[發明專利]一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺

有效

• 申請號: 201310450669.6
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103543613A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 朱煜;張鳴;徐登峰;劉召;成榮;楊開明;張利;秦慧超;趙彥坡;胡清平;田麗;葉偉楠;張金;尹文生;穆海華;胡金春
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京華卓精科科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/68
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺，該磁浮運動平臺含有基座（1）、定子、動子、載片臺（2）和測量系統，所述的動子含有halbach永磁體陣列（13）和磁鋼背板（4）；所述的定子是由多組線圈單元（9）排列而成的線圈陣列（14）；所述的測量系統包括激光干涉儀測量系統（12）和電渦流傳感器（11），其特征在于：在所述的動子和載片臺（2）之間的凹槽中設有一個三軸陀螺儀（5）、一個三軸加速度計（6）、電源模塊（7）和無線信號輸出模塊（19），并在所述的定子上設置一個無線信號接收模塊（20），所述的三軸陀螺儀（5）、三軸加速度計（6）、電源模塊（7）和無線信號輸出模塊（19）集成在一塊線路板（8）上；所述的三軸陀螺儀（5）分別測量動子繞X軸、Y軸和Z軸旋轉的角度；所述的三軸加速度計（6）分別測量動子沿X軸、Y軸和Z軸的線性加速度；所述的三軸陀螺儀（5）和三軸加速度計（6）的測量信號通過所述的無線信號輸出模塊（19）與設置在定子上的無線信號接收模塊（20）進行無線通信；所述的電渦流傳感器（11）成陣列布置在各線圈單元（9）之間的縫隙中，且使得電渦流傳感器（11）的測頭豎直向上放置；在定子的一個角的位置上設有三個激光三角傳感器（15），其中沿X方向設有兩個激光三角傳感器（15），沿Y方向設有一個激光三角傳感器（15），三個激光三角傳感器（15）與所述的電渦流傳感器（11）一起為所述的三軸陀螺儀（5）和三軸加速度計（6）做六自由度的標定。

2.如權利要求1所述的一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺，其特征在于：所述的線圈陣列（14）中的多組線圈單元分別沿X方向和Y方向排列，每組線圈單元至少包含三個方形線圈，相鄰兩組線圈單元正交排列。

3.如權利要求1所述的一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺，其特征在于：所述的線圈單元采用疊層正交繞制的線圈組（5a），或采用單層長方形線圈由下至上疊層正交排列且水平放置的線圈組(5b)，或采用長方形線圈水平放置的線圈組(5c)，或采用長方形線圈豎直放置的線圈組（5d），或采用疊層正交印刷PCB電路的線圈組(5e)；所述的每個線圈組的數量為3的倍數，每個線圈由通電導線和線圈骨架（10）組成。

4.如權利要求1所述的一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺，其特征在于：所述的電源模塊（7）采用無線充電電源模塊。

5.如權利要求1所述的一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺，其特征在于：所述的電源模塊（7）采用可更換電池。

6.如權利要求1所述的一種動鐵式無線纜的六自由度磁浮運動平臺，其特征在于：所述動子中的永磁體陣列由主永磁體和附永磁體組成，主永磁體與附永磁體以Halbach二維陣列形式粘接固定于磁鋼背板的表面上，相鄰的主永磁體與附永磁體的磁場方向相互垂直，在各永磁體之間形成封閉磁路。