所述第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41)的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组(41)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板(3)同心设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;所述第一励磁部件下永磁体组(41)和第一励磁部件上永磁体组(21)对称嵌在第一励磁部件永磁体固定板(3)的上表面内和下表面内,承重支撑筒(5)的一端固定在承重平台1的底面,该承重支撑筒(5)的另一端与第一励磁部件永磁体固定板(3)上表面固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板(3)平行设置;第一励磁部件上永磁体2的中心与第一励磁部件永磁体固定板(3)的中心连线垂直于第一励磁部件永磁体固定板(3)所在平面;N为大于等于3的正整数;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91),支撑架包括第二励磁部件上永磁体固定板(6)和连接件(7),所述连接件(7)为圆柱体,所述第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91)的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组(81)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与连接件(7)同轴设置;
连接件(7)位于承重支撑筒(5)内,且与该承重支撑筒(5)同轴;第二励磁部件上永磁体固定板(6)和支撑座(10)分别连接固定在连接件(7)的上、下端面;第一励磁部件永磁体固定板(3)位于第二励磁部件上永磁体固定板(6)和支撑座(10)之间,并且与第二励磁部件上永磁体固定板(6)和支撑座(10)相互平行;第二励磁部件上永磁体组(81)嵌入固定在第二励磁部件上永磁体固定板(6)的下表面内,并且与第一励磁部件上永磁体组(21)相对应,第一励磁部件上永磁体组(21)形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组(81)所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件下永磁体组(91)嵌入固定在底座的上表面内,并且与第一励磁部件下永磁体组(41)相对应,第一励磁部件下永磁体组(41)形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组(91)所形成的磁场相互排斥;第二励磁部件上永磁体组(81)与第一励磁部件上永磁体组(21)之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组(91)与第一励磁部件下永磁体组(41)之间为下气隙。
5.一种磁悬浮隔振平台,它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;
静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对应的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器;
该磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台(1)和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座(10)和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台(1)悬浮于支撑座(10)的上方;
其特征在于,静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41),承重支撑架由第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重筒5构成,第一励磁部件永磁固定板(3)为圆盘形,所述第一励磁部件下永磁体组(41)和第一励磁部件上永磁体组(21)的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组(41)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板(3)同轴设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;承重支撑筒(5)的一端固定在承重平台1的底面,该承重支撑筒(5)的另一端与第一励磁部件永磁体固定板(3)上表面固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件永磁体固定板(3)平行设置;第一励磁部件上永磁体组(21)嵌入固定在承重平台1的下表面内,第一励磁部件下永磁体组(41)嵌入固定在第一励磁部件永磁体固定板(3)的上表面内;N为大于等于3的正整数;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91),支撑架包括第二励磁部件永磁体固定板(6)和连接件(7),所述第二励磁部件上永磁体组8和第二励磁部件下永磁体组(91)的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组(81)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与连接件(7)同轴设置;
连接件(7)位于承重支撑筒(5)内,且与该承重支撑筒(5)同轴;第二励磁部件永磁体固定板(6)和支撑座(10)分别连接固定在连接件(7)的上、下端面;第二励磁部件永磁体固定板(6)位于第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重平台1之间,并且与和第一励磁部件永磁体固定板(3)相互平行;第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91)分别嵌入固定在第二励磁部件永磁体固定板(6)上表面内和下表面内,并且分别与第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41)相对应,第一励磁部件上永磁体组(21)形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组(81)所形成的磁场相互排斥,第一励磁部件下永磁体组(41)形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组(91)所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件上永磁体组(81)与第一励磁部件上永磁体组(21)之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组(91)与第一励磁部件下永磁体组(41)之间为下气隙。
6.一种磁悬浮隔振平台,它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成,n、i为大于等于3的自然数,j为大于等于2的自然数;静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间;每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器,所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元;每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器,所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元;每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器,所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元;
静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面,静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面,动基板与定基板所在平面相互平行,二者之间为气隙;
Z向传感器安装在对应的Z向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器,X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器;Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上,用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度,并将检测的信号发送给Y向单元控制器;
该磁悬浮隔振平台的静态承重单元包括静态承重单元动子和静态承重单元定子,所述静态承重单元动子包括第一励磁部件、承重平台(1)和承重支撑架,第一励磁部件通过承重支撑架固定在承重平台的下方,第一励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
所述静态承重单元定子包括第二励磁部件、支撑座(10)和支撑架,所述第二励磁部件通过支撑架固定在支撑座的上方,第二励磁部件中的永磁体沿垂直方向平行充磁;
第一励磁部件与第二励磁部件沿垂直方向上下对应,使得承重平台(1)悬浮于支撑座(10)的上方;
其特征在于,静态承重单元中,第一励磁部件包括第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41),承重支撑架由第一励磁部件下永磁体固定板(3)和承重支撑柱(5)构成,所述第一励磁部件永磁体固定板(3)为圆盘形;所述第一励磁部件下永磁体组(41)和第一励磁部件上永磁体组(21)的组成和结构均相同,其中所述第一励磁部件下永磁体组(41)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与第一励磁部件永磁体固定板(3)同轴设置,所述N个同心永磁体圆环中任意相邻的两个永磁体圆环的充磁方向分别为沿径向充磁和沿轴向充磁;所述第一励磁部件上永磁体组(21)嵌入固定在承重平台1的下表面内,第一励磁部件下永磁体组(41)嵌入固定在第一励磁部件下永磁体固定板(3)的上表面内,承重支撑柱(5)的一端固定在承重平台1底面的中心位置,该承重支撑柱(5)的另一端与第一励磁部件下永磁体固定板(3)上表面的中心固定连接,所述承重平台1与第一励磁部件下永磁体固定板(3)平行设置;N为大于等于3的正整数;
第二励磁部件包括第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91),支撑架包括第二励磁部件永磁体固定板(6)和连接件(7),所述连接件(7)为圆筒形结构,所述第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91)的组成和结构相同,其中所述第二励磁部件上永磁体组(81)由N个同心永磁体圆环组成,所述N个同心永磁体圆环与连接件(7)同轴设置;第二励磁部件永磁体固定板(6)和支撑座(10)分别连接固定在连接件(7)的上、下端面;承重支撑柱(5)与所述固定板连接件(7)同轴设置,第二励磁部件永磁体固定板(6)位于第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重平台1之间,并且与第一励磁部件永磁体固定板(3)和承重平台1相互平行;第二励磁部件上永磁体组(81)和第二励磁部件下永磁体组(91)对称嵌入固定在第二励磁部件永磁体固定板(6)的上表面内和下表面内,并且分别与第一励磁部件上永磁体组(21)和第一励磁部件下永磁体组(41)相对应,第一励磁部件上永磁体组(21)形成的磁场与第二励磁部件上永磁体组(81)所形成的磁场相互排斥,第一励磁部件下永磁体组(41)形成的磁场与第二励磁部件下永磁体组(91)所形成的磁场相互吸引;第二励磁部件上永磁体组(81)与第一励磁部件上永磁体组(21)之间为上气隙,第二励磁部件下永磁体组(91)与第一励磁部件下永磁体组(41)之间为下气隙。
7.根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的一种磁悬浮隔振平台,其特征在于,所述Z向调整单元为双边次级平板形结构,其中初级位于双边次级之间,二者之间为两个气隙,两个气隙相互平行,气隙平面垂直于XY平面;初级主要包括初级绕组和初级基板,初级绕组嵌放在初级基板中,初级绕组有效边平行于XY平面;每边次级主要由次级永磁体和次级轭板构成,次级永磁体粘贴固定在次级轭板上,双边次级永磁体形成串联磁路。
8.根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的一种磁悬浮隔振平台,其特征在于,该磁悬浮隔振平台的X向调整单元和Y向调整单元为双边次级平板形结构,初级位于双边次级之间,二者之间为两个气隙,初级包括初级绕组和初级基板,初级基板的材料为非导磁材料,构成初级绕组嵌放在初级基板中;每边次级包括次级永磁体和次级轭板,次级永磁体粘贴固定在次级轭板上,双边次级永磁体形成串联磁路。
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