[發明專利]一種基于電磁力的精密調節方法

在審

• 申請號: 202110022826.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112859284A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 藍河;徐猛;李月;徐剛;王飛龍
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 孫海博

1.一種基于電磁力的精密調節方法，包括相對回轉軸(2)旋轉的被控裝置(1)，其特征在于：所述的被控裝置(1)上設有磁性材料，電磁組件向磁性材料作用電磁力，通過控制作用時的可控變量，對被控裝置(1)進行角位移調節。

2.根據權利要求1所述的基于電磁力的精密調節方法，其特征在于：所述的可控變量包括電磁組件與磁性材料之間的間隙d、回轉軸(2)與磁性材料之間的力臂R、電磁組件的電流大小I、電磁組件的通電時間t中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的基于電磁力的精密調節方法，其特征在于：所述的電磁組件包括電磁線圈(3)和電流控制器(4)，通過電流控制器(4)向電磁線圈(3)輸出毫秒級脈沖電流，通過電磁線圈(3)向被控裝置(1)作用電磁力，實現精密角位移調節。

4.根據權利要求1～3任一所述的基于電磁力的精密調節方法，其特征在于：所述的磁性材料為設在被控裝置(1)兩側的導磁材料(5)，通過電磁組件分別對兩側的導磁材料(5)作用電磁力，實現被控裝置(1)的順指針或逆時針位移。

5.根據權利要求1～3任一所述的基于電磁力的精密調節方法，其特征在于：所述的磁性材料為設在被控裝置(1)上的永磁體(6)，通過電磁組件改變電流的方向，電磁組件對永磁體(6)作用吸附或排斥的電磁力，實現被控裝置(1)的順指針或逆時針位移。

6.根據權利要求1或2所述的基于電磁力的精密調節方法，其特征在于：被控裝置(1)位移運動分為兩個階段；第一階段加速運動，電磁組件通電，電流為I，產生的電磁力為F_M，角加速度為a₁，通電時間為t，被控裝置(1)角位移量為δ₁；第二階段減速運動，停止給電磁組件通電，通過回轉軸(2)的摩擦力矩T_f將被控裝置(1)減速到零，角加速度為a_f，減速階段的角位移量為δ_f，總位移量為δ，具體計算方式如下，

ΔT＝F_M·R-T_f (2)

式中：F_M為電磁力；K_M為電磁力常系數，與電磁線圈結構相關；I為運動時通電電流；d為電磁組件與磁性材料之間的間隙；R為運動時磁性材料對應的力臂；ΔT為加速運動時的總扭矩；T_f為被控裝置的摩擦力矩；J為被控裝置的轉動慣量；a₁為加速運動時的加速度；a_f為減速運動時的加速度；δ₁為加速運動時的位移量；δ_f為減速運動時的位移量；δ：被控裝置加速運動和減速運動的總位移量；

通過控制作用時的可控變量，對被控裝置(1)進行角位移調節。

7.根據權利要求7所述的基于電磁力的精密調節方法，其特征在于：具體計算方式如下，

式中：K為運動時的系統常系數，與系統結構相關；

調節時，保證K不變，控制通電時間t，實現被控裝置的精密角位移調節。