[發明專利]一種電磁驅動式角振動臺

有效

• 申請號: 201410442973.0
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104180844B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 何聞;唐波;賈叔仕;周杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 黃芳

1.一種電磁驅動式角振動臺，包括外殼、工作臺面、帶動工作臺面旋轉的主軸、動圈組件、磁路組件、電粘彈性反饋控制組件、空氣軸承和角位移傳感器；

其特征在于：主軸與動圈組件固定連接，動圈組件包括與主軸連接的動圈基體和纏繞在動圈基體上的線圈，動圈基體與主軸固定連接；

磁路組件包括導磁環、中心磁極以及磁鋼，導磁環、中心磁極、磁鋼和氣隙形成閉合磁回路；中心磁極位于導磁環內，導磁環與中心磁極同軸，磁鋼位于導磁環與中心磁極之間，磁鋼吸附于中心磁極上；動圈組件位于磁鋼和導磁環之間，動圈組件與導磁環同軸；

磁路組件固定于磁路支撐件上，磁路支撐件固定于底座上，磁路支撐件上設有環形槽，動圈組件伸入環形槽內，動圈組件與環形槽的槽壁之間有間隙。

2.如權利要求1所述的電磁驅動式角振動臺，其特征在于：角振動臺的電粘彈性反饋組件包括角位移傳感器、反饋單元、信號發生器、減法器、PID控制器、功率放大器、角振動臺；角位移傳感器由讀數頭和圓光柵兩部分組成，圓光柵安裝在工作臺面上，讀數頭通過安裝架固定在空氣軸承的軸承座上；

角位移傳感器用于檢測動圈組件和工作臺面輸出的角位移信號，該角位移信號輸入到反饋單元，反饋單元將輸入的信號放大獲得第一輸出信號、并將輸入的信號先微分處理后再放大獲得第二輸出信號、再將第一輸出信號與第二輸出信號疊加獲得反饋單元輸出信號；反饋單元輸出信號與信號發生器輸出的標準信號經減法器求差，得到偏差信號，偏差信號經過PID調節器處理后輸出給功率放大器，驅動角振動臺運動。

3.如權利要求1或2所述的電磁驅動式角振動臺，其特征在于：空氣軸承包括軸承座和軸承本體，主軸套接于軸承本體內，軸承本體套接于軸承座內，軸承座與軸承本體固定，主軸底部設有與軸承本體配合的臺階；

軸承本體的外表面設有圓環形的進氣凹槽，軸承座上設有與進氣凹槽連通的進氣孔，軸承本體上設有將氣體導向軸承本體與主軸之間的徑向導氣孔，將氣體導向軸承本體與工作臺面之間的上軸向導氣孔和將氣體導向軸承本體與主軸的臺階之間的下軸向導氣孔，徑向導氣孔、上軸向導氣孔和下軸向導氣孔的出氣端分別設有節流孔，節流孔沿圓周方向均勻分布。

4.如權利要求3所述的電磁驅動式角振動臺，其特征在于：主軸中空形成排氣腔，主軸的上端設有將軸承本體與工作臺面之間的氣體引入排氣腔的第一排氣通道，軸承本體上設有將主軸與軸承本體之間的氣體向外排出的第二排氣通道，第二排氣通道的排氣口位于主軸的臺階之外，第二排氣通道均勻分布于軸承本體上，第二排氣通道與進氣凹槽相互隔離。

5.如權利要求4所述的電磁驅動式角振動臺，其特征在于：第一排氣通道包括設置于主軸上端面的圓周槽，將軸承本體與工作臺面之間的氣體排入圓周槽的毛細孔和將圓周槽內的氣體排入排氣腔的軸向孔；毛細孔有多個，毛細孔沿圓周槽均勻分布；軸向孔有多個，軸向孔沿圓周槽均勻分布；毛細孔沿主軸上端面的徑向開設，軸向孔沿主軸軸向開設；

第二排氣通道包括徑向排氣孔和軸向排氣孔，徑向排氣孔一端與軸承本體和主軸之間的氣膜連通，另一端與軸向排氣孔連通；軸向排氣孔的出氣口作為第二排氣通道的排氣口；

徑向排氣孔貫穿軸承本體，徑向排氣孔與進氣凹槽連通的一端設有堵頭。

6.如權利要求5所述的電磁驅動式角振動臺，其特征在于：外殼包括與底座固定的筒體和與空氣軸承的軸承座固定的減震塊；排氣腔和動圈組件與中心磁極、磁鋼之間的空間連通，第二排氣通道和減震塊與動圈組件之間的空間連通。

7.如權利要求6所述的電磁驅動式角振動臺，其特征在于：動圈組件的線圈覆蓋于動圈基體的外側面，線圈包括線圈繞組和絕緣層，線圈繞組和絕緣層間隔設置，線圈繞組至少具有一層，絕緣層由環氧樹脂膠和玻璃布制成，絕緣層完全覆蓋其內的線圈繞組；

每個線圈繞組包括第一線圈和第二線圈，第一線圈逆時針從內向外繞線，第二線圈順時針從外向內繞線，第一線圈和第二線圈處于同一層，第一線圈和第二線圈分別繞制多匝，每匝分別由有效導線段和連接導線段組成，通電的有效導線段在磁場內產生安培力，連接導線段在磁場外；

等間隔分布的有效導線段組成一個安培力發生部，安培力發生部的數量是線圈繞組個數的兩倍，各個安培力發生部包含的有效導線數量相同，線圈繞組的每匝導線之間填充有環氧樹脂膠，線圈繞組之間串聯或并聯連接。