[發明專利]大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺

在審

• 申請號: 201911235455.0
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110939683A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張赫;寇寶泉;葛慶穩;周立山;牟俊任
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16F15/03
• 分類號: F16F15/03
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

1.一種大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，包括主動控制單元(100)、重力補償單元(200)、載荷平臺(300)及基座(400)，

主動控制單元(100)和重力補償單元(200)支撐在基座(400)與載荷平臺(300)之間，重力補償單元(200)處于中心位置，主動控制單元(100)為多個，均勻分散在重力補償單元(200)的外圍；

所述主動控制單元(100)包括主動控制動子分部(110)和主動控制定子分部(120)；

所述重力補償單元(200)包括重力補償動子分部(210)和重力補償定子分部(220)；

主動控制動子分部(110)和重力補償動子分部(210)與載荷平臺(300)的下表面連接，主動控制定子分部(120)與重力補償定子分部(220)與基座(400)的上表面連接；

重力補償動子分部(210)包括至少一個磁浮彈簧動子，磁浮彈簧動子的固定端連接于載荷平臺(300)的下表面；重力補償定子分部(220)包括至少一個磁浮彈簧定子，磁浮彈簧定子的底端連接于基座(400)的上表面；磁浮彈簧動子與磁浮彈簧定子一一對應構成磁浮彈簧；

每個主動控制動子分部(110)包括雙邊軛板，每邊軛板上設置永磁體；每個主動控制定子分部(120)包括冷卻板，冷卻板上設置驅動線圈；主動控制動子分部(110)與主動控制定子分部(120)相對應構成雙邊動磁式結構的洛倫茲平面電機；每個洛倫茲平面電機用于產生水平和豎直兩個方向的作用力，多個洛倫茲平面電機相配合帶動載荷平臺(300)實現六自由度運動。

2.根據權利要求1所述的大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，

所述磁浮彈簧包括垂向氣隙結構的圓筒型磁浮彈簧，磁浮彈簧動子處于磁浮彈簧定子的外圍；磁浮彈簧動子與磁浮彈簧定子相互作用用于產生豎直向上的被動懸浮力。

3.根據權利要求2所述的大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，磁浮彈簧定子為軸向充磁永磁環，所述磁浮彈簧動子為徑向充磁永磁環。

4.根據權利要求2所述的大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，

所述磁浮彈簧定子和磁浮彈簧動子的充磁方向還包括以下任一種：

一)磁浮彈簧定子為軸向充磁，所述磁浮彈簧動子包括三段，中間段為徑向充磁，上下兩段為軸向充磁，并且充磁方向相反；

二)磁浮彈簧定子為徑向充磁，磁浮彈簧動子為軸向充磁；

三)磁浮彈簧定子為徑向充磁，所述磁浮彈簧動子包括三段，中間段為軸向充磁，上下兩段為徑向充磁，并且充磁方向相反；

四)磁浮彈簧定子為軸向充磁，所述磁浮彈簧動子包括兩段，兩段均為軸向充磁，并且充磁方向相反；

五)磁浮彈簧定子包括三段，三段均為軸向充磁，并且中間段與上下兩段的充磁方向相反；磁浮彈簧動子包括兩段，兩段均為軸向充磁，并且充磁方向相反；

六)磁浮彈簧定子為徑向充磁；磁浮彈簧動子包括兩段，兩段均為徑向充磁，并且充磁方向相反；

七)磁浮彈簧定子包括三段，三段均為徑向充磁，并且中間段與上下兩段的充磁方向相反；磁浮彈簧動子包括兩段，兩段均為徑向充磁，并且充磁方向相反。

5.根據權利要求1所述的大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，

所述磁浮彈簧還包括水平氣隙結構的平板型永磁陣列式磁浮彈簧；所述磁浮彈簧定子包括上層定子永磁陣列和下層定子永磁陣列，磁浮彈簧動子包括中間層動子永磁陣列，中間層動子永磁陣列處于上層定子永磁陣列和下層定子永磁陣列之間；

每個所述永磁陣列包含P×P個呈二維陣列布置的永磁體，P為自然數；相鄰永磁體充磁方向相反；上層定子永磁陣列與動子永磁陣列相互吸引，下層定子永磁陣列與動子永磁陣列相互排斥，使磁浮彈簧動子受到豎直向上的被動懸浮力。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述磁浮彈簧在有效行程內的剛度趨近零。

7.根據權利要求6所述的大載荷低功耗磁懸浮隔振平臺，其特征在于，

所述洛倫茲平面電機包括三個，呈等邊三角形分布。