CN115763031B - 一种Halbach阵列装码工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体公开了一种Halbach阵列装码工具。该装码工具用于对Halbach阵列的磁钢进行装码，包括：磁钢取用器、磁钢装填器以及磁钢移动器。磁钢取用器底部具有与磁钢相配合的取用槽；磁钢装填器上设置有相邻的装填槽与装填孔，装填槽与第一磁钢相配合，装填孔包括第一装填孔与第二装填孔，第一装填孔的横面尺寸与第二磁钢的横面尺寸相匹配，第二装填孔的横面尺寸为一个第一磁钢与两个第二磁钢的横面尺寸和；磁钢移动器相对的前侧与后侧分别设置有直角三角槽，且前侧具有与第一磁钢相配合的至少一个第一移动槽，后侧具有与第二磁钢相配合的至少一个第二移动槽；通过操作配合不同的装码工具来提高搭建Halbach阵列的工作效率和安全性。

Description

一种Halbach阵列装码工具

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，具体是一种Halbach阵列装码工具。

背景技术

随着集成电路技术的蓬勃发展，光刻线宽也在不断缩短，由7nm向5nm过渡，与之相对地，基于193nm准分子光源的深紫外浸入式光刻技术达到了瓶颈，已经无法满足需求。同时，采用13.5nm极紫外光的EUVL(Extreme Ultraviolet Lithography,极紫外光刻)技术日益成熟，已经成为光刻商业化的重要技术。

在集成电路的制造过程中，需要运动平台带动晶圆对准并进行曝光，由于极紫外光刻需要满足高真空和高洁净度的曝光条件，而传统的气浮运动平台存在漏气和结构复杂的缺点，会对真空环境的洁净度造成破坏，且精度受到极大限制。相比于气浮方式的运动平台，磁悬浮式运动平台具有易在真空中应用、结构简单和精度仅受传感器精度影响等优点，成为研究的热点。

根据多自由度磁悬浮工作台及相关领域，可以把磁悬浮运动平台分为动磁式和动圈式两类，无论是动磁式还是动圈式，都需要搭建一个磁钢平台作为动子或者定子。Halbach阵列能够在一侧汇聚磁力线，在另一侧削弱磁力线，形成两侧非对称的磁场，在减少漏磁的同时又能增大效率，依照Halbach阵列搭建的磁钢平台具有最大的负载能力。然而目前，并没有针对Halbach阵列搭建自动化的设备，采取手工搭建方式十分困难并且具有一定的危险性，如何提高搭建Halbach阵列的工作效率和安全性仍亟待解决。

发明内容

本发明公开了一种Halbach阵列装码工具，用于对Halbach阵列的磁钢进行装码，以提高搭建Halbach阵列的工作效率和安全性。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种Halbach阵列装码工具，用于对磁钢进行装码，所述磁钢包括第一磁钢以及第二磁钢，所述第一磁钢的尺寸大于所述第二磁钢，包括：磁钢取用器、磁钢装填器以及磁钢移动器；

所述磁钢取用器底部设有与所述磁钢相配合的取用槽，所述取用槽为半通槽，所述取用槽的槽底与部分或全部槽壁之间设有气隙槽；

所述磁钢装填器上设置有相邻的装填槽与装填孔，所述装填槽与所述第一磁钢相配合，所述装填孔包括第一装填孔与第二装填孔，所述第一装填孔连接所述装填槽与所述第二装填孔，所述第一装填孔的横面尺寸与所述第二磁钢的横面尺寸相匹配，所述第二装填孔的横面尺寸与一个所述第一磁钢以及两个所述第二磁钢的的横面尺寸和相匹配，且所述装填槽的相邻槽壁和所述装填孔的相邻孔壁之间设置有向外开设的所述气隙槽；

所述磁钢移动器的前侧壁与后侧壁上分别设置有横向的直角通槽，所述直角通槽自相应侧壁的上边缘和下边缘向内开设，所述前侧壁还设置有自上向下开设的第一移动槽，所述后侧壁还设置有自上向下开设的第二移动槽，所述第一移动槽的各相邻槽壁和所述第二移动槽的各相邻槽壁之间均设有向外开设的所述气隙槽。

可选地，所述磁钢取用器包括取用部与手柄部，所述取用槽设于所述取用部的底部，所述手柄部固定于所述取用部的顶部，且所述手柄部表面设置有螺旋线组成的防滑花纹。

可选地，所述磁钢移动器的左侧与右侧均设置有向内凹陷的凹槽，所述凹槽为上下贯穿的通槽。

可选地，还包括第一拆除器，用于拆除所述Halbach阵列基板上的所述磁钢；

所述第一拆除器呈直角梯台状，其远离斜面的一端设置有与所述第二磁钢相配合的第一备用槽，所述第一备用槽为半通槽，且所述第一备用槽的相邻槽壁之间设有开设向内的所述气隙槽。

可选地，还包括第二拆除器，用于拆除悬浮磁钢；

所述第二拆除器的底面设有与所述第一磁钢相配合的磁钢槽，所述磁钢槽的数量为若干个，若干个所述磁钢槽的分布与所述第一磁钢在所述Halbach阵列中的分布相对应，且至少一个所述磁钢槽为上下贯穿的通槽。

可选地，所述第二拆除器的顶面还设置有至少一个螺纹孔。

可选地，还包括磁钢定位器，所述磁钢定位器包括第一磁钢定位块、第二磁钢定位块以及间隙填充块；

所述第一磁钢定位块的尺寸与所述第一磁钢的尺寸一致，且所述第一磁钢定位块的各个表面上均设有凹槽；

所述第二磁钢定位块的尺寸与所述第二磁钢的尺寸一致，且所述第二磁钢定位块相对的上下表面上设有凹槽；

所述间隙填充块的底部呈竖向的长方体状，且尺寸与所述Halbach阵列中的相邻的所述第二磁钢之间的间隙空间的尺寸一致。

可选地，还包括修正装填器，所述修正装填器主体结构呈长方体状，所述主体结构上设有延伸向上的定位块；

所述定位块的宽度与所述第一磁钢的宽度一致，所述定位块的前、后侧面分别与所述主体结构的前、后侧面平行，且所述定位块的右端面与所述主体结构的右端面位于同一表面上；

所述主体结构上在所述定位块的前后两侧对称设置有紧邻所述定位块的第一装填孔以及第二装填孔，所述第一装填孔与所述第二装填孔的尺寸与所述第二磁钢的尺寸相匹配；

所述主体结构的左侧壁设置有第一定位槽，所述第一定位槽为上下贯通的矩形通槽，所述第一定位槽的前、后侧壁分别与所述定位块的前、后侧面位于同一平面上，且所述定位块与所述第一定位槽之间的距离为所述第二磁钢的宽度，所述第一定位槽与所述第一磁钢相配合；

所述第一装填孔、所述第二装填孔以及所述第一定位槽的相邻侧壁之间设置有开设向内的所述气隙槽。

可选地，还包括辅助装码组件，所述辅助装码组件包括铁棒、铁棒移除器以及辅助配件；

所述铁棒用于将浮起的所述第一磁钢压下；

所述铁棒移除器呈长方体板状，且左侧的相邻两侧壁之间呈圆弧状过渡，所述圆弧状过渡端长度较短的侧壁上设置有开设向内的移除槽，所述移除槽自所述过渡弧面的左端部向内开设，与所述铁棒相配合，且所述移除槽的相邻侧壁之间设置有开设向内的所述气隙槽，所述铁棒移除器的后侧面还设有一通槽，所述通槽呈T型；

所述辅助配件呈L型，在左侧的长臂顶端设有向上延伸的一凸起，所述凸起与所述短臂延伸方向一致，所述凸起尺寸与所述通槽尺寸相匹配。

可选地，还包括辅助定位块，所述辅助定位块包括固定相连的第一辅助定位块与第二辅助定位块，所述第一辅助块与所述第二辅助块均呈长方体状，所述第一辅助定位块位于所述第二辅助定位块的上端面上，且所述第一辅助定位块与所述第二辅助定位块的右端面位于同一平面上；

所述第二辅助定位块与所述第一辅助块相连处还设置有开设向前的第二定位槽，所述第二定位槽宽度与所述第一辅助定位块的宽度相同，长度大于所述第一磁钢与所述第二磁钢的宽度和，且所述第二定位槽的相邻侧壁之间以及长度相对较长的两个侧壁的中部均设置有所述气隙槽。

本发明的有益效果：

(1)各工具上对于磁钢进行相应操作的槽或孔均与磁钢或铁棒相配合，且相应工具的外形与Halbach阵列的磁钢阵列方式相配合，便于对磁钢进行Halbach阵列码放的相应操作，不同的装码工具之间相互配合，提高了搭建Halbach阵列的工作效率、安全性以及准确性；

(2)由于各工具上对于磁钢进行相应操作的槽或孔设有气隙槽，使得对于磁钢进行相应操作时，进入槽或孔的磁钢的棱角不会与槽或孔的棱部形成紧密接触，在采用各工具对磁钢进行相应操作时，既不会导致磁钢(尤其指磁钢的棱角)由于受力造成破损，又便于磁钢在各工具的槽或孔内进出；

(3)当磁钢移动器出现问题无法使用时，可用第一拆除器作为小型的磁钢移动器代替使用；

(4)由于第一拆除器上设置有斜坡，在拆除磁钢时斜坡与磁钢相配合，不会留下残留渣滓或者破坏磁钢涂层；

(5)磁钢取用器的手柄部及第二拆除器的螺孔的设置使操作者在操作时可以通过抓取手柄部以及配合安装在螺孔内的螺钉或螺栓，使操作者更易发力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的磁钢取用器的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的磁钢取用器的侧视图；

图3为本发明实施例提供的磁钢取用器的正视图；

图4为本发明实施例提供的磁钢取用器操作示意图；

图5为本发明实施例提供的磁钢取用器操作平面示意图；

图6为本发明实施例提供的磁钢装填器的立体结构示意图；

图7为本发明实施例提供的磁钢装填器的俯视图；

图8为本发明实施例提供的磁钢装填器操作示意图；

图9为本发明实施例提供的磁钢移动器的立体结构示意图；

图10为本发明实施例提供的磁钢移动器的俯视图；

图11为本发明实施例提供的磁钢移动器的侧视图；

图12为本发明实施例提供的磁钢移动器操作示意图；

图13为本发明实施例提供的第一拆除器的立体结构示意图；

图14为本发明实施例提供的第一拆除器的俯视图；

图15为本发明实施例提供的第一拆除器的正视图；

图16为本发明实施例提供的第二拆除器的立体结构示意图；

图17为本发明实施例提供的第二拆除器的正面俯视图；

图18为本发明实施例提供的第二拆除器的背面俯视图；

图19为本发明实施例提供的第二拆除器操作示意图；

图20为本发明实施例提供的第一磁钢定位块的立体结构示意图；

图21为本发明实施例提供的第一磁钢定位块的正视图；

图22为本发明实施例提供的第二磁钢定位块的立体结构示意图；

图23为本发明实施例提供的第二磁钢定位块的剖视图；

图24为本发明实施例提供的间隙填充块的立体结构示意图；

图25为本发明实施例提供的间隙填充块的俯视图；

图26为本发明实施例提供的间隙填充块的正视图；

图27为本发明实施例提供的间隙填充块操作示意图；

图28为本发明实施例提供的修正装填器的立体结构示意图；

图29为本发明实施例提供的修正装填器的俯视图；

图30为本发明实施例提供的修正装填器操作示意图；

图31为本发明实施例提供的辅助配件操作示意图；

图32为本发明实施例提供的铁棒移除器的立体结构示意图；

图33为本发明实施例提供的铁棒移除器的侧视图；

图34为本发明实施例提供的辅助配件的立体结构示意图；

图35为本发明实施例提供的辅助配件的侧视图；

图36为本发明实施例提供的第二辅助定位块的俯视图；

图37为本发明实施例提供的第二辅助定位块的侧视图；

图38为本发明实施例提供的第二辅助定位块的正视图。

附图标记：

10-Halbach阵列基板；20-气隙槽；1-磁钢取用器；11-手柄部；

110-防滑花纹；2-磁钢装填器；3-磁钢移动器；31-直角三角槽；4-第一拆除器；

5-第二拆除器；61-第一磁钢定位块；62-第二磁钢定位块；631-梯台部；

632-长方体部；71-定位块；72-主体结构；81-铁棒；82-铁棒移除器；

83-辅助配件；830-凸起；91-第一辅助定位块；92-第二辅助定位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

本申请提出了一种Halbach阵列装码工具，用于对Halbach阵列基板10的磁钢进行装码，其中磁钢根据尺寸的不同划分为第一磁钢以及第二磁钢，第一磁钢与第二磁钢皆为长方体状，且第一磁钢的尺寸大于第二磁钢的尺寸，如在本申请提供的实施例中，第一磁钢的尺寸为20*20*20，第二磁钢的尺寸为20*20*10，所述第一磁钢与所述第二磁钢的宽度相同。且在实际应用过程中，随着第一磁钢与第二磁钢尺寸的变化，装码工具的实际尺寸应随之变化，与第一磁钢以及第二磁钢的尺寸相匹配。装码工具包括磁钢取用器1、磁钢装填器2以及磁钢移动器3，磁钢在未被取用时经过筛选和分磁后通常被放置于基板上或吸附在一起，磁钢取用器1用于将第一磁钢或第二磁钢取下，以便于放置于Halbach阵列基板10上；磁钢装填器2用于将磁钢装填入Halbach阵列基板10；磁钢移动器3则用于将磁钢移动至指定位置。

具体地，如图1-图3所示，磁钢取用器1底部具有与磁钢尺寸相匹配的取用槽a，所述取用槽a为半封闭槽状，其底侧、以及左侧贯通，其上侧封闭。且取用槽a的槽底与部分或全部槽壁之间设有开设向内的气隙槽，气隙槽20具体设于在取用槽a远离磁钢取用器1底部的一侧组成内角的三个相邻表面上。气隙槽20的形状可选用半圆柱形，其母线应与取用槽a的棱线相切。在磁钢进出槽内时，由于气隙槽20的存在，压力减小，便于磁钢顺利地进入取用槽a内。此外，为了方便操作时对磁钢取用器1的抓取，可以将磁钢取用器1划分为取用部与手柄部11，手柄部11固定于取用部远离取用槽a的一端，取用部的底部设置取用槽a。手柄部11的形状可以设置为圆柱形。为了增大摩擦，还可以在手柄部11的表面上设置螺旋线组成的防滑花纹110。

在实际操作过程中，如图4与图5所示，操作者将磁钢取用器1套于需要取用的磁钢上，使磁钢进入取用槽a中，再向侧方偏转磁钢取用器1，在磁钢取用器1的作用下，磁钢与导磁面板之间出现间隙，吸引力减弱，进而可以轻松地取下所需磁钢。

举例说明，本申请提供的实施例中，磁钢取用器1主体部分长度为50mm，宽度为30mm；手柄部11长度为100mm，直径为25mm，表面设置有20条螺旋线组成的防滑花纹110；气隙槽20设置为直径1mm的半圆柱型气隙槽。

磁钢装填器2一般设计为长方体状，如图6-8所示，其表面设置有相邻的装填槽b1与装填孔，装填槽b1的尺寸与第一磁钢的尺寸相匹配，其结构为半封闭槽，顶侧贯通，其余侧封闭；而装填孔包括第一装填孔b2与第二装填孔b3，第一装填孔b2连接装填槽b1与第二装填孔b3。也就是说，自左向右，第二装填孔b3、第一装填孔b2以及装填槽b1依次排列，且第二装填孔b3、第一装填孔b2以及装填槽b1长度方向的中线重合。其中，第一装填孔b2的横面尺寸与第二磁钢的横面尺寸相匹配，用于与第二磁钢相配合；第二装填孔b3的横面尺寸大于第一磁钢的横面尺寸，约为一个第一磁钢与两个第二磁钢的横面尺寸之和。且为了便于磁钢的进入，装填槽b1与装填孔的两侧边缘皆设置有向外开设的气隙槽20。

举例说明，本申请提供的实施例中，磁钢装填器2主体部分为70*40*25的长方体；装填槽b1的尺寸为20*20*6.5，第一装填孔b2的尺寸为20*10*25，第二装填孔b3的尺寸为20*20*25；气隙槽20选择为直径2mm的半圆柱型气隙槽。

如图9-11所示，磁钢移动器3在前侧壁与后侧壁分别设置有横向的直角通槽，该直角通槽自相应侧壁的上边缘和下边缘向内开设。为了使磁钢与Halbach阵列的接触更加平缓，该直角通槽设置为直角三角槽31，直角三角槽31的两个直角面分别与磁钢移动器3的边缘面重合。直角三角槽31的斜面起过渡作用，其倾斜角度根据实际情况的不同而调整。此外，前侧壁还设置有自上向下开设的第一移动槽c1，，用于与第一磁钢配合，第一移动槽c1的相邻槽壁之间分别设置有开设向外的气隙槽20；后侧壁还设置有自上向下开设的第二移动槽c2，用于与第二磁钢配合，第二移动槽c2的相邻槽壁之间也分别设置有开设向外的气隙槽20。应当注意的是，第一移动槽c1与第二移动槽c2的数量应当相同，且皆为半封闭槽，第一移动槽的前侧与顶侧贯通，其余侧封闭；第二移动槽的后侧与顶侧贯通，其余侧封闭。且当设置多个移动槽时，第一移动槽c1之间的间隔应被设置为第二磁钢的宽度距离，第二移动槽c2之间的间隔应被设置为第一磁钢的宽度距离，且对应的第一移动槽c1与第二移动槽c2自前向后平面上的中线应在同一轴上。为了方便于抓取，在磁钢移动器3的左侧壁与右侧壁还设置有凹槽，凹槽可选择半球状凹陷c3，在对磁钢移动器3进行操作时，操作者可以通过抓取半球状凹陷c3操作磁钢移动器3。

在具体的使用过程中，如图12所示，将所需移动的磁钢放置于磁钢移动器3对应的凹槽中，如将第一磁钢放置于第一移动槽c1中，将第二磁钢放置于第二移动槽c2中。随后推动磁钢移动器3至指定位置，再缓缓推下磁钢并调整好磁钢的位置，完成移动。

举例说明，本申请提供的实施例中，磁钢移动器3的主体部分为100*100*10的长方体，长方体左右两侧面中心位置两个对称分布的直径20mm的半球形凹陷；其第一侧设有三个第一移动槽c1，第二侧设有三个第二移动槽c2，第一移动槽c1之间距离设置为10mm，第二移动槽c2之间距离设置为20mm；第一侧直角三角槽31的斜面角度设为30°，第二侧直角三角槽31的斜面角度设为45°；气隙槽20选择直径2mm的半圆柱形气隙槽。

除此之外，装码工具还包括第一拆除器4与第二拆除器5，用于拆除Halbach阵列上的磁钢。其中第一拆除器4一般用于拆除Halbach阵列基板10底面上的磁钢，第二拆除器5一般用于拆除悬浮磁钢。

具体地，如图13-15所示，第一拆除器4呈直角梯台状，其顶面与底面一般设置为水平面，左侧设置为斜坡面，前侧、后侧与右侧设置为竖直面。其斜坡d1的角度设置并不固定，但其角度应尽可能的小，便于将磁钢翘起。且第一拆除器4的顶面远离斜坡的右侧面设置有开设向内的第一备用槽d2，第一备用槽d2设置为半封闭槽，其顶侧与右侧贯通，其余侧封闭。在磁钢移动器无法使用时，可通过第一备用槽d2移动磁钢。同时，第一备用槽d2左侧面的相邻槽壁之间同样具有开设向内的气隙槽20，以便于磁钢的顺利进入。应当理解，当磁钢移动器3无法移动时，该第一拆除器4可作为小型的磁钢移动器3使用。

在实际应用中，操作者仅需利用斜坡d1将磁钢翘起，使磁钢与底面的吸引力减小，进而将磁钢轻易取下，保证在整个过程中不会留下残留渣滓或者破坏磁钢涂层。

举例说明，本申请提供的实施例中，第一拆除器4的形状为上底75mm，下底100mm，高度10mm，宽度20mm的直角梯台，另一端是与底面成15°角的斜坡d1；第一备用槽d2为20*10*7.5的矩形槽；气隙槽20选择直径为2mm的半圆柱型气隙槽。

第二拆除器5一般设置为长方体状，如图16-19所示，其长方体底面设置有与第一磁钢相配合的磁钢槽e1，磁钢槽的数量至少为一个，其分布与第一磁钢在Halbach阵列中的分布相对应，便于对悬浮磁钢的拆除，且至少一个磁钢槽为上下贯穿的贯通槽e2。贯通槽e2的位置可根据实际情况调整，一般选择靠近底面中心的磁钢槽e1作为贯通槽e2。Halbach阵列基板10。此外，还可以在第二拆除器5的顶面设置至少一个上下贯通的螺纹孔e3，该螺纹孔e3可与螺栓配合，在实际操作中，通过操作螺丝，更便于对第二拆除器5发力，进而进行操作。

举例说明，本申请提供的实施例中，第二拆除器5的主体部分为120*85*25的长方体，在其顶面打有4个8mm深，直径为6mm的螺纹孔e3，四个螺纹孔e3关于主体部分几何中心对称分布；在底面设有4*3个尺寸为20*20*12的磁钢槽e1，磁钢槽组与长度方向端面距离为2.5mm，与宽度方向端面距离为6.5mm，所述矩形槽之间间距10mm。

具体地，装码工具还包括磁钢定位器，如图20-27所示，包括第一磁钢定位块61、第二磁钢定位块62以及间隙填充块63，用于与磁钢装填器2配合，对磁钢进行装填。其中第一磁钢定位块61的尺寸与第一磁钢的尺寸一致，为了便于操作者抓取，其各个表面上设有凹槽，凹槽可选择半球状凹陷f1；第二磁钢定位块62的尺寸与第二磁钢的尺寸一致，其面积最大的两个相对表面上同样设有凹槽，凹槽可选择半球状凹陷f2；间隙填充块用于将Halbach阵列基板10的间隙填满，并将磁钢压实。其自上向下的顶端呈梯台状，设计为梯台部631；底端呈长方体状，设计为长方体部632，且中心设置有一圆柱通孔f3，圆柱通孔f3的中心轴与梯台631中心轴位于同一直线上，且间隙定位块的尺寸应与Halbach阵列中相邻的第二磁钢之间的间隙空间的尺寸一致。

在实际使用过程中，磁钢定位器可配合磁钢装填器2进行使用。如将磁钢装填器2放置在指定位置，将第二磁钢放于磁钢装填器2的装填槽b1内，并沿着装填槽b1缓缓将第二磁钢放置于Halbach阵列基板10的指定位置。调整好第二磁钢位置后，将磁钢装填器2从垂直方向取出，在新放置第二磁钢的相对位置再放置一个第二磁钢，在两个第二磁钢之间放置一个第一磁钢定位块61，调整好两个第二磁钢的位置后，从侧面拿出第一磁钢定位块61，并在两个小第二磁钢之间放置一个第一磁钢。

举例说明，本申请提供的实施例中，第一磁钢定位块61为20*20*25的长方体，其各个端面设置有直径为14mm。深度为2mm的球形凹陷f1；第二磁钢定位块62为30*20*10的长方体，其相对端面上设置有直径为14mm。深度为2mm的球形凹陷f2；间隙填充块的由上底7mm、下底10mm、高度6mm的梯台部631以及20*10*10的长方体部632组合而成，其中心设置有直径6.5mm的圆柱通孔f3。

此外，装码工具还包括修正装填器，如图28-29所示，修正装填器主体结构72呈长方体状，主体结构72上设有延伸向上的定位块71，用于在磁钢出现问题时重新进行装码。其中，定位块71设置于主体结构72较大表面积的上端面上，定位块71的宽度与第一磁钢宽度一致，其长度小于主体结构72的长度，且自左向右的方向上定位块71的侧边与主体结构72的侧边平行。且定位块71表面积最小的的右端面与主体结构72的右端面位于同一表面上，二者的宽面组成一“凸”字形。而在主体结构72上，在定位块71沿宽度方向的前后两侧还设置有紧邻所述定位块的第一装填孔g1以及第二装填孔g2，第一装填孔g1与第二装填孔g2的尺寸与第二磁钢的尺寸相匹配，且第一装填孔g1与第二装填孔g2的位置相对于定位块71对称，在第一装填孔g1与第二装填孔g2长度方向的相邻侧壁之间还设置有开设向内的气隙槽20，以便于第二磁钢的进入。主体结构72远离定位块71的左端面设置有第一定位槽g3，第一定位槽g3为贯通槽的形式，第一定位槽g3由左端面向右延伸，第一定位槽g3与定位块71之间的距离应设计为第二磁钢的宽度，第一定位槽g3的尺寸与第一磁钢的尺寸相匹配，且第一定位槽g3远离左端面的内侧两角处同样设置有气隙槽20。

在实际应用中，若Halbach阵列基板10的某一行出现错误，侧面的第二磁钢需要重装，如图30所示，则沿着空缺部分将修正装填器推到指定位置。应当注意的是，在实际使用中，应当将修正装填器上下倒置地使用。使定位块71的左端面和第二磁钢的端面贴合在一起，第一定位槽g3则与第一磁钢正好吻合，起定位作用，再通过定位块71前后两侧的第一装填孔g1与第二装填孔g2将第二磁钢放置到Halbach阵列基板10的底板上。

举例说明，本申请提供的实施例中，磁钢装填器的主体结构72为65*60*15的长方体；定位块71为45*20*8的长方体凸台；第一装填孔g1与第二装填孔g2设计为20*10*15的矩形孔；第一定位槽g3设计为20*10*15的矩形槽；气隙槽20则选择直径2mm的半圆柱型气隙槽。

为了辅助装码，本申请还提出了辅助装码组件，如图31-35所示，包括铁棒81、铁棒移除器82以及辅助配件83。铁棒81用于将翘起的第一磁钢压下或将磁钢吸附起来。铁棒移除器82用于翘起磁钢、移除铁棒81，为了使铁棒移除器82能更好地翘起磁钢，其主体形状呈长方体板状，左侧的相邻两侧壁之间呈圆弧状过渡，一般设计为右端为直角端h1，左端为圆弧端h2的结构。且圆弧端h2长度较短的侧壁上设置有一向内开设的移除槽h3，移除槽h3为贯通槽，与铁棒相配合。为了便于磁钢的进入，移除槽h3远离圆弧端h2的相邻侧壁之间设置有开设向内的气隙槽20。此外，铁棒移除器82的底面还设有一通槽h4，通槽h4呈T型。该通槽h4用于与辅助配件83配合，将铁棒81阻挡住，防止铁棒81继续吸引磁钢。

具体地，该辅助配件83呈L型，材料选择非导磁材料，在左侧的长臂顶端设有一“T”字形的向上凸起凸起830，其凸起方向与短臂延伸方向一致。其尺寸与铁棒移除器82的通槽h4尺寸相匹配，用于与该通槽h4间隙配合。在实际使用过程中，Halbach阵列搭建完成后，由于顶端的第一磁钢是突出的，需要用铁棒81将突出的磁钢压到导磁底板上，第一磁钢与导磁底板接触后会吸附在导磁底板上，待吸附牢固之后，再将铁棒81取下。利用铁棒移除器82的圆弧端h2将铁棒81翘起，再用力让铁棒81进入移除槽h3中，同时辅助配件83的“T”字形凸起830与铁棒移除器82的通槽h4间隙配合，其“L”型短端恰好阻挡住铁棒81，阻止铁棒81由于磁钢的吸引力而向下滑动，防止铁棒81脱离对阵列造成碰撞。

举例说明，本申请提供的实施例中，铁棒移除器82的主体为长度180mm，宽度45mm，厚度8mm，一端呈圆弧状，另一端为直角结构的船型结构；移除槽h3设计为20*15*8的矩形槽；在距离直角端55mm处设置通槽h4，通槽h4的第一部分的上端长度20mm，宽度8mm，第二部分的下端长度10mm，宽度6mm；气隙槽20则选择直径2mm的半圆柱型气隙槽。辅助配件83总长85mm，总宽度35mm，两截面宽度10mm，厚度8mm；其凸起830数据与通槽h4数据相匹配。

此外，装码工具还包括辅助定位块，如图36-38所示，该辅助定位块包括固定相连的第一辅助定位块91与第二辅助定位块92，第一辅助定位块91与第二辅助定位块92皆呈长方体状。且第一辅助定位块91位于第二辅助定位块92的上端面上，且第一辅助定位块91与第二辅助定位块92的右端面位于同一平面上，形成一“凸”字形端面。第二辅助定位块92与所述第一辅助块91相连处上还设置有开设向前的第二定位槽i1，第二定位槽i1设置为半封闭槽，其顶侧贯通，其余侧封闭。且该第二定位槽i1的一边与第一辅助定位块91的一边重合，另一边向左延伸。且第二定位槽i1的宽度与第一辅助定位块91的宽度相同，长度大于第一磁钢与第二磁钢的宽度和，其相邻侧壁之间以及长度相对较长的两个侧壁的中部均设置有气隙槽20，以便于磁钢的通过。

在具体使用过程中，将辅助定位块的侧面贴近已经装码好的阵列侧面，其“凸”字形端面紧顶前方第二磁钢，在第二定位槽i1处紧贴内壁放下一个第二磁钢，沿竖直方向缓缓撤出辅助定位器，重复的上述操作完成辅助磁钢的装码。

举例说明，本申请提供的实施例中，第一辅助定位块91为22*20*15的长方体；第二辅助定位块92为65*40*10的长方体；气隙槽20选择直径2mm的半圆柱型气隙槽。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种Halbach阵列装码工具，用于对磁钢进行装码，所述磁钢包括第一磁钢以及第二磁钢，所述第一磁钢的尺寸大于所述第二磁钢，其特征在于，包括：磁钢取用器、磁钢装填器以及磁钢移动器；

所述磁钢取用器底部设有与所述磁钢相配合的取用槽，所述取用槽为半通槽，所述取用槽的槽底与部分或全部槽壁之间设有气隙槽；

所述磁钢装填器上设置有相邻的装填槽与装填孔，所述装填槽与所述第一磁钢相配合，所述装填孔包括第一装填孔与第二装填孔，所述第一装填孔连接所述装填槽与所述第二装填孔，所述第一装填孔的横面尺寸与所述第二磁钢的横面尺寸相匹配，所述第二装填孔的横面尺寸与一个所述第一磁钢以及两个所述第二磁钢的横面尺寸和相匹配，且所述装填槽的相邻槽壁和所述装填孔的相邻孔壁之间设置有向外开设的所述气隙槽；

所述磁钢移动器的前侧壁与后侧壁上分别设置有横向的直角通槽，所述直角通槽自相应侧壁的上边缘和下边缘向内开设，所述前侧壁还设置有自上向下开设的第一移动槽，所述后侧壁还设置有自上向下开设的第二移动槽，所述第一移动槽的各相邻槽壁和所述第二移动槽的各相邻槽壁之间均设有向外开设的所述气隙槽。

2.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，所述磁钢取用器包括取用部与手柄部，所述取用槽设于所述取用部的底部，所述手柄部固定于所述取用部的顶部，且所述手柄部表面设置有螺旋线组成的防滑花纹。

3.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，所述磁钢移动器的左侧与右侧均设置有向内凹陷的凹槽，所述凹槽为上下贯穿的通槽。

4.根据权利要求1所述的装码工具，其特征在于，还包括第一拆除器，用于拆除Halbach阵列基板上的所述磁钢；

所述第一拆除器呈直角梯台状，其远离斜面的一端设置有与所述第二磁钢相配合的第一备用槽，所述第一备用槽为半通槽，且所述第一备用槽的相邻槽壁之间设有开设向内的所述气隙槽。

5.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，还包括第二拆除器，用于拆除悬浮磁钢；

所述第二拆除器的底面设有与所述第一磁钢相配合的磁钢槽，所述磁钢槽的数量为若干个，若干个所述磁钢槽的分布与所述第一磁钢在所述Halbach阵列中的分布相对应，且至少一个所述磁钢槽为上下贯穿的通槽。

6.根据权利要求5所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，所述第二拆除器的顶面还设置有至少一个螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，还包括磁钢定位器，所述磁钢定位器包括第一磁钢定位块、第二磁钢定位块以及间隙填充块；

所述第一磁钢定位块的尺寸与所述第一磁钢的尺寸一致，且所述第一磁钢定位块的各个表面上均设有凹槽；

所述第二磁钢定位块的尺寸与所述第二磁钢的尺寸一致，且所述第二磁钢定位块相对的上下表面上设有凹槽；

所述间隙填充块的底部呈竖向的长方体状，且尺寸与所述Halbach阵列中的相邻的所述第二磁钢之间的间隙空间的尺寸一致。

8.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，还包括修正装填器，所述修正装填器主体结构呈长方体状，所述主体结构上设有延伸向上的定位块；

所述定位块的宽度与所述第一磁钢的宽度一致，所述定位块的前、后侧面分别与所述主体结构的前、后侧面平行，且所述定位块的右端面与所述主体结构的右端面位于同一表面上；

所述主体结构上在所述定位块的前后两侧对称设置有紧邻所述定位块的第一装填孔以及第二装填孔，所述第一装填孔与所述第二装填孔的尺寸与所述第二磁钢的尺寸相匹配；

所述主体结构的左侧壁设置有第一定位槽，所述第一定位槽为上下贯通的矩形通槽，所述第一定位槽的前、后侧壁分别与所述定位块的前、后侧面位于同一平面上，且所述定位块与所述第一定位槽之间的距离为所述第二磁钢的宽度，所述第一定位槽与所述第一磁钢相配合；

所述第一装填孔、所述第二装填孔以及所述第一定位槽的相邻侧壁之间设置有开设向内的所述气隙槽。

9.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，还包括辅助装码组件，所述辅助装码组件包括铁棒、铁棒移除器以及辅助配件；

所述铁棒用于将浮起的所述第一磁钢压下；

所述铁棒移除器呈长方体板状，且左侧的相邻两侧壁之间呈圆弧状过渡，圆弧状过渡端长度较短的侧壁上设置有开设向内的移除槽，所述移除槽自过渡弧面的左端部向内开设，与所述铁棒相配合，且所述移除槽的相邻侧壁之间设置有开设向内的所述气隙槽，所述铁棒移除器的后侧面还设有一通槽，所述通槽呈T型；

所述辅助配件呈L型，在左侧的长臂顶端设有向上延伸的一凸起，所述凸起与短臂延伸方向一致，所述凸起尺寸与所述通槽尺寸相匹配。

10.根据权利要求1所述的Halbach阵列装码工具，其特征在于，还包括辅助定位块，所述辅助定位块包括固定相连的第一辅助定位块与第二辅助定位块，所述第一辅助定位块与所述第二辅助定位块均呈长方体状，所述第一辅助定位块位于所述第二辅助定位块的上端面上，且所述第一辅助定位块与所述第二辅助定位块的右端面位于同一平面上；

所述第二辅助定位块与所述第一辅助定位块相连处还设置有开设向前的第二定位槽，所述第二定位槽宽度与所述第一辅助定位块的宽度相同，长度大于所述第一磁钢与所述第二磁钢的宽度和，且所述第二定位槽的相邻侧壁之间以及长度相对较长的两个侧壁的中部均设置有所述气隙槽。

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