CN117109856A - 一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可实现磁屏蔽的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，包括三维振动平台及其匹配的X轴向振动台、Y轴向振动台和Z轴向振动台，其特征是：各轴向振动台与所述三维振动平台通过各轴向磁悬浮解耦结构连接，所述X、Y轴向磁悬浮解耦结构包括一对同极相对的永磁体，两个永磁体分别固定于三维振动平台的一安装面内侧及与该面对应的振动台连接杆的一端，Z轴向磁悬浮解耦结构包括三个永磁体，两个永磁体分别固定于三维振动平台的上固定槽和下固定槽，另一个永磁体位于上固定槽与下固定槽之间的空心结构内，与上固定槽和下固定槽的两个永磁体分别同极相对，各振动台所对应三维振动平台的安装面安装磁屏蔽装置。本发明所述的三分量标准振动台结构紧凑，所占空间小，安装简便，运动部件质量轻，降低了对振动台承载和驱动能力的要求，设置的磁屏蔽装置可有效减少漏磁对振动台内部磁场的影响，提高三分量标准振动台的解耦精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种可实现磁屏蔽的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台。
背景技术
目前针对三维测振传感器的校准多采用单维振动校准系统对三测量轴依次进行，而这种方法耗时较长、数据处理复杂，同时考虑到该方法采用单轴向振动台对待校准传感器进行单轴向振动激励，无法计算得到反映三维测振传感器各维间相互耦合关系的灵敏度矩阵。因此，研制出可对三维测振传感器三轴向同时激振的三分量标准振动台，对测振传感器校准技术的发展及相应行业技术的进步都具有重要的理论和实际意义。
中国专利201110207297.5公开了一种基于锁扣式解耦装置的三分量标准振动台，该三分量标准振动台通过相互扣合的两个边框上气流通道形成的气膜实现三分量运动的解耦；中国专利201510018711.6公开了一种基于静压气浮解耦装置的三分量标准振动台，该三分量标准振动台通过X、Y轴向静压气浮板与三维振动平台之间形成的均匀静压气膜及Z轴向静压气浮板在气浮腔内形成的气膜实现三分量运动的解耦；中国专利201510019591.1公开了一种基于推挽式气浮解耦装置的三分量标准振动台，该三分量标准振动台通过X、Y轴向的气浮导轨及Z轴向气浮板在气浮腔内形成的气膜实现三分量运动的解耦。上述三种三分量标准振动台均通过气膜实现安装轴向的振动传递和非安装轴向运动的润滑导向，进而实现三分量运动解耦，缺点在于：运动解耦装置组成复杂，维护困难，气膜刚度不稳定，使得三维振动平台不能实时、准确地跟随各轴向振动台输出振动激励信号，影响三分量标准振动台输出振动信号精度。中国专利201510019692.9公开了一种基于簧片式解耦结构的三分量标准振动台，该三分量标准振动台通过交叉式簧片结构实现振动力的传递，同时避免了非传递向振动输出的干扰，缺点在于：柔性簧片结构厚度较小，承载能力小，用于运动解耦的两级簧片支撑单元很难保证足够的加工和装配精度，进而影响三分量标准振动台输出信号的精度，且自身固有频率低，所能适用的频率范围小。为克服上述四种三分量标准振动台的解耦装置支撑力不足、加工及装配难度大等缺陷，中国专利202210946148.9公开了一种基于磁悬浮解耦装置的三分量标准振动台，包括三维振动平台及其匹配的一对X轴向振动台、一对Y轴向振动台和一个Z轴向振动台，X、Y轴向各个振动台与所述三维振动平台通过一组同极相对的磁体组成的单式磁悬浮解耦装置连接，Z轴向振动台与所述三维振动平台通过两组同极相对的磁体组成的复式磁悬浮解耦装置连接。X、Y、Z轴向解耦装置通过磁体间产生的磁膜进行安装轴向振动传递及非安装轴向运动的润滑导向，进而实现三分量运动解耦。该三分量标准振动台的缺点在于：1、需使用连接壳和固定座将永磁体固定在三维振动平台上，连接壳和固定座的存在增加了整体结构的尺寸和复杂性，使其所占空间较大；2、连接壳和固定座同时增加了三维振动平台的质量，提高了对各轴向振动台承载能力和驱动能力的要求；3、各轴向磁悬浮解耦装置的漏磁会影响对应轴向振动台的内部磁场，进而影响各轴向振动台输入振动信号的精度。
发明内容
为克服现有基于磁悬浮解耦装置的三分量标准振动台结构尺寸大、对振动台驱动能力要求高及解耦装置漏磁等缺点，本发明提供一种结构紧凑且能够屏蔽解耦装置漏磁的拉拽悬浮三分量标准振动台。
本发明采用如下方案：一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，包括底座和设置于底座上的一对X轴向振动台，一对Y轴向振动台，一个Z轴向振动台，运动解耦组件及五个磁屏蔽装置，其特征是：X、Y、Z轴向的各振动台具有相同的结构；两个X轴向振动台和两个Y轴向振动台沿水平方向分别对称设置于运动解耦组件的两侧，Z轴向振动台沿竖直方向设置于运动解耦组件的下方，各振动台均与运动解耦组件连接；两个X轴向振动台对应运动解耦组件的安装面分别安装有X轴向磁屏蔽装置，两个Y轴向振动台对应运动解耦组件的安装面分别安装有Y轴向磁屏蔽装置，Z轴向振动台对应运动解耦组件的安装面安装有Z轴向磁屏蔽装置；各磁屏蔽装置具有相同的结构。
所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，其特征是：所述运动解耦组件包括三维振动平台及将X轴向振动台和Y轴向振动台分别与三维振动平台连接的水平磁悬浮解耦结构和将Z轴向振动台与三维振动平台连接的竖直磁悬浮解耦结构。以某一X轴向振动台为例，水平磁悬浮解耦结构由外永磁体、内永磁体与非导磁材料制成的连接杆组成。外永磁体前后两端面分别为N极面和S极面，外永磁体上开有贯穿N极面和S极面的圆孔；内永磁体前后两端面分别为N极面和S极面，N极面中心开有未贯穿至S极面圆孔；三维振动平台与各轴向振动台相对的安装面内侧有凹槽，凹槽所在的三维振动平台安装面开有贯穿的圆孔。外永磁体安装于三维振动平台X轴向的凹槽内，连接杆穿过三维振动平台安装面和外永磁体上的圆孔，一端与内永磁体的圆孔匹配，另一端与对应轴向振动台固定连接；三维振动平台安装面上的圆孔和外永磁体上的圆孔直径均大于连接杆的直径。外永磁体、内永磁体的N极面相对，二者之间的微小间隙形成具有一定刚度的磁膜，起到磁悬浮支撑的作用；与此同时，由于X轴向另一个振动台及与其连接的水平磁悬浮解耦结构的工作方式与该振动台相同，两个水平磁悬浮解耦结构共同作用实现沿X轴向支撑三维振动平台及传递X轴向振动。Y轴向振动台同样匹配水平磁悬浮解耦结构，其结构、作用方式和效果与X轴向振动台相同。
所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，其特征是：竖直磁悬浮解耦结构由上永磁体、中永磁体、下永磁体和连接杆组成。上永磁体的上下两端面分别为N极面和S极面；中永磁体的上下两端面分别为N极面和S极面，中永磁体的S极面开有未贯穿至N极面的圆孔；下永磁体的上下两端面分别为N极面和S极面，下永磁体开有贯穿N极面和S极面的圆孔；三维振动平台开有上固定槽和下固定槽，上固定槽位于三维振动平台上端，上固定槽的顶面封闭，下固定槽位于三维振动平台的底面，安装有Z轴向磁屏蔽装置。上永磁体被上固定槽和上固定槽两侧开口的磁屏蔽装置限位固定；下永磁体被磁屏蔽装置、下固定槽及其两侧开口对应的磁屏蔽装置限位固定；中永磁体位于上永磁体和下永磁体之间的空腔内，连接杆穿过下永磁体上的圆孔，一端与中永磁体的孔匹配，另一端与Z轴向振动台连接；下永磁体上圆孔的直径大于连接杆的直径；上永磁体的N极面与中永磁体的N极面相对，下永磁体的S极面与中永磁体的S极面相对，从而形成两个具有一定刚度的磁膜，起到磁悬浮支撑的作用。
所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，其特征是：所述各轴向磁悬浮解耦结构均位于三维振动平台内部，减少了磁悬浮解耦结构的永磁体产生的磁场对各轴向振动台内部磁场的影响。所述各轴向振动台对应三维振动平台的各安装面均安装磁屏蔽装置，用以进一步减少磁悬浮解耦结构对各轴向振动台内部磁场的影响；所述磁屏蔽装置由铜板、铁氧体、铝板和软橡胶制成的密封盖依次叠加配合构成，所述铜板、铝板和密封盖中心均开有让连接杆穿过的圆孔，圆孔直径大于连接杆直径；为了匹配永磁体的形状，从而更有效地屏蔽磁悬浮解耦结构永磁体产生的磁场，铜板和铝板横截面形状均为正方形，铜板和铝板相互配合的两个面均有轮廓为正方形的环形凹槽，所述铁氧体的横截面为等腰梯形，铁氧体分别与铜板环形凹槽和铝板环形凹槽配合安装；密封盖包括盖体和设置于盖体中部的轴套，盖体与铝板凹槽相对的面相匹配，轴套中心有贯穿的圆孔，圆孔周围设有弹性密封结构，圆孔的直径与连接杆直径相等，连接杆无缝隙穿设于轴套中。密封盖与铝板凹槽相对的面配合，铜板凹槽相对的面与对应三维振动平台的安装面配合；铜板、铝板、密封盖的圆角处及三维振动平台对应螺栓安装孔位置设置螺栓孔，通过螺栓将铜板、铁氧体、铝板和密封盖固定连接成磁屏蔽装置，磁屏蔽装置通过螺栓进一步安装于各轴向振动台对应三维振动平台的安装面，磁屏蔽装置与对应轴向振动台之间有足够的间隔距离，用以保证三维振动平台在最大行程范围内磁屏蔽装置与对应轴向振动台无接触。
本发明的工作过程为：X轴向振动台、Y轴向振动台和Z轴向振动台均处于静止状态，未输出振动时，由于安装时每对永磁体均为N极面相对，同极性面之间产生斥力，在X、Y轴向水平磁悬浮解耦结构的每对永磁体及Z轴向竖直磁悬浮解耦结构的每对永磁体之间均形成两层具有一定刚度的磁膜，对三维振动平台产生拉伸作用，用于实现在各轴向振动台输出振动时，将振动传递到三维振动平台。以X轴向振动台为例，当X轴向的一个振动台产生振动时，振动传递到与该振动台通过杆连接的水平磁悬浮解耦结构内永磁体的N极面，由于内永磁体的N极面与固定在三维振动平台凹槽的外永磁体的N极面相对，进而产生斥力，两个永磁体之间形成的磁膜将该轴向振动台的振动传递到三维振动平台。同时，X轴向另一个振动台产生与该振动台相同方向的同步振动，也通过相应的磁悬浮解耦结构的磁膜传递至三维振动平台，该轴向两个振动台共同作用实现对三维振动平台的一拉一拽作用，从而实现了将X轴向两个振动台的输出振动传递到三维振动平台，相同方式可实现将Y轴向两个振动台的输出振动传递到三维振动平台；与此同时，在Z轴向的竖直磁悬浮解耦结构及其形成的两层磁膜的一拉一拽作用下，可实现将Z轴向振动台的输出振动传递到三维振动平台。由于解耦结构中两个永磁体之间形成的磁膜对相应轴向振动传递性能好，并对另外两个轴向运动有润滑导向的作用，很好地符合了运动解耦的要求，可实现三维振动平台的三个运动轴向振动的解耦输出。此外，各轴向振动台相应三维振动平台的安装面均安装有磁屏蔽装置，有效地减少了磁悬浮解耦结构永磁体产生的磁场对相应轴向振动台内部磁场的影响，提高了三维振动平台输出信号的准确度，同时密封盖轴套中心的圆孔与连接杆无缝隙配合，保证了解耦结构的密封性，同时由于密封盖由软橡胶制成，密封盖轴套中心圆孔周围的弹性密封结构对另外两个轴向运动产生的阻力小，不影响各解耦结构的解耦效果。
本发明的优点在于：
1. X、Y、Z轴向的磁悬浮解耦结构的永磁体均位于三维振动平台内部，减少了磁悬浮解耦结构的漏磁对相应轴向振动台内部磁场的影响，同时在三维振动平台各安装面安装磁屏蔽装置，进一步减少了磁悬浮解耦结构的漏磁对相应轴向振动台内部磁场的影响，提高了各轴向振动台输出信号的精度，进而提高了三维振动平台输出信号的准确度。
2. 将永磁体固定安装于三维振动平台和连接杆过程中，X、Y、Z轴向的磁悬浮解耦结构均未使用额外的零部件，减小了三维振动平台和各轴向运动部件的质量，从而降低了对振动台承载能力和驱动能力的要求。
3. X、Y、Z轴向的磁悬浮解耦结构的永磁体均位于三维振动平台内部，而且没有额外零部件对其固定安装，减小了三分量标准振动台的整体结构尺寸，从而减小了整体结构所占空间和安装难度。
附图说明
图1为一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台结构图；
图2为图1绕Z轴旋转180°得到的等轴测图；
图3为运动解耦组件全剖视图；
图4为水平磁悬浮解耦结构全剖视图；
图5为水平磁悬浮解耦结构外永磁体结构图；
图6为水平磁悬浮解耦结构内永磁体结构图；
图7为三维振动平台结构图；
图8为连接杆结构图；
图9为竖直磁悬浮解耦结构全剖视图；
图10为竖直磁悬浮解耦结构上永磁体结构图；
图11为竖直磁悬浮解耦结构中永磁体结构图；
图12为竖直磁悬浮解耦结构下永磁体结构图；
图13为磁屏蔽装置全剖视图；
图14为铜板结构图；
图15为铝板结构图；
图16为密封盖结构图；
图17为铁氧体结构图。
图中，1-底座，2、3-X轴向振动台，4、5-Y轴向振动台，6-Z轴向振动台，7-运动解耦组件，71-三维振动平台，711-凹槽，712-上固定槽，713-下固定槽，72-水平磁悬浮解耦结构，721-外永磁体，722-内永磁体，723-连接杆，73-竖直磁悬浮解耦结构，731-上永磁体，732-中永磁体，733-下永磁体，8、9-X轴向磁屏蔽装置，81-铜板，811-铜板环形凹槽，82-铁氧体，83-铝板，831-铝板环形凹槽，84-密封盖，10、11-Y轴向磁屏蔽装置，12-Z轴向磁屏蔽装置。
具体实施方式
参照附图，进一步对本发明说明如下：
图1所示的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台包括底座1和设置于底座1上的X轴向振动台2、X轴向振动台3、Y轴向振动台4、Y轴向振动台5、Z轴向振动台6、运动解耦组件7、X轴向磁屏蔽装置8、Y轴向磁屏蔽装置10和Z轴向磁屏蔽装置12；由图1绕Z轴旋转180°后对应的图2所示，所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台还包括X轴向磁屏蔽装置9和Y轴向磁屏蔽装置11；X、Y、Z轴向的各振动台具有相同的结构。X轴向振动台2、3和Y轴向振动台4、5沿水平方向分别对称设置于运动解耦组件7的两侧，Z轴向振动台6沿竖直方向设置于运动解耦组件7的下方，各振动台均与运动解耦组件7连接；X轴向振动台2、3对应运动解耦组件7的安装面分别安装有X轴向磁屏蔽装置8、9，Y轴向振动台4、5对应运动解耦组件7的安装面分别安装有Y轴向磁屏蔽装置10、11，Z轴向振动台6对应运动解耦组件7的安装面安装有Z轴向磁屏蔽装置12；磁屏蔽装置8、9、10、11、12具有相同的结构。
进一步，图3为运动解耦组件7的全剖视图，所述运动解耦组件包括三维振动平台71及将X轴向振动台2、3和Y轴向振动台4、5分别与三维振动平台71连接的水平磁悬浮解耦结构72和将Z轴向振动台6与三维振动平台71连接的竖直磁悬浮解耦结构73。以X轴向振动台2为例，图4为与其连接的水平磁悬浮解耦结构72的全剖视图，水平磁悬浮解耦结构72由外永磁体721、内永磁体722与非导磁材料制成的连接杆723组成。图5所示的外永磁体721前后两端面分别为N极面和S极面，外永磁体721上开有贯穿N极面和S极面的圆孔；图6所示的内永磁体722前后两端面分别为N极面和S极面，N极面中心开有未贯穿至S极面圆孔；图7所示的三维振动平台71与各轴向振动台相对的安装面内侧有凹槽711，凹槽711所在的三维振动平台安装面开有贯穿的圆孔。如图4所示，外永磁体721安装于三维振动平台X轴向的凹槽711内，图8所示连接杆723穿过三维振动平台安装面和外永磁体721上的圆孔，一端与内永磁体722的圆孔匹配，另一端与X轴向振动台2固定连接；三维振动平台71安装面上的圆孔和外永磁体721上的圆孔直径均大于连接杆723的直径。外永磁体721、内永磁体722的N极面相对，二者之间的微小间隙形成具有一定刚度的磁膜，起到磁悬浮支撑的作用；与此同时，由于X轴向另一个振动台3及与其连接的水平磁悬浮解耦结构72的工作方式与振动台2相同，两个水平磁悬浮解耦结构共同作用实现沿X轴向支撑三维振动平台71及传递X轴向振动。Y轴向振动台4、5同样匹配水平磁悬浮解耦结构72，其结构、作用方式和效果与X轴向振动台2、3相同。
进一步，图9为竖直磁悬浮解耦结构73的全剖视图，竖直磁悬浮解耦结构73在水平磁悬浮解耦结构72的基础上有如下改变：竖直磁悬浮解耦结构73由上永磁体731、中永磁体732、下永磁体733和连接杆723组成。图10所示的上永磁体731的上下两端面分别为N极面和S极面；图11所示的中永磁体732的上下两端面分别为N极面和S极面，中永磁体732的S极面开有未贯穿至N极面的圆孔；图12所示的下永磁体733的上下两端面分别为N极面和S极面，下永磁体733开有贯穿N极面和S极面的圆孔；图7所示的三维振动平台71开有上固定槽712和下固定槽713，上固定槽712位于三维振动平台71上端，上固定槽712的顶面封闭，下固定槽713位于三维振动平台71的底面，安装有Z轴向磁屏蔽装置12。上永磁体731被上固定槽712和上固定槽712两侧开口的磁屏蔽装置10、11限位固定；下永磁体733被磁屏蔽装置12、下固定槽713及其两侧开口对应的磁屏蔽装置10、11限位固定；中永磁体732位于上永磁体731和下永磁体733之间的空腔内，如图9所示，连接杆723穿过下永磁体上的圆孔，一端与中永磁体732的孔匹配，另一端与Z轴向振动台6连接；下永磁体733上圆孔的直径大于连接杆723的直径；上永磁体731的N极面与中永磁体732的N极面相对，下永磁体733的S极面与中永磁体732的S极面相对，从而形成两个具有一定刚度的磁膜，起到磁悬浮支撑的作用。
进一步，各轴向磁悬浮解耦结构均位于三维振动平台71的内部，减少了解耦结构的漏磁对相应轴向振动台内部磁场的影响。为进一步减少磁悬浮解耦结构永磁体产生的磁场对相应轴向振动台内部磁场的影响，所述的磁屏蔽装置安装于各轴向振动台对应三维振动平台71的安装面。以磁屏蔽装置8为例，图13为磁屏蔽装置的全剖视图，所述磁屏蔽装置8由铜板81、铁氧体82、铝板83和软橡胶制成的密封盖84依次叠加配合构成，图14所示铜板81、图15所示铝板83和图16所示密封盖84中心均开有让连接杆723穿过的圆孔，圆孔直径大于连接杆直径；为了匹配永磁体的形状，从而更有效地屏蔽磁悬浮解耦结构永磁体产生的磁场，铜板81和铝板83横截面形状均为正方形，铜板81和铝板83相互配合的两个面均有轮廓为正方形的环形凹槽811和831，图17所示铁氧体82的横截面为等腰梯形，铁氧体82分别与铜板环形凹槽811和铝板环形凹槽831配合安装；密封盖84包括盖体841和设置于盖体中部的轴套842，盖体841与铝板83凹槽相对的面相匹配，轴套842中心有贯穿的圆孔，圆孔周围设有弹性密封结构，圆孔的直径与连接杆723直径相等，连接杆723无缝隙穿设于轴套842中。密封盖84与铝板83凹槽相对的面配合，铜板81凹槽相对的面与对应三维振动平台71的安装面配合；铜板81、铝板82、密封盖84的圆角处及三维振动平台71对应螺栓安装孔位置设置螺栓孔，通过螺栓将铜板81、铁氧体82、铝板83和密封盖84固定连接成磁屏蔽装置8，磁屏蔽装置8通过螺栓进一步安装于X轴向振动台2对应三维振动平台7的安装面，磁屏蔽装置8与X轴向振动台2之间有足够的间隔距离，用以保证三维振动平台71在最大行程范围内磁屏蔽装置8与X轴向振动台2无接触；磁屏蔽装置9、10、11和12以相同方式分别安装于相应三维振动平台71的安装面。
本发明的工作过程为：X轴向振动台2、3、Y轴向振动台4、5和Z轴向振动台6处于静止状态，未输出振动时，由于安装时每对永磁体均为N极面相对，同极性面之间产生斥力，在X、Y轴向水平磁悬浮解耦结构72的每对永磁体及Z轴向竖直磁悬浮解耦结构73的每对永磁体之间均形成两层具有一定刚度的磁膜，对三维振动平台71产生拉伸作用，用于实现在各轴向振动台输出振动时，将振动传递到三维振动平台71。以X轴向振动台2为例，当X轴向振动台2产生振动时，振动传递到与该振动台通过杆连接的水平磁悬浮解耦结构内永磁体722的N极面，由于内永磁体722的N极面与固定在三维振动平台凹槽711的外永磁体721的N极面相对，进而产生斥力，两个永磁体之间的磁膜将X轴向振动台2的振动传递到三维振动平台71。同时，X轴向另一个振动台3产生与振动台2相同方向的同步振动，也通过相应的磁悬浮解耦结构的磁膜传递至三维振动平台71，该轴向两个振动台共同作用实现对三维振动平台71的一拉一拽作用，从而实现了将X轴向振动台2、3的输出振动传递到三维振动平台71，相同方式可实现将Y轴向振动台4、5的输出振动传递到三维振动平台71；与此同时，在Z轴向的竖直磁悬浮解耦结构73及其形成的两层磁膜的一拉一拽作用下，可实现将Z轴向振动台6的输出振动传递到三维振动平台71。由于解耦结构中两个永磁体之间形成的磁膜对相应轴向振动传递性能好，并对另外两个轴向运动有润滑导向的作用，很好地符合了运动解耦的要求，可实现三维振动平台71的三个运动轴向振动的解耦输出。此外，各轴向振动台相应三维振动平台71的安装面均安装有磁屏蔽装置，有效地减少了磁悬浮解耦结构永磁体产生的磁场对相应轴向振动台内部磁场的影响，提高了三维振动平台输出信号的准确度，同时密封盖轴套中心的圆孔与连接杆为无缝隙配合，保证了解耦结构的密封性，同时由于密封盖由软橡胶制成，密封盖轴套中心圆孔周围的弹性结构对另外两个轴向运动产生的阻力小，不影响各解耦结构的解耦效果。
本发明的优点在于：
1. X、Y、Z轴向的磁悬浮解耦结构的永磁体均位于三维振动平台内部，减少了磁悬浮解耦结构的漏磁对相应轴向振动台内部磁场的影响，同时在三维振动平台各安装面安装磁屏蔽装置，进一步减少了磁悬浮解耦结构的漏磁对相应轴向振动台内部磁场的影响，提高了各轴向振动台输出信号的精度，进而提高了三维振动平台输出信号的准确度。
2. 将永磁体固定安装于三维振动平台和连接杆过程中，X、Y、Z轴向的磁悬浮解耦结构均未使用额外的零部件，减小了三维振动平台和各轴向运动部件的质量，从而降低了对振动台承载能力和驱动能力的要求。
3. X、Y、Z轴向的磁悬浮解耦结构的永磁体均位于三维振动平台内部，而且没有额外零部件对其固定安装，减小了三分量标准振动台的整体结构尺寸，从而减小了整体结构所占空间和安装难度。
说明书实施例所记载的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，包括底座和设置于底座上的一对X轴向振动台，一对Y轴向振动台，一个Z轴向振动台，运动解耦组件及五个磁屏蔽装置，其特征是：X、Y、Z轴向的各振动台具有相同的结构；两个X轴向振动台和两个Y轴向振动台沿水平方向分别对称设置于运动解耦组件的两侧，Z轴向振动台沿竖直方向设置于运动解耦组件的下方，各振动台均与运动解耦组件连接；两个X轴向振动台对应运动解耦组件的安装面分别安装有X轴向磁屏蔽装置，两个Y轴向振动台对应运动解耦组件的安装面分别安装有Y轴向磁屏蔽装置，Z轴向振动台对应运动解耦组件的安装面安装有Z轴向磁屏蔽装置；各磁屏蔽装置具有相同的结构。
2.根据权利要求1所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，其特征是：所述运动解耦组件包括三维振动平台及将X轴向振动台和Y轴向振动台分别与三维振动平台连接的水平磁悬浮解耦结构和将Z轴向振动台与三维振动平台连接的竖直磁悬浮解耦结构。以某一X轴向振动台为例，水平磁悬浮解耦结构由外永磁体、内永磁体与非导磁材料制成的连接杆组成。外永磁体前后两端面分别为N极面和S极面，外永磁体上开有贯穿N极面和S极面的圆孔；内永磁体前后两端面分别为N极面和S极面，N极面中心开有未贯穿至S极面圆孔；三维振动平台与各轴向振动台相对的安装面内侧有凹槽，凹槽所在的三维振动平台安装面开有贯穿的圆孔。外永磁体安装于三维振动平台X轴向的凹槽内，连接杆穿过三维振动平台安装面和外永磁体上的圆孔，一端与内永磁体的圆孔匹配，另一端与对应轴向振动台固定连接；三维振动平台安装面上的圆孔和外永磁体上的圆孔直径均大于连接杆的直径。外永磁体、内永磁体的N极面相对，二者之间的微小间隙形成具有一定刚度的磁膜，起到磁悬浮支撑的作用；与此同时，由于X轴向另一个振动台及与其连接的水平磁悬浮解耦结构的工作方式与该振动台相同，两个水平磁悬浮解耦结构共同作用实现沿X轴向支撑三维振动平台及传递X轴向振动。Y轴向振动台同样匹配水平磁悬浮解耦结构，其结构、作用方式和效果与X轴向振动台相同。
3.根据权利要求1和2所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，其特征是：竖直磁悬浮解耦结构由上永磁体、中永磁体、下永磁体和连接杆组成。上永磁体的上下两端面分别为N极面和S极面；中永磁体的上下两端面分别为N极面和S极面，中永磁体的S极面开有未贯穿至N极面的圆孔；下永磁体的上下两端面分别为N极面和S极面，下永磁体开有贯穿N极面和S极面的圆孔；三维振动平台开有上固定槽和下固定槽，上固定槽位于三维振动平台上端，上固定槽的顶面封闭，下固定槽位于三维振动平台的底面，安装有Z轴向磁屏蔽装置。上永磁体被上固定槽和上固定槽两侧开口的磁屏蔽装置限位固定；下永磁体被磁屏蔽装置、下固定槽及其两侧开口对应的磁屏蔽装置限位固定；中永磁体位于上永磁体和下永磁体之间的空腔内，连接杆穿过下永磁体上的圆孔，一端与中永磁体的孔匹配，另一端与Z轴向振动台连接；下永磁体上圆孔的直径大于连接杆的直径；上永磁体的N极面与中永磁体的N极面相对，下永磁体的S极面与中永磁体的S极面相对，从而形成两个具有一定刚度的磁膜，起到磁悬浮支撑的作用。
4.根据权利要求1所述的一种带有磁屏蔽装置的紧凑型拉拽悬浮三分量标准振动台，其特征是：所述各轴向磁悬浮解耦结构均位于三维振动平台内部，减少了磁悬浮解耦结构的永磁体产生的磁场对各轴向振动台内部磁场的影响。所述各轴向振动台对应三维振动平台的各安装面均安装磁屏蔽装置，用以进一步减少磁悬浮解耦结构对各轴向振动台内部磁场的影响；所述磁屏蔽装置由铜板、铁氧体、铝板和软橡胶制成的密封盖依次叠加配合构成，所述铜板、铝板和密封盖中心均开有让连接杆穿过的圆孔，圆孔直径大于连接杆直径；为了匹配永磁体的形状，从而更有效地屏蔽磁悬浮解耦结构永磁体产生的磁场，铜板和铝板横截面形状均为正方形，铜板和铝板相互配合的两个面均有轮廓为正方形的环形凹槽，所述铁氧体的横截面为等腰梯形，铁氧体分别与铜板环形凹槽和铝板环形凹槽配合安装；密封盖包括盖体和设置于盖体中部的轴套，盖体与铝板凹槽相对的面相匹配，轴套中心有贯穿的圆孔，圆孔周围设有弹性密封结构，圆孔的直径与连接杆直径相等，连接杆无缝隙穿设于轴套中。密封盖与铝板凹槽相对的面配合，铜板凹槽相对的面与对应三维振动平台的安装面配合；铜板、铝板、密封盖的圆角处及三维振动平台对应螺栓安装孔位置设置螺栓孔，通过螺栓将铜板、铁氧体、铝板和密封盖固定连接成磁屏蔽装置，磁屏蔽装置通过螺栓进一步安装于各轴向振动台对应三维振动平台的安装面，磁屏蔽装置与对应轴向振动台之间有足够的间隔距离，用以保证三维振动平台在最大行程范围内磁屏蔽装置与对应轴向振动台无接触。
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