[發(fā)明專利]一種電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310012681.9
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103277409B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立毅;王明義;曹繼偉;劉家曦;張成明
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 北京英特普羅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11015
• 代理人: 齊永紅,常春

1.一種新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌，包括基座、固設(shè)在基座上的導(dǎo)軌、套設(shè)在導(dǎo)軌外側(cè)的懸浮平臺，設(shè)置于懸浮平臺上的多塊電磁鐵、以及設(shè)置在懸浮平臺上用于檢測懸浮平臺各方向運(yùn)動狀態(tài)的氣隙檢測位移傳感器組；所述懸浮平臺在電磁鐵的懸浮力、以及氣隙檢測位移傳感器組的反饋?zhàn)饔孟路€(wěn)定懸浮于導(dǎo)軌上；所述懸浮平臺上設(shè)置有構(gòu)成第一組電磁鐵對的第一電磁鐵和第二電磁鐵，構(gòu)成第二組電磁鐵對的第三電磁鐵和第四電磁鐵，構(gòu)成第三組電磁鐵對的第五電磁鐵和第六電磁鐵，構(gòu)成第四組電磁鐵對的第七電磁鐵和第八電磁鐵，構(gòu)成第五組電磁鐵對的第九電磁鐵和第十電磁鐵，構(gòu)成第六組電磁鐵對的第十一電磁鐵和第十二電磁鐵；各組所述電磁鐵對的勵(lì)磁均采用差動控制模式：每一個(gè)電磁鐵對中的一個(gè)電磁鐵以偏置電流I₀與控制電流i之和勵(lì)磁，而另一個(gè)電磁鐵則以偏置電流I₀與控制電流i之差勵(lì)磁；其特征在于：

所述懸浮平臺包括通過相應(yīng)的連接板連接的上支板、固裝在上支板左端的左側(cè)支板、固裝在上支板右端的右側(cè)支板、位于上支板的下方且固裝在左側(cè)支板自由端的左側(cè)下支板、以及位于上支板的下方且固裝在右側(cè)支板自由端的右側(cè)下支板，相鄰兩塊支板相互垂直；

所述第一、第三、第五和第七電磁鐵分別固裝在上支板下表面的四角，固裝在左側(cè)下支板上表面的第二和第八電磁鐵分別對應(yīng)地與第一和第三電磁鐵垂直對應(yīng)，固裝在右側(cè)下支板上表面的第四和第六電磁鐵分別對應(yīng)地與第三和第五電磁鐵垂直對應(yīng)；所述第九和第十一電磁鐵分別固裝在左側(cè)支板的右側(cè)表面上，且第九和第十一電磁鐵的連線經(jīng)過左側(cè)支板的中心且與上支板平行，固裝在右側(cè)支板的左側(cè)表面的第十和第十二電磁鐵分別對應(yīng)地與第九和第十一電磁鐵水平對應(yīng)；并且，

各所述電磁鐵的工作磁路所在的平面分別與懸浮平臺的運(yùn)行方向平行；第一電磁鐵、第二電磁鐵和第九電磁鐵的繞組電流方向相同，第三電磁鐵、第四電磁鐵和第十電磁鐵的繞組電流方向相同；第五電磁鐵、第六電磁鐵和第十二電磁鐵的繞組電流方向相同；第七電磁鐵、第八電磁鐵和第十一電磁鐵的繞組電流方向相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌，其特征在于：所述氣隙檢測位移傳感器組包括六個(gè)氣隙檢測位移傳感器，其中四個(gè)氣隙檢測位移傳感器分別固裝在所述上支板上表面的對應(yīng)第一、第三、第五和第七電磁鐵的位置，其余兩個(gè)氣隙檢測位移傳感器分別固裝在所述左側(cè)支板左側(cè)表面的對應(yīng)第九和第十一電磁鐵的位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌，其特征在于：各所述電磁鐵為U型電磁鐵，所述U型電磁鐵的鐵芯采用疊片式硅鋼片結(jié)構(gòu)，在銅繞組兩側(cè)緊貼有冷卻管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌，其特征在于：所述新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌還包括兩個(gè)懸浮平臺輔助支撐定子和兩個(gè)懸浮平臺輔助支撐動子，其中，懸浮平臺輔助支撐定子的上表面沿其長度方向設(shè)置有與懸浮平臺輔助支撐動子相匹配的滑槽；兩個(gè)所述懸浮平臺輔助支撐定子固裝在基座上且位于導(dǎo)軌的兩側(cè)，兩個(gè)懸浮平臺輔助支撐動子分別固裝在所述左側(cè)下支板下表面的左端，和所述右側(cè)下支板下表面的右端；并且，

當(dāng)各電磁鐵未給電時(shí)，兩個(gè)所述懸浮平臺輔助支撐動子分別相對應(yīng)地落入兩個(gè)所述懸浮平臺輔助支撐定子的滑槽內(nèi)，以支撐所述懸浮平臺；所述滑槽的深度還需滿足：當(dāng)懸浮平臺輔助支撐動子落入懸浮平臺輔助支撐定子的滑槽內(nèi)時(shí)，所述懸浮平臺與導(dǎo)軌的各面之間仍留有一定的氣隙量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌，其特征在于：所述新型電磁鐵分布的五自由度磁浮導(dǎo)軌還包括第一懸浮平臺輔助支撐定子、第二懸浮平臺輔助支撐定子、第一懸浮平臺輔助支撐動子和第二懸浮平臺輔助支撐動子，其中，第一懸浮平臺輔助支撐定子的上表面沿其長度方向設(shè)置有與第一懸浮平臺輔助支撐動子相匹配的滑槽；第二懸浮平臺輔助支撐定子的上表面為平面，第二懸浮平臺輔助支撐動子的下表面為平面；固裝在基座上的第一和第二懸浮平臺輔助支撐定子分別位于導(dǎo)軌的左右兩側(cè)，第一和第二懸浮平臺輔助支撐動子分別固裝在所述左側(cè)下支板下表面的左端，和所述右側(cè)下支板下表面的右端；并且，

當(dāng)各電磁鐵未給電時(shí)，第一和第二懸浮平臺輔助支撐動子分別相對應(yīng)地落在第一懸浮平臺輔助支撐定子的滑槽內(nèi)和第二懸浮平臺輔助支撐定子上；所述第一和第二懸浮平臺輔助支撐定子的上表面還需滿足：當(dāng)?shù)谝粦腋∑脚_輔助支撐動子落入第一懸浮平臺輔助支撐定子的滑槽內(nèi)，且第二懸浮平臺輔助支撐動子落在第二懸浮平臺輔助支撐定子的上表面時(shí)，所述懸浮平臺與導(dǎo)軌的各面之間仍留有一定的氣隙量。