方向。控制信號如果采用標準正弦電信號，工作線圈8與線圈骨架6將在電磁驅動力的作用下沿軸向產生標準正弦振動，用于低頻振動校準。
[0049]電磁振動臺工作時，工作線圈8加載電流后會產生附加磁場，該磁場會影響永磁體I產生的主磁場的分布，該現象稱為電樞反應，電樞反應是影響電磁振動臺輸出標準振動的波形失真度的主要因素。本發明在中心磁軛2上設有補償線圈27，補償線圈27是采用絕緣銅漆包線在中心磁軛2外表面纏繞形成，截面也是口字形，厚度為1.5_，所通最大電流密度為4A/mm2，補償線圈27中所通的電流與工作線圈8中的電流方向相反、相位同步跟蹤、幅值成一確定比例，補償線圈27所產生的補償磁場會對工作線圈8產生的附加磁場進行同步跟蹤補償，可有效改善電樞反應對電磁振動臺輸出標準振動的波形失真度的影響。
[0050]下面結合圖6和圖8給出與氣隙相鄰的內磁軛表面的深溝槽的一個實施例。圖6是圖5的局部放大圖。深溝槽28設置在兩個內磁軛3與氣隙7相鄰的表面，圖中深溝槽28沿內磁軛3的高度方向加工，并沿氣隙7的長度方向周期性排列。本實施例中，深溝槽28的截面為矩形，其寬度為1mm，深入內磁軛3表面的深度為10mm，相鄰的兩個深溝槽28之間的距離為10mm。理論與仿真分析及實驗結果均表明，本發明中深溝槽形式的陣列式微結構可有效抑制電渦流的產生，顯著降低渦流損耗。
[0051]下面結合圖7給出與氣隙相鄰的內磁軛表面的深溝槽的另一個實施例。圖7也是圖5的局部放大圖。本實施例中，深溝槽28的截面為齒形，其齒根寬度為1_，齒尖深入和內磁軛3表面的深度為10mm，相鄰的兩個深溝槽28之間的距離為10mm。
[0052]下面結合圖9、圖10給出永磁體安裝框的一個實施例。本實施例中，永磁體安裝框9采用陶瓷材料制成，截面為口字形，其沿軸向的厚度與永磁體I相等，永磁體I以粘接方式裝配在永磁體安裝框9的內部，然后將永磁體安裝框9穿過下過渡板18上的矩形開口22通過螺釘固定在底板17的上表面，實現對永磁體I的安裝固定。實際實施過程中，也可以將永磁體安裝框9固定在其它的零部件上。裝配過程中先完成其它零件的裝配，然后將永磁體I與永磁體安裝框9構成的組件整體沿中心磁軛2和端磁軛5之間的空隙推入指定安裝位置，最后對永磁體安裝框9進行安裝固定。采用本發明的安裝方式可大大降低永磁體的裝配難度，解決了強永磁體零件裝配的難題。
[0053]下面結合圖11給出磁軛安裝框的一個實施例。要使線圈骨架6和工作線圈8套裝在中心磁軛2上且具有較長的行程，長尺寸中心磁軛2需以兩端支撐的方式進行安裝固定。本實施例中，磁軛安裝框10采用陶瓷材料制成，截面為口字形，兩個磁軛安裝框10套裝在中心磁軛2的兩端并通過螺釘與中心磁軛2剛性連接，兩個磁軛安裝框10穿過下過渡板18上的矩形開口 22、通過螺釘固定在底板17的上表面，從而將中心磁軛2以兩端支撐方式固定。
[0054]圖12給出了線圈骨架的一個實施例。本實施例中，線圈骨架6采用99氧化鋁陶瓷材料，截面為口字形，壁厚為5_，其中心的方形開口使線圈骨架6能夠可滑動地套裝在中心磁軛2上。工作線圈8均勻密繞在線圈骨架6上，線圈骨架6的兩端加工有小凸臺，用于防止工作線圈8脫落。實際實施過程中，線圈骨架6的壁上可以設置各種形式的減重孔，用于減輕線圈骨架6的重量，減小振動校準臺的動載荷。
【主權項】
1.一種磁場跟蹤補償的雙磁路兩端對稱勵磁矩形低頻振動校準臺，由基座(16)、電磁驅動結構(13)、靜壓氣浮導軌(14)和工作臺(15)構成，電磁驅動結構(13)和靜壓氣浮導軌(14)以軸線平行的方式安裝在基座(16)上，工作臺(15)安裝在靜壓氣浮導軌(14)中滑套(24)的上表面，其特征在于:所述基座(16)由底板(17)、下過渡板(18)、框架(19)、上蓋板(20)和導軌支撐件(21)自下而上層疊安裝構成，電磁驅動結構(13)安裝在下過渡板(18)的上表面、框架(19)的內部，下過渡板(18)的中間部位設有矩形開口(22)，矩形開口(22)的長度大于電磁驅動結構(13)中線圈骨架(6)的運動范圍，靜壓氣浮導軌(14)通過兩個導軌支撐件(21)以兩端支撐的方式安裝在框架(19)上；靜壓氣浮導軌(14)由導軌(23)、滑套(24)和滑套連接件(25)構成，滑套(24)可滑動地套裝在導軌(23)上且與導軌(23)通過靜壓氣浮作用相互潤滑與支撐，滑套(24)與電磁驅動結構(13)中的線圈骨架(6)通過滑套連接件(25)剛性連接，滑套連接件(25)穿過上蓋板(20)的兩條狹縫(26)，狹縫(26)的長度大于線圈骨架(6)的運動范圍；電磁驅動結構(13)由矩形截面的永磁體(1)、中心磁軛⑵、內磁軛(3)、外磁軛⑷、端磁軛(5)和口字形截面的線圈骨架(6)構成，整體成軸對稱結構，兩個外磁軛(4)的兩端分別與兩個端磁軛(5)剛性連接、構成口字形磁軛結構，中心磁軛(2)安裝在口字形磁軛結構的長軸線上，內磁軛(3)的長度小于外磁軛(4)的長度，兩個內磁軛(3)對稱安裝在兩個外磁軛(4)相對的兩個表面上、且與中心磁軛(2)通過兩條等寬度的氣隙(7)分隔開，兩個永磁體(I)對稱安裝在中心磁軛(2)的兩端和兩個端磁軛(5)之間、且同磁極相對布置，每個永磁體(I)的兩個端面分別與中心磁軛(2)、端磁軛(5)相應的端面緊密接觸，線圈骨架(6)可滑動地套裝在中心磁軛(2)上，線圈骨架(6)上繞有工作線圈(8)，工作線圈⑶中通以精密可控的驅動電流，與氣隙(7)相鄰的內磁軛(3)表面設有深溝槽(28)形式的陣列式微結構，深溝槽(28)沿氣隙(7)的長度方向周期性布置，中心磁軛(2)上繞有補償線圈(27)，補償線圈(27)中所通的電流與工作線圈(8)中的電流方向相反、相位同步跟蹤、幅值成一確定比例。
2.根據權利要求1所述的磁場跟蹤補償的雙磁路兩端對稱勵磁矩形低頻振動校準臺，其特征在于:所述永磁體(I)的安裝方式是采用兩個口字形截面、不導磁材料的永磁體安裝框(9)，將永磁體(I)粘接裝配在永磁體安裝框(9)內部，通過固定永磁體安裝框(9)將永磁體(I)固定；所述中心磁軛(2)的安裝方式是采用兩個口字形截面、不導磁材料的磁軛安裝框(10)，將兩個磁軛安裝框(10)套裝在中心磁軛(2)兩端且與中心磁軛(2)剛性連接，將磁軛安裝框(10)穿過下過渡板(18)上的矩形開口(22)固定在底板(17)的上表面，從而將中心磁軛(2)以兩端支撐的方式固定。
3.根據權利要求1或2所述的磁場跟蹤補償的雙磁路兩端對稱勵磁矩形低頻振動校準臺，其特征在于:所述永磁體(I)是采用多個小塊永磁體以粘接方式拼接構成。
【專利摘要】磁場跟蹤補償的雙磁路兩端對稱勵磁矩形低頻振動校準臺屬于振動計量技術領域；提出一種矩形開放磁場式磁路結構，兩永磁體對稱安裝在中心磁軛兩端且同磁極相對布置，通過磁軛構成兩個對稱閉合磁路，在氣隙中產生高均勻度的強磁場分布，與氣隙相鄰的磁軛表面設有深溝槽形式的陣列式微結構，可有效抑制渦流損耗，中心磁軛上設有補償線圈，形成補償磁場對電樞反應的影響進行同步跟蹤補償，與靜壓氣浮導向技術有機融合設計，同時獲得突出的電磁驅動力學性能和高運動導向精度；本發明可兼顧大行程、大推力、線性電磁驅動力特性和高運動導向精度，為低頻/超低頻振動校準提供一種高精度、大行程的高性能低頻振動校準臺技術方案。
【IPC分類】B06B1-04, G01M7-02
【公開號】CN104880290
【申請號】CN201510236284
【發明人】譚久彬, 何張強, 崔俊寧
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月8日