CN109818478A - 一种对称式电磁驱动微力产生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对称式电磁驱动微力产生装置，包括固定设置的Z向微动平台，在所述Z向微动平台的动平台上、下表面上各设有一永磁体，每个所述永磁体上下对称布置，每个所述永磁体采用一个电磁场驱动，两个所述电磁场上下对称布置。本发明通过采用上下对称的两个电磁场分别与上下对称的两个永磁体相互作用产生驱动Z向微动平台的动平台的微力，可使Z向微动平台的动平台输出准确、稳定的微力，从而实现高精度的微力输出。并且本发明结构稳定，性能可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种微力产生装置，特别是一种对称式电磁驱动微力产生装置。
背景技术
随着纳米科学技术的发展，科学研究领域不仅在长度上进入纳米尺度，而且在力的测量方面亦进入微/纳牛顿量级。例如作为探索纳米尺度下材料和器件的机械与物理特性的重要工具—原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)，无论在其工作原理方面还是在工程应用中均涉及微小力的测量问题。工程实践表明：AFM在进行微力测量时存在很大的不确定性，机械结构的寄生误差降低了测量的准确性，无法保证装置的整体静动态指标，从而降低了测试信号的可信度，因此亟需一种准确、稳定的微力产生装置来解决工程问题。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种准确、稳定的对称式电磁驱动微力产生装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种对称式电磁驱动微力产生装置，包括固定设置的Z向微动平台，在所述Z向微动平台的动平台上、下表面上各设有一永磁体，每个所述永磁体上下对称布置，每个所述永磁体采用一个电磁场驱动，两个所述电磁场上下对称布置。
在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：
每个所述电磁场是由一个螺旋线圈通电产生的。
每个所述螺旋线圈缠绕在一个绕线轮上，每个所述绕线轮固定在一个连接端板上，上下布置的两个所述连接端板通过中部支撑构件连接。
所述Z向微动平台由支撑套筒支撑，所述支撑套筒固定在位于下方的连接端板上，在所述支撑套筒和所述Z向微动平台之间设有调整垫片。
所述Z向微动平台采用微米级薄片结构，设有环状定平台，在所述环状定平台内形成有所述动平台，所述动平台通过二个对称布置的柔性铰链与所述定平台连接。
所述中部支撑构件是采用半圆形弧板构成的。
所述永磁体采用圆柱形结构。
本发明具有的优点和积极效果是：通过采用上下对称的两个电磁场分别与上下对称的两个永磁体相互作用产生驱动Z向微动平台的动平台的微力，可使Z向微动平台的动平台输出准确、稳定的微力，从而实现高精度的微力输出。并且本发明结构稳定，性能可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的分解结构示意图；
图3为本发明的Z向微动平台结构示意图。
图中：1、连接端板，2、绕线轮，3、Z向微动平台，3-1、定平台；3-2、柔性铰链；3-3、动平台；4、调整垫片，5、支撑套筒，6、中部支撑构件，7、永磁体。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图3，一种对称式电磁驱动微力产生装置，包括固定设置的Z向微动平台3，在所述Z向微动平台3的动平台上、下表面上各设有一永磁体7，每个所述永磁体7上下对称布置，每个所述永磁体7采用一个电磁场驱动，两个所述电磁场上下对称布置。
在本实施例中，每个所述电磁场是由一个螺旋线圈通电产生的。每个所述螺旋线圈缠绕在一个绕线轮2上，每个所述绕线轮2固定在一个连接端板1上，上下布置的两个所述连接端板1通过中部支撑构件6连接。所述Z向微动平台3由支撑套筒5支撑，所述支撑套筒5固定在位于下方的连接端板1上，在所述支撑套筒5和所述Z向微动平台3之间设有调整垫片2，用于调整电磁场与永磁铁的距离。所述Z向微动平台3采用微米级薄片结构，采用铜铍合金材料，采用刻蚀方法加工，设有环状定平台301，在所述环状定平台301内形成有所述动平台303，所述动平台303通过二个对称布置的柔性铰链302与所述定平台301连接。所述中部支撑构件6是采用半圆形弧板构成的，结构简单，稳定，操作口面积大。所述永磁体7采用圆柱形结构。上述永磁体7、Z向微动平台3和螺旋线圈的中心线重合。
本发明的工作原理：
当通入直流电时，在螺旋线圈的端部会产出电磁场，电磁场与永磁体相互作用，在动平台上产生垂向力，上下对称布置的两个力的产生结构可使动平台输出一个稳定、准确、可靠的微力，从而实现了高精度、高稳定性的电磁微力的输出。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，包括固定设置的Z向微动平台，在所述Z向微动平台的动平台上、下表面上各设有一永磁体，每个所述永磁体上下对称布置，每个所述永磁体采用一个电磁场驱动，两个所述电磁场上下对称布置。
2.根据权利要求1所述的对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，每个所述电磁场是由一个螺旋线圈通电产生的。
3.根据权利要求2所述的对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，每个所述螺旋线圈缠绕在一个绕线轮上，每个所述绕线轮固定在一个连接端板上，上下布置的两个所述连接端板通过中部支撑构件连接。
4.根据权利要求3所述的对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，所述Z向微动平台由支撑套筒支撑，所述支撑套筒固定在位于下方的连接端板上，在所述支撑套筒和所述Z向微动平台之间设有调整垫片。
5.根据权利要求1所述的对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，所述Z向微动平台采用微米级薄片结构，设有环状定平台，在所述环状定平台内形成有所述动平台，所述动平台通过二个对称布置的柔性铰链与所述定平台连接。
6.根据权利要求3所述的对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，所述中部支撑构件是采用半圆形弧板构成的。
7.根据权利要求1所述的对称式电磁驱动微力产生装置，其特征在于，所述永磁体采用圆柱形结构。
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| CN201910143796.9A CN109818478A (zh) | 2019-02-25 | 2019-02-25 | 一种对称式电磁驱动微力产生装置 |
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| CN201910143796.9A Pending CN109818478A (zh) | 2019-02-25 | 2019-02-25 | 一种对称式电磁驱动微力产生装置 |
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101310429A (zh) * | 2005-09-21 | 2008-11-19 | 里卡多Uk有限公司 | 线性致动器 |
| WO2010049234A1 (de) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Elektromagnet |
| US8143817B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-03-27 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Electromagnetic actuator driving method |
| US8579250B1 (en) * | 2010-06-16 | 2013-11-12 | Daniel Theobald | High precision energy efficient valve |
| CN104495743A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-08 | 天津大学 | 用于微纳加工与表面形貌测量的设备及其使用方法 |
| CN107640736A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-01-30 | 天津大学 | 一种电磁式高精度超微力的发生装置 |
| CN108827137A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-11-16 | 安徽理工大学 | 一种电磁控制的接触式变刚度微纳米测头 |
-
2019
- 2019-02-25 CN CN201910143796.9A patent/CN109818478A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101310429A (zh) * | 2005-09-21 | 2008-11-19 | 里卡多Uk有限公司 | 线性致动器 |
| US8143817B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-03-27 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Electromagnetic actuator driving method |
| WO2010049234A1 (de) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Elektromagnet |
| US8579250B1 (en) * | 2010-06-16 | 2013-11-12 | Daniel Theobald | High precision energy efficient valve |
| CN104495743A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-08 | 天津大学 | 用于微纳加工与表面形貌测量的设备及其使用方法 |
| CN107640736A (zh) * | 2017-08-10 | 2018-01-30 | 天津大学 | 一种电磁式高精度超微力的发生装置 |
| CN108827137A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-11-16 | 安徽理工大学 | 一种电磁控制的接触式变刚度微纳米测头 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 田延岭，包亚洲，王福军，蔡坤海，杨成娟，张大卫: "微定位平台", 《天津大学学报》 * |
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