專利名稱：低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種隔振平臺，屬于隔振技術領域。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發展，在某些技術領域，如航空航天，以及精密光學系統中，對一些關鍵零件的加工精度要求越來越高，因而需要精密和超精密加工技術。在精密和超精密加工中，設備本身的精度固然是至關重要的，但環境振動對加工精度和表面質量的影響也絕不容忽視。環境振動不僅會引起機床本體振動，更土要的是會在切削刀具與被加工工件間產生相對振動位移，并將直接反映到被加工零件的精度和表面質量上。因此，為這些精密設備設置性能優異的隔振裝置是十分必要的。目前，在國外超精密加工機床中，大多采用以空氣彈簧作為隔振元件的隔振系統，并有較好的隔振效果。這主要是因為空氣彈簧在具有較大承載能力的同時，具有較低的剛度。彈簧的低剛度可使隔振系統獲得較低的固有頻率，遠離環境干擾的頻率，得到較好的隔振效果。另一方面，通過在空氣彈簧的主氣室和輔助氣室之間設置合適的阻尼孔，獲得最佳阻尼，又可使隔振系統有較好的阻尼特性。雖然空氣彈簧作為隔振元件具有較好的隔振的效果，但是這屬于被動隔振，這類隔振系統的固有頻率一般在2Hz左右。這種隔振方法難以滿足超精密加工、超精密測量對隔振系統的要求。另外，空氣彈簧不能在真空環境下使用，限制了其應用范圍。
發明內容
為了解決現有隔振平臺存在固定頻率的缺點，本發明提出一種低功耗主動式磁懸浮隔振平臺。本發明所述低功耗主動式磁懸浮隔振平臺包括動基板、定基板、三個或四個隔振元件，所述三個或四個隔振元件位于動基板和定基板之間，所述三個或四個元件組成的三邊形或四邊形的中心與動基板的中心連線垂直于動基板所在平面，每個隔振元件的動子與動基板的下表面固定連接，每個隔振元件的定子與定基板的上表面固定連接，動基板與定基板所在平面相互平行。所述隔振元件由Z向承重單元與Z向調整單元構成，Z向承重單元包括動子部件和定子部件，動子部件包括動子基板、動子部件上永磁體、動子部件下永磁體、動子部件永磁體固定板和Z向支撐板，平板形的動子部件上永磁體粘貼固定在動子部件永磁體固定板上表面，平板形的動子部件下永磁體粘貼固定在動子部件永磁體固定板下表面，Z向支撐板一端與動子基板固定連接，所述Z向支撐板的另一端與動子基板固定連接；定子部件包括定子部件上永磁體固定板、定子部件上永磁體、定子部件下永磁體、定子部件下永磁體固定板和固定板連接板，平板形的定子部件上永磁體粘貼固定在定子部件上永磁體固定板上，平板形的定子部件下永磁體粘貼固定在定子部件下永磁體固定板上，定子部件上永磁體固定板與定子部件下永磁體固定板分別連接固定在固定板連接板的上下端面上，動子部件上 永磁體與定子部件上永磁體之間為上氣隙，動子部件下永磁體與定子部件下永磁體之間為下氣隙，動子部件永磁體與定子部件永磁體均為沿垂直方向平行充磁，動子部件上永磁體與動子部件下永磁體的充磁方向相同，定子部件上永磁體與定子部件下永磁體的充磁方向相反，動子部件上永磁體與定子部件上永磁體充磁方向相同，動子部件下永磁體與定子部件下永磁體充磁方向相反；Z向調整單元包括正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元，
正彈性系數調整單元包括定子永磁體和定子永磁體固定板、動子永磁體和動子永磁體固定板；定子永磁體固定在定子永磁體固定板的下表面，動子永磁體固定在動子永磁體固定板的上表面；定子永磁體和動子永磁體相對布置，二者之間為氣隙，定子永磁體和動子永磁體均為沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反，負彈性系數調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心和初級繞組，初級鐵心為E形鐵心，初級繞組纏繞在E形的初級鐵心中間的芯柱上；次級包括次級永磁體和次級軛板,次級永磁體包括3塊平板形永磁體，所述3塊平板形永磁體分別與初級鐵心的3個芯柱相對應，并粘貼固定在次級軛板的下表面上，位于中間位置的永磁體的極性與兩側永磁體的極性相反，負彈性系數調整單元的次級或初級與動子基板固定連接在一起，負彈性系數調整單元的初級或次級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件，正彈性系數調整單元的定子永磁體固定板與定基板連接在一起。上述結構中，負彈性系數調整單元的結構還可以采用下述結構負彈性系數調整單元包括初級和次級構成，初級和次級之間為氣隙，初級包括初級鐵心、初級繞組和初級永磁體，初級鐵心為E形鐵心，初級繞組纏繞在初級鐵心中間的芯柱上；初級永磁體包括3塊平板形永磁體，所述3塊平板形永磁體分別粘貼固定在初級鐵心的3個芯柱的端面上，位于中間芯柱端面上的永磁體的充磁方向與兩側的永磁體的充磁方向相反；次級為磁性金屬軛板。上述結構中，負彈性系數調整單元的結構還可以采用下述結構負彈性系數調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心、初級繞組和初級永磁體，初級鐵心由兩個r形鐵心構成，所述兩個r形鐵心以平板形的初級永磁體為鏡面對稱設置、并與所述初級永磁體固定連接，初級繞組由兩個線圈構成，兩個線圈分別纏繞在兩個r形鐵心的兩個豎直芯柱上；次級為磁性次級金屬軛板。本發明所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺中的隔振元件中還包括X向調整單元或Y向調整單元；X向調整單元或Y向調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心、初級繞組和初級永磁體，初級鐵心為E形鐵心，初級繞組纏繞在初級鐵心中間的芯柱上；初級永磁體為3塊平板形永磁體，該3塊平板形永磁體分別粘貼固定在初級鐵心的3個芯柱的端面上，位于中間芯柱端面上的平板形永磁體的充磁方向與兩側的平板形永磁體的充磁方向相反；次級為磁性次級金屬軛板；X向調整單元或Y向調整單元為動初級結構或者為動次級結構,X向調整單元或Y向調整單元的動子與Z向承重單元的動子固定連接在一起；X向調整單元或Y向調整單元的定子與Z向承重單元的定子固定連接在一起，X向調整單元或Y向調整單元的氣隙面與Z向承重單元的氣隙面正交。
本發明所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺中的隔振元件中還可以包括X向調整單元和Y向調整單元；X向調整單元和Y向調整單元的結構相同，X向調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級基板和初級繞組，初級繞組固定在初級基板上；次級為雙邊結構，次級包括次級永磁體和次級軛板，所述上、下次級永磁體分別粘貼固定在上、下次級軛板上,次級永磁體包括兩塊垂直充磁的永磁體和一塊平行充磁的永磁體，所述平行充磁的永磁體位于兩塊垂直充磁的永磁體的中間，所述兩塊垂直充磁的永磁體的充磁方向相反，上、下次級永磁體中相對的兩塊垂直充磁的永磁體的充磁方向相同，上次級永磁體中的平行充磁的永磁體的充磁方向由與其相鄰的向上充磁的永磁體指向向下充磁的永磁體，下次級永磁體中的平行充磁 的永磁體與上次級永磁體中的平行充磁的永磁體的充磁方向相反；Y向調整單元是X向調整單元沿水平方向旋轉90度獲得，Y向調整單元的動子、X向調整單元的動子均與Z向承重單元的動子固定連接；X向調整單元的定子、Y向調整單元的定子均與Z向承重單元的定子固定連接，X向調整單元的氣隙面、Y向調整單元的氣隙面均與Z向承重單元的氣隙面平行。本發明所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺還可以包括三個或四個電磁阻尼器，每個電磁阻尼器與一個隔振單元相對應，固定在動基板與定基板之間，電磁阻尼器包括初級和次級，電磁阻尼器初級安裝固定在定基板上，電磁阻尼器次級安裝固定在動基板上；或者，電磁阻尼器次級安裝固定在定基板上，電磁阻尼器初級安裝固定在動基板上。本發明所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的工作原理為當有Z方向的振動傳遞到隔振平臺的定基板上時，定基板的位置會發生變化，但是，由于作用到Z向承重單元的動子部件上磁場力上邊為吸引力、下邊為排斥力，兩個力的合力基本不隨動子部件位置的改變而變化，因此Z向承重單元有效地阻隔了振動從定基板向動基板的傳遞；當動基板上的載荷質量或作用力發生變化時，由于Z向調整單元是由正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元串聯在一起構成的，將二者的彈性系數值設計得相等，就可以保證隨著動基板上載荷發生變化，負彈性系數調整單元中電流能夠迅速做出調整，而且穩態電流基本為0，系統的功率損耗很低。本發明所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺采用主動隔振的方式實現隔振，通過利用永磁體與永磁體之間的不可控作用力以及電流與永磁體磁場之間的可控電磁力來實現對載荷的懸浮，從而實現對振動的隔離。本發明所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺中的各個單元的結構簡單、隔振效果好、控制容易、損耗低，并且適用于真空環境，還能夠實現大載荷磁懸浮隔振。
圖I是具體實施方式
一所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的結構示意圖。圖2是具體實施方式
二所述的一種隔振單元的結構示意圖。圖3是具體實施方式
二所述的隔振單元中的Z向調整單元的結構示意圖。圖4是具體實施方式
三所述的隔振單元中的Z向調整單元的結構示意圖。圖5是具體實施方式
四所述的隔振單元中的Z向調整單元的結構示意圖。圖6是具體實施方式
五所述的一種隔振單元的結構示意圖。
圖7是具體實施方式
六所述的一種隔振單元的結構示意圖。圖8是具體實施方式
七所述的一種帶有X向調整單元或Y向調整單元的隔振單元的結構示意圖。圖9是具體實施方式
八所述的一種帶有X向調整單元和Y向調整單元的隔振單元的結構示意圖。圖10是具體實施方式
九所述的一種帶有電磁阻尼器的隔振單元的結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、參見圖I所示，本實施方式所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺包括動基板、定基板、三個或四個隔振元件，所述三個或四個隔振元件位于動基板和定基板之間，所述三個或四個元件組成的三邊形或四邊形的中心與動基板的中心連線垂直于動基板所在平面，每個隔振元件的動子與動基板的下表面固定連接，每個隔振元件的定子與定基板的上表面固定連接，動基板與定基板所在平面相互平行。
具體實施方式
二、本實施方式是對具體實施方式
一所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺中的隔振元件的結構的進一步限定，本實施方式所述的隔振元件由Z向承重單元與Z向調整單元構成,參見圖2所示，Z向承重單元包括動子部件和定子部件，動子部件包括動子基板la、動子部件上永磁體lc、動子部件下永磁體le、動子部件永磁體固定板Id和Z向支撐板lb，平板形的動子部件上永磁體Ic粘貼固定在動子部件永磁體固定板Id上表面，平板形的動子部件下永磁體Ie粘貼固定在動子部件永磁體固定板Id下表面,Z向支撐板Ia —端與動子基板Ia固定連接，所述Z向支撐板Ib的另一端與動子基板Ia固定連接；定子部件包括定子部件上永磁體固定板2a、定子部件上永磁體2b、定子部件下永磁體2d、定子部件下永磁體固定板2e和固定板連接板2c，平板形的定子部件上永磁體2b粘貼固定在定子部件上永磁體固定板2a上,平板形的定子部件下永磁體2d粘貼固定在定子部件下永磁體固定板2e上，定子部件上永磁體固定板2a與定子部件下永磁體固定板2e分別連接固定在固定板連接板2c的上下端面上，動子部件上永磁體Ic與定子部件上永磁體2b之間為上氣隙，動子部件下永磁體Ie與定子部件下永磁體2d之間為下氣隙，動子部件永磁體與定子部件永磁體均為沿垂直方向平行充磁，動子部件上永磁體Ic與動子部件下永磁體Ie的充磁方向相同,定子部件上永磁體2b與定子部件下永磁體2d的充磁方向相反，動子部件上永磁體Ic與定子部件上永磁體2b充磁方向相同,動子部件下永磁體Ie與定子部件下永磁體2d充磁方向相反；Z向調整單元包括正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元，參見圖3所示。正彈性系數調整單元包括定子永磁體3b和定子永磁體固定板3a、動子永磁體3c和動子永磁體固定板3d ;定子永磁體3b固定在定子永磁體固定板3a的下表面,動子永磁體3c固定在動子永磁體固定板3d的上表面；定子永磁體3b和動子永磁體3c相對布置，二者之間為氣隙，定子永磁體3b和動子永磁體3c均為沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反，負彈性系數調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心4e和初級繞組4d，初級鐵心4e為E形鐵心，初級繞組4d纏繞在E形的初級鐵心4e中間的芯柱上；次級包括次級永磁體4c和次級軛板4b，次級永磁體4c包括3塊平板形永磁體，所述3塊平板形永磁體分別與初級鐵心4d的3個芯柱相對應，并粘貼固定在次級軛板4b的下表面上，位于中間位置的永磁體的極性與兩側永磁體的極性相反，負彈性系數調整單元的次級或初級與動子基板Ia固定連接在一起,負彈性系數調整單元的初級或次級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件，正彈性系數調整單元的定子永磁體固定板與定基板連接在一起。上述結構，當負彈性系數調整單元的次級與動子基板Ia固定連接在一起，負彈性系數調整單元的初級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件時，具體結構參見圖3所示。上述負彈性系數調整單元的初級也可以與動子基板Ia固定連接在一起，同時，負彈性系數調整單元的次級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件。
具體實施方式
三、本實施方式與具體實施方式
二所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，負彈性系數調整單元的結構不同，本實施方式所述的負彈性系數調整單元包括初級和次級構成，初級和次級之間為氣隙，初級包括初級鐵心4e、初級繞組4d和初級永磁體4f，初級鐵心為E形鐵心，初級繞組4d纏繞在初級鐵心4e中間的芯柱上；初級永磁體4f包括3塊平板形永磁體，所述3塊平板形永磁體分別粘貼固定在初級鐵心4e的3個芯柱的端面上，位于中間芯柱端面上的永磁體的充磁方向與兩側的永磁體的充磁方向相反；次級為磁性金屬軛板4g。上述結構，當負彈性系數調整單元的初級與動子基板Ia固定連接在一起，負彈性系數調整單元的次級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件時，正彈性系數調整單元的定子永磁體固定板與定基板連接在一起，具體結構參見圖4所示。
具體實施方式
四、本實施方式與具體實施方式
二所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，負彈性系數調整單元的結構不同，本實施方式所述的負彈性系數調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心4e、初級繞組4d和初級永磁體4f，初級鐵心4e由兩個r形鐵心構成，所述兩個r形鐵心以平板形的初級永磁體4f為鏡面對稱設置、并與所述初級永磁體4f固定連接，初級繞組4d由兩個線圈構成，兩個線圈分別纏繞在兩個r形鐵心的兩個豎直芯柱上；次級為磁性次級金屬軛板4g。上述結構，當負彈性系數調整單元的次級與動子基板Ia固定連接在一起，負彈性系數調整單元的初級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件時，具體結構參見圖5所示。
具體實施方式
五、本實施方式與具體實施方式
二至四任意一個實施方式所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，所述隔振元件中采用兩個Z向承重單元左右并聯連接，兩個Z向支撐板Ib均固定連接在一起。圖6所示是本實施方式所述的技術特征在具體實施方式
二所述的結構的基礎上形成的結構示意圖。
具體實施方式
六、本實施方式與具體實施方式
二至四任意一個實施方式所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，所述隔振元件中采用兩組Z向承重單元左右并聯連接組成，每組Z向承重單元由多個Z向承重單元沿垂直方向串聯連接組成，每個Z向承重單元的Z向支撐板Ib均與動子基板Ia固定連接。圖7所示是在具體實施方式
二所述的Z向承重單元的結構基礎之上獲得的本實施方式所述的隔振元件的結構示意圖。
具體實施方式
七、本實施方式與具體實施方式
二至四任意一個實施方式所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，隔振元件中還包括X向調整單元或Y向調整單元；X向調整單元或Y向調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心5b、初級繞組5a和初級永磁體5c,初級鐵心為E形鐵心,初級繞組5a纏繞在初級鐵心5b中間的芯柱上；初級永磁體為3塊平板形永磁體，該3塊平板形永磁體分別粘貼固定在初級鐵心5b的3個芯柱的端面上，位于中間芯柱端面上的平板形永磁體的充磁方向與兩側的平板形永磁體的充磁方向相反；次級為磁性次級金屬軛板5c ；X向調整單元或Y向調整單元為動初級結構或者為動次級結構,X向調整單元或Y向調整單元的動子與Z向承重單元的動子固定連接在一起；X向調整單元或Y向調整單元的定子與Z向承重單元的定子固定連接在一起，X向調整單元或Y向調整單元的氣隙面與Z向承重單元的氣隙面正交。圖8所示是本實施方式增加的X向調整單元或Y向調整單元與具體實施方式
一所述的隔振單元的結構相組合形成的結構。
具體實施方式
八、本實施方式與具體實施方式
二至四任意一個實施方式所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，隔振元件中還包括X向調整單元和Y向調整單元；X向調整單元和Y向調整單元的結構相同，X向調整單元包括初級和次級，初級和次級之間 為氣隙。初級包括初級基板6d和初級繞組6c，初級繞組6c固定在初級基板6d上；次級為雙邊結構，次級包括次級永磁體6b和次級軛板6a，所述上、下次級永磁體6b分別粘貼固定在上、下次級軛板上，次級永磁體6b包括兩塊垂直充磁的永磁體和一塊平行充磁的永磁體，所述平行充磁的永磁體位于兩塊垂直充磁的永磁體的中間，所述兩塊垂直充磁的永磁體的充磁方向相反，上、下次級永磁體中相對的兩塊垂直充磁的永磁體的充磁方向相同，上次級永磁體中的平行充磁的永磁體的充磁方向由與其相鄰的向上充磁的永磁體指向向下充磁的永磁體，下次級永磁體中的平行充磁的永磁體與上次級永磁體中的平行充磁的永磁體的充磁方向相反；Y向調整單元是X向調整單元沿水平方向旋轉90度獲得，Y向調整單元的動子、X向調整單元的動子均與Z向承重單元的動子固定連接；X向調整單元的定子、Y向調整單元的定子均與Z向承重單元的定子固定連接，X向調整單元的氣隙面、Y向調整單元的氣隙面均與Z向承重單元的氣隙面平行。圖9所示是本實施方式增加的X向調整單元和Y向調整單元與具體實施方式
一所述的隔振單元的結構相組合形成的結構。
具體實施方式
九、本實施方式與具體實施方式
二至八任意一個實施方式所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺的區別在于，本實施方式中還包括三個或四個電磁阻尼器，每個電磁阻尼器與一個隔振單元相對應，固定在動基板與定基板之間，電磁阻尼器包括初級和次級，電磁阻尼器初級安裝固定在定基板上，電磁阻尼器次級安裝固定在動基板上；或者，電磁阻尼器次級安裝固定在定基板上，電磁阻尼器初級安裝固定在動基板上。圖10所示是本實施方式所增加的技術特征電磁阻尼器與具體實施方式
二所述的隔振單元連接在一起的結構示意圖，該結構中，負彈性系數調整單元的初級或次級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿Z向連接在一起構成的中間運動部件，與定基板之 間還安裝有電磁阻尼器。本發明所述的隔振平臺的結構，不局限于上述各個實施方式所描述的具體結構，還可以是上述各實施方式所述的技術特征的合理組合。
權利要求
1.低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，它包括動基板、定基板、三個或四個隔振元件，所述三個或四個隔振元件位于動基板和定基板之間，所述三個或四個元件組成的三邊形或四邊形的中心與動基板的中心連線垂直于動基板所在平面，每個隔振元件的動子與動基板的下表面固定連接，每個隔振元件的定子與定基板的上表面固定連接，動基板與定基板所在平面相互平行。
2.根據權利要求I所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件由Z向承重單元與Z向調整單元構成， Z向承重單元包括動子部件和定子部件，動子部件包括動子基板(la)、動子部件上永磁體(lc)、動子部件下永磁體(Ie)、動子部件永磁體固定板(Id)和Z向支撐板(lb)，平板形的動子部件上永磁體(Ic)粘貼固定在動子部件永磁體固定板(Id)上表面，平板形的動子部件下永磁體(Ie)粘貼固定在動子部件永磁體固定板(Id)下表面，Z向支撐板(Ib)一端與動子基板(Ia)固定連接，所述Z向支撐板(Ib)的另一端與動子部件永磁體固定板(Id)固定連接； 定子部件包括定子部件上永磁體固定板(2a)、定子部件上永磁體(2b)、定子部件下永磁體(2d)、定子部件下永磁體固定板(2e)和固定板連接板(2c)，平板形的定子部件上永磁體(2b)粘貼固定在定子部件上永磁體固定板(2a)上,平板形的定子部件下永磁體(2d)粘貼固定在定子部件下永磁體固定板(2e)上,定子部件上永磁體固定板(2a)與定子部件下永磁體固定板(2e)分別連接固定在固定板連接板(2c)的上下端面上，動子部件上永磁體(Ic)與定子部件上永磁體(2b)之間為上氣隙，動子部件下永磁體(Ie)與定子部件下永磁體(2d)之間為下氣隙，動子部件永磁體與定子部件永磁體均為沿垂直方向平行充磁，動子部件上永磁體(Ic)與動子部件下永磁體(Ie)的充磁方向相同，定子部件上永磁體(2b)與定子部件下永磁體(2d)的充磁方向相反，動子部件上永磁體(Ic)與定子部件上永磁體(2b)充磁方向相同，動子部件下永磁體(Ie)與定子部件下永磁體(2d)充磁方向相反； Z向調整單元包括正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元， 正彈性系數調整單元包括定子永磁體(3b)和定子永磁體固定板(3a)、動子永磁體(3c)和動子永磁體固定板(3d);定子永磁體(3b)固定在定子永磁體固定板(3a)的下表面，動子永磁體(3c)固定在動子永磁體固定板(3d)的上表面；定子永磁體(3b)和動子永磁體(3c)相對布置，二者之間為氣隙，定子永磁體(3b)和動子永磁體(3c)均為沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反， 負彈性系數調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心(4e)和初級繞組(4d)，初級鐵心(4e)為E形鐵心，初級繞組(4d)纏繞在E形的初級鐵心(4e)中間的芯柱上；次級包括次級永磁體(4c)和次級軛板(4b)，次級永磁體(4c)包括3塊平板形永磁體，所述3塊平板形永磁體分別與初級鐵心4d的3個芯柱相對應，并粘貼固定在次級軛板(4b)的下表面上，位于中間位置的永磁體的極性與兩側永磁體的極性相反，負彈性系數調整單元的次級或初級與動子基板(Ia)固定連接在一起，負彈性系數調整單元的初級或次級與正彈性系數調整單元的動子永磁體固定板沿垂直方向固定連接在一起、構成中間運動部件，正彈性系數調整單元的定子永磁體固定板與定基板連接在一起。
3.根據權利要求I所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件由Z向承重單元與Z向調整單元構成，Z向承重單元包括動子部件和定子部件，動子部件包括動子基板(la)、動子部件上永磁體(Ic)、動子部件下永磁體(Ie)、動子部件永磁體固定板(Id)和Z向支撐板(Ib)，平板形的動子部件上永磁體(Ic)粘貼固定在動子部件永磁體固定板(Id)上表面，平板形的動子部件下永磁體(Ie)粘貼固定在動子部件永磁體固定板(Id)下表面,Z向支撐板(Ib) —端與動子基板(Ia)固定連接，所述Z向支撐板(Ib)的另一端與動子基板(Ia)固定連接；定子部件包括定子部件上永磁體固定板(2a)、定子部件上永磁體(2b)、定子部件下永磁體(2d)、定子部件下永磁體固定板(2e)和固定板連接板(2c)，平板形的定子部件上永磁體(2b)粘貼固定在定子部件上永磁體固定板(2a)上,平板形的定子部件下永磁體(2d)粘貼固定在定子部件下永磁體固定板(2e)上,定子部件上永磁體固定板(2a)與定子部件下永磁體固定板(2e)分別連接固定在固定板連接板(2c)的上下端面上，動子部件上永磁體(Ic)與定子部件上永磁體(2b)之間為上氣隙，動子部件下永磁體(Ie)與定子部件下永磁體(2d)之間為下氣隙，動子部件永磁體與定子部件永磁體均為沿垂直方向平行充磁，動子部件上永磁體(Ic)與動子部件下永磁體(Ie)的充磁方向相同，定子部件上永磁體·(2b)·與定子部件下永磁體(2d)的充磁方向相反，動子部件上永磁體(Ic)與定子部件上永磁體(2b)充磁方向相同，動子部件下永磁體(Ie)與定子部件下永磁體(2d)充磁方向相反； Z向調整單元包括正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元， 正彈性系數調整單元包括定子永磁體(3b)和定子永磁體固定板(3a)、動子永磁體(3c)和動子永磁體固定板(3d);定子永磁體(3b)固定在定子永磁體固定板(3a)的下表面，動子永磁體(3c)固定在動子永磁體固定板(3d)的上表面；定子永磁體(3b)和動子永磁體(3c)相對布置，二者之間為氣隙，定子永磁體(3b)和動子永磁體(3c)均為沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反， 負彈性系數調整單元包括初級和次級構成，初級和次級之間為氣隙，初級包括初級鐵心(4e)、初級繞組(4d)和初級永磁體(4f)，初級鐵心為E形鐵心，初級繞組(4d)纏繞在初級鐵心(4e)中間的芯柱上；初級永磁體(4f)包括3塊平板形永磁體，所述3塊平板形永磁體分別粘貼固定在初級鐵心(4e)的3個芯柱的端面上，位于中間芯柱端面上的永磁體的充磁方向與兩側的永磁體的充磁方向相反；次級為磁性金屬軛板4g。
4.根據權利要求I所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件由Z向承重單元與Z向調整單元構成， Z向承重單元包括動子部件和定子部件，動子部件包括動子基板(la)、動子部件上永磁體(Ic)、動子部件下永磁體(Ie)、動子部件永磁體固定板(Id)和Z向支撐板(Ib)，平板形的動子部件上永磁體(Ic)粘貼固定在動子部件永磁體固定板(Id)上表面，平板形的動子部件下永磁體(Ie)粘貼固定在動子部件永磁體固定板(Id)下表面,Z向支撐板(Ib) —端與動子基板(Ia)固定連接，所述Z向支撐板(Ib)的另一端與動子基板(Ia)固定連接；定子部件包括定子部件上永磁體固定板(2a)、定子部件上永磁體(2b)、定子部件下永磁體(2d)、定子部件下永磁體固定板(2e)和固定板連接板(2c)，平板形的定子部件上永磁體(2b)粘貼固定在定子部件上永磁體固定板(2a)上,平板形的定子部件下永磁體(2d)粘貼固定在定子部件下永磁體固定板(2e)上,定子部件上永磁體固定板(2a)與定子部件下永磁體固定板(2e)分別連接固定在固定板連接板(2c)的上下端面上，動子部件上永磁體(Ic)與定子部件上永磁體(2b)之間為上氣隙，動子部件下永磁體(Ie)與定子部件下永磁體(2d)之間為下氣隙，動子部件永磁體與定子部件永磁體均為沿垂直方向平行充磁，動子部件上永磁體(Ic)與動子部件下永磁體(Ie)的充磁方向相同，定子部件上永磁體(2b)與定子部件下永磁體(2d)的充磁方向相反，動子部件上永磁體(Ic)與定子部件上永磁體(2b)充磁方向相同，動子部件下永磁體(Ie)與定子部件下永磁體(2d)充磁方向相反； Z向調整單元包括正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元， 正彈性系數調整單元包括定子永磁體(3b)和定子永磁體固定板(3a)、動子永磁體(3c)和動子永磁體固定板(3d);定子永磁體(3b)固定在定子永磁體固定板(3a)的下表面，動子永磁體(3c)固定在動子永磁體固定板(3d)的上表面；定子永磁體(3b)和動子永磁體(3c)相對布置，二者之間為氣隙，定子永磁體(3b)和動子永磁體(3c)均為沿垂直方向平行充磁、且充磁方向相反， 負彈性系數調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙；初級包括初級鐵心(4e)、初級繞組(4d)和初級永磁體(4f)，初級鐵心(4e)由兩個r形鐵心構成，所述兩個r 形鐵心以平板形的初級永磁體(4f)為鏡面對稱設置、并與所述初級永磁體(4f)固定連接，初級繞組(4d)由兩個線圈構成，兩個線圈分別纏繞在兩個r形鐵心的兩個豎直芯柱上；次級為磁性次級金屬軛板(4g)。
5.根據權利要求2、3或4所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件中包括兩個Z向承重單元，所述兩個Z向承重單元左右并聯連接，兩個Z向支撐板(Ib)均固定連接在一起。
6.根據權利要求2、3或4所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件中包括兩組Z向承重單元，所述兩組Z向承重單元左右并聯連接組成，每組Z向承重單元由多個Z向承重單元沿垂直方向串聯連接組成，每個Z向承重單元的Z向支撐板(Ib)均與動子基板(Ia)固定連接。
7.根據權利要求2、3或4所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件中還包括X向調整單元或Y向調整單元；X向調整單元或Y向調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙； 初級包括初級鐵心(5b)、初級繞組(5a)和初級永磁體(5c)，初級鐵心為E形鐵心，初級繞組(5a)纏繞在初級鐵心(5b)中間的芯柱上；初級永磁體為3塊平板形永磁體，該3塊平板形永磁體分別粘貼固定在初級鐵心(5b)的3個芯柱的端面上，位于中間芯柱端面上的平板形永磁體的充磁方向與兩側的平板形永磁體的充磁方向相反； 次級為磁性次級金屬軛板(5d)； X向調整單元或Y向調整單元為動初級結構或者為動次級結構,X向調整單元或Y向調整單元的動子與Z向承重單元的動子固定連接在一起；X向調整單元或Y向調整單元的定子與Z向承重單元的定子固定連接在一起，X向調整單元或Y向調整單元的氣隙面與Z向承重單元的氣隙面正交。
8.根據權利要求2、3或4所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述隔振元件中還包括X向調整單元和Y向調整單元；X向調整單元和Y向調整單元的結構相同，X向調整單元包括初級和次級，初級和次級之間為氣隙； 初級包括初級基板^d)和初級繞組(6c)，初級繞組^c)固定在初級基板^d)上；次級為雙邊結構，次級包括次級永磁體^b)和次級軛板(6a)，所述上、下次級永磁體^b)分別粘貼固定在上、下次級軛板上，次級永磁體^b)包括兩塊垂直充磁的永磁體和一塊沿水平方向平行充磁的永磁體，所述平行充磁的永磁體位于兩塊垂直充磁的永磁體的中間，所述兩塊垂直充磁的永磁體的充磁方向相反,上、下次級永磁體中相對的兩塊垂直充磁的永磁體的充磁方向相同，上次級永磁體中的平行充磁的永磁體的充磁方向由與其相鄰的向上充磁的永磁體指向向下充磁的永磁體，下次級永磁體中的平行充磁的永磁體與上次級永磁體中的平行充磁的永磁體的充磁方向相反； Y向調整單元是X向調整單元沿水平方向旋轉90度獲得，Y向調整單元的動子、X向調整單元的動子均與Z向承重單元的動子固定連接；X向調整單元的定子、Y向調整單元的定子均與Z向承重單元的定子固定連接，X向調整單元的氣隙面、Y向調整單元的氣隙面均與Z向承重單元的氣隙面平行。
9.根據權利要求2、3或4所述的低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，其特征在于，所述磁懸浮隔振平臺還包括三個或四個電磁阻尼器(7)，每個電磁阻尼器(7)與一個隔振單元相對應，固定在動基板與定基板之間，電磁阻尼器包括初級和次級，電磁阻尼器初級安裝固定在定基板上，電磁阻尼器次級安裝固定在動基板上；或者，電磁阻尼器次級安裝固定在定基板上，電磁阻尼器初級安裝固定在動基板上。
全文摘要
低功耗主動式磁懸浮隔振平臺，涉及隔振技術領域。本發明解決了現有隔振平臺存在固定頻率的缺點。本發明由動基板、定基板、三個或四個Z向承重與調整單元，Z向承重與調整單元主要由Z向承重單元與Z向調整單元構成。Z向承重單元主要由動子部件和定子部件構成；Z向調整單元主要由正彈性系數調整單元和負彈性系數調整單元構成。Z向承重單元與Z向調整單元并聯。本發明還可以包括X向調整單元或Y向調整單元、X向調整單元和Y向調整單元。本發明容易構成重載荷磁懸浮隔振平臺，且結構簡單、隔振精度高、控制容易、功率損耗低，可適用真空環境。
文檔編號H02N15/00GK102710180SQ20121019073
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者周一恒, 寇寶泉, 張赫, 羅俊 申請人:哈爾濱工業大學