[實用新型]一種角振動臺動圈

有效

• 申請號: 201420503254.0
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN204064330U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 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;H01F5/00
• 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

技術領域

本發明涉及角振動臺的運動組件，特別是一種角振動臺動圈。

技術背景

電磁式振動臺為振動計量校準裝置或振動試驗裝置提供振源，電磁式振動臺工作原理是基于通電導體在氣隙磁場中受到電磁力的安培定律，動圈導線纏繞在動圈基體上便構成振動臺的動圈部件，因此，動圈部件導線走線方式、導線有效長度、導線尺寸及形狀直接影響振動臺運動方式(直線運動或旋轉運動)及推力或力矩大小。

角振動(角位移、角速度、角加速度)傳感器廣泛應用于航空航天、汽車工業、儀器儀表和電子消費品等領域，根據檢定規程，需要對角振動傳感器進行校準。因此，對于校準角振動傳感器的角振動臺動圈有其特殊的要求：1）為了在工作頻帶范圍內，角振動臺臺面輸出失真度低的運動量(角位移、角速度、角加速度)，要求動圈部件的固有頻率高；2）為了實現高角加速度的目標，要求動圈有效導線段產生的力矩要大，其本身的轉動慣量要低；3）動圈一方面需要有足夠的剛度以實現高固有頻率，另一方面應避免通有交變電流的導線產生交變磁場在動圈基體上產生渦流，從而影響動圈輸出力矩，因此動圈基體材質應選用高剛度的非導電材料。

中國專利號200620122619.0披露了一種電動式角振動臺的線圈骨架結構，動圈骨架的端面上均勻分布一圈各自獨立的矩形骨架槽，骨架槽內埋植裹有絕緣層的驅動導線，導線與骨架槽之間灌裝絕緣膠，導線的端頭沿骨架槽伸出與振動臺的導線棒連接。

這種動圈結構的缺點在于：需要在線圈骨架上開設骨架槽，依靠骨架槽達到線圈繞線均勻的目的，從而導致動圈剛度低、一階固有頻率低；同時由于人工繞制均勻性差，所以使得動圈輸出力矩方向性差、均勻性差、電-機轉換效率低。

發明內容

為了克服現有的動圈結構需要開設骨架槽來定位導線，導致動圈剛度低、一階固有頻率低以及人工繞制帶來動圈輸出力矩方向性差、均勻性差、電-機轉換效率低等缺點，本發明提供了一種無需開設導線槽即可使線圈繞線均勻的角振動臺動圈。

一種角振動臺動圈，包括動圈基體和驅動線圈，其特征在于：驅動線圈覆蓋于動圈基體的外側面，驅動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段數量相同，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。

制作線圈繞組時，先制作能恰好包圍動圈基體外側面的平面銅板，再在平面銅板上用線切割或者雕刻的方式加工出線圈繞組的走線形狀和走線方式，然后將平面銅板線圈纏繞固定在動圈基體的外側面上，同時在線圈繞組的外側面和中間挖空區域纏繞玻璃布，并灌注環氧樹脂膠，一邊纏繞，一邊灌注，等環氧固化后，采用車削工藝加工使得當前層的線圈繞組與動圈基體形成新的光滑平整的圓柱動圈基體。制作下一層線圈繞組時，以新的動圈基體的外側面為參照制備平面銅板，新增加層的線圈繞組與第一層線圈繞組的纏繞方式相同，并保證每個線圈繞組的安培力發生部位置相互對齊重疊，制作其他層線圈繞組時，規律依次類推。

利用線切割或雕刻制作的線圈繞組，導線之間的間隙均勻，因此驅動線圈具有布線均勻的優點。

線圈繞組中的有效導線段和連接導線段的拐角處通過圓角過渡，避免線圈繞組加工和固定時應力集中和損傷。

進一步，動圈基體由環氧樹脂膠和玻璃布混合纏繞并加工制成，動圈基體成圓柱筒形，動圈基體的外側面開設有容納驅動線圈的環形容置槽，動圈基體的內表面開設有環形凹槽，導線柱預埋于動圈基體內，導線柱的頭端伸出到環形凹槽內，導線柱的末端與線圈繞組的端頭連接。

進一步，每個線圈繞組有且僅有兩個導線端頭，一個端頭作為進線端，另一個端頭作為出線端。

進一步，動圈基體設有允許線圈繞組的導線端頭穿過的過線孔，導線柱的末端伸到過線孔的附近，每個過線孔對應一個導線柱，導線柱沿基體部的圓周均勻分布。

本發明的有益效果在于：

1、動圈基體由玻璃布和環氧樹脂膠澆注而成，動圈的剛度好、轉動慣量小，同時避免渦流效應對動圈輸出力矩的影響。