[發(fā)明專(zhuān)利]可變結(jié)構(gòu)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910543943.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110265204B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏發(fā)南;鄭江宏;詹子恒;姚立綱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01F7/06
• 分類(lèi)號(hào): H01F7/06;H01F7/20
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 黃詩(shī)錦;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種可變結(jié)構(gòu)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)，包括三組相互正交的線圈組，三組相互正交的線圈組包括X軸線圈組、設(shè)置在X軸線圈組內(nèi)側(cè)的Z軸線圈組以及設(shè)置在Z軸線圈組內(nèi)側(cè)的Y軸線圈組，X軸線圈組包括兩個(gè)沿X軸方向相對(duì)設(shè)置的X軸線圈，兩個(gè)X軸線圈之間設(shè)有X軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；Z軸線圈組包括兩個(gè)沿Z軸方向相對(duì)設(shè)置的Z軸線圈，兩個(gè)Z軸線圈之間設(shè)有Z軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；Y軸線圈組包括兩個(gè)沿Y軸方向相對(duì)設(shè)置的Y軸線圈，兩個(gè)Y軸線圈之間設(shè)有Y軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，每組線圈組中兩個(gè)線圈的間距均可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)在亥姆赫茲結(jié)構(gòu)與麥克斯韋結(jié)構(gòu)之間的自動(dòng)切換，進(jìn)而完成勻強(qiáng)磁場(chǎng)和均勻梯度磁場(chǎng)的快速切換。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種可變結(jié)構(gòu)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有三維磁場(chǎng)發(fā)生裝置中，其線圈自身結(jié)構(gòu)和相互結(jié)構(gòu)都是固定的，不方便對(duì)每一維中線圈之間的間距進(jìn)行調(diào)整，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)在亥姆赫茲線圈結(jié)構(gòu)和麥克斯韋線圈結(jié)構(gòu)間的自動(dòng)切換，從而產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)或均勻梯度磁場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可變結(jié)構(gòu)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)，不僅結(jié)構(gòu)合理，而且可實(shí)現(xiàn)亥姆霍茲線圈結(jié)構(gòu)和麥克斯韋線圈之間的快速切換。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種可變結(jié)構(gòu)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)，包括底座和設(shè)置在底座上的三組相互正交的線圈組，每組線圈組均包括兩個(gè)共軸且相對(duì)設(shè)置的線圈，兩個(gè)線圈之間設(shè)有間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，三組相互正交的線圈組包括X軸線圈組、設(shè)置在X軸線圈組內(nèi)側(cè)的Z軸線圈組以及設(shè)置在Z軸線圈組內(nèi)側(cè)的Y軸線圈組，所述X軸線圈組包括兩個(gè)沿X軸方向相對(duì)設(shè)置的X軸線圈，兩個(gè)X軸線圈之間設(shè)有X軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述Z軸線圈組包括兩個(gè)沿Z軸方向相對(duì)設(shè)置的Z軸線圈，兩個(gè)Z軸線圈之間設(shè)有Z軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述Y軸線圈組包括兩個(gè)沿Y軸方向相對(duì)設(shè)置的Y軸線圈，兩個(gè)Y軸線圈之間設(shè)有Y軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，兩個(gè)X軸線圈分別安裝在兩個(gè)沿X軸方向設(shè)置的線圈支架A上，兩個(gè)線圈支架A的底部與底座沿X軸方向滑動(dòng)連接；所述X軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括沿X軸方向設(shè)置的并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)A驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的雙向絲桿A，所述雙向絲桿A兩端旋向相反的螺紋段分別與兩個(gè)線圈支架A螺紋連接。

進(jìn)一步的，所述底座上于X軸線圈組的兩側(cè)分別設(shè)有一支撐架；兩個(gè)Z軸線圈分別安裝在兩個(gè)沿Z軸方向設(shè)置的線圈支架B，兩個(gè)線圈支架B與其中一個(gè)支撐架沿Z軸方向滑動(dòng)連接；所述Z軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括沿Z軸方向設(shè)置在另一個(gè)支撐架上的并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)B驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的雙向絲桿B，所述雙向絲桿B兩端旋向相反的螺紋段分別與兩個(gè)線圈支架B螺紋連接。

進(jìn)一步的，兩個(gè)Y軸線圈分別安裝在兩個(gè)沿Y軸方向設(shè)置的線圈支架C上，兩個(gè)線圈支架C的底部與底座沿Y軸方向滑動(dòng)連接；所述Y軸間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括沿Y軸方向設(shè)置的并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)C驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的雙向絲桿C，所述雙向絲桿C兩端旋向相反的螺紋段分別與兩個(gè)線圈支架C螺紋連接。

進(jìn)一步的，所述底座上遠(yuǎn)離雙向絲桿B的支撐架上設(shè)有Z軸滑槽，所述線圈支架B于遠(yuǎn)離雙向絲桿B的一端設(shè)有用以與Z軸滑槽滑動(dòng)配合的Z軸滑動(dòng)凸部；所述底座上設(shè)有中部相垂直的X軸滑槽和Y軸滑槽，所述線圈支架A的底部固聯(lián)有用以與X軸滑槽滑動(dòng)配合的X軸滑塊，所述線圈支架C的底部固聯(lián)有用以與Y軸滑槽滑動(dòng)配合的Y軸滑塊。

進(jìn)一步的，所述Z軸滑槽與Z軸滑動(dòng)凸部的截面均為燕尾形狀。

進(jìn)一步的，所述雙向絲桿A的一端、雙向絲桿B的一端以及雙向絲桿C的一端均設(shè)有用以檢測(cè)兩個(gè)線圈之間的間距的距離傳感器。

進(jìn)一步的，所述X軸線圈、Y軸線圈以及Z軸線圈均為圓形狀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下效果：本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，每組線圈組中兩個(gè)線圈的間距均可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)三維磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)在亥姆赫茲結(jié)構(gòu)與麥克斯韋結(jié)構(gòu)之間的自動(dòng)切換，進(jìn)而完成勻強(qiáng)磁場(chǎng)和均勻梯度磁場(chǎng)的快速切換。