[发明专利]一种电磁驱动式磁悬浮旋转平台

说明书

技术领域

本发明属于大尺寸测量领域，特别涉及一种电磁驱动式磁悬浮旋转平台。

背景技术

工作空间测量定位系统（wMPS：Workspace Measurement Positioning System，也称为indoor GPS，即室内GPS系统）是一种针对工业现场全局测量及控制的需求而发展起来的一种大尺度网络式测量系统，其优势在于可以实现大尺度空间坐标的网络化高精度自动测量。该系统通过多个旋转激光发射装置(发射站)组成测量网络，采用基于光电扫描的空间角度交会自动测量方法对单个接收器进行定位，发射站在工作时向外发射带有角度信息的光信号，为测量空间内的光电接收器提供定位服务。发射站工作时，旋转平台绕固定轴匀速旋转并向外发射两束随转台一同旋转的平面激光，同时每当旋转平台转至一个预定位置时基座上的激光器发出全向光脉冲作为单周旋转起点的同步标记。接收器接收到同步标记光信号及扫描平面光信号并通过内部计时器记录此时时间值，进而解算出发射站转过的角度。在己知发射站方位信息后，只需要得到两个以上基站的角度测量值，便可以使用角度交会方法计算出接收器此时的精确坐标。这种发射站网络单向广播的坐标测量方式使wMPS系统可同时对多个接收器进行跟踪定位并为现场的自动化组装设备(例如：机械手和自动引导小车等)提供导航信息，非常适于工业应用。

由测量原理可知，发射站旋转平台的转动平稳性直接影响着旋转扫描激光的扫描均匀性，这一点对于wMPS系统的测量精度起到了至关重要的影响，因此，为了保证wMPS测量系统工作时角度测量的精确度，发射站旋转平台的转动平稳性必须达到极高的要求，实现恒速和高平稳性旋转是保证测量精度的首要因素。现有的wMPS系统发射站轴系结构如图1所示，旋转平台主轴D采用滚动轴承C支撑，且其与驱动电机A间通过联轴器B连接。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：

wMPS系统在长时间工作后滚动轴承C的磨损以及联轴器B的承载变形等都会降低发射站旋转平台的转动平稳性，进而导致wMPS系统测量精度的降低；另外，这种结构为了保证驱动电机A的主轴与旋转平台主轴D间很高的同轴度精度，使得装配难度较大，工艺性差。

发明内容

本发明提供了一种电磁驱动式磁悬浮旋转平台，本发明提高了wMPS系统的测量精度，降低了装配难度，改善了工艺性，详见下文描述：

一种电磁驱动式磁悬浮旋转平台，所述旋转平台包括：位于外圈的电磁悬浮结构和位于内圈的电磁驱动结构，在所述电磁悬浮结构和所述电磁驱动结构的外部设置有旋转平台外壳，

所述电磁悬浮结构包括：环形电磁悬浮铁芯，在所述环形电磁悬浮铁芯上沿圆周对称的设置有若干个齿，每个齿上分别缠绕电磁悬浮绕组；在齿间间隙处设置有高精度气隙传感器；所述环形电磁悬浮铁芯的正上方设置有环形悬浮导体板；

所述电磁驱动结构包括：环形电磁驱动铁芯，在所述环形电磁驱动铁芯外侧沿圆周对称设置有三组齿，在每组齿上连续缠绕电磁驱动绕组，每组电磁驱动绕组为链式结构；在所述环形电磁驱动铁芯的外部设置有环形永磁体转子；在所述旋转平台外壳的回转轴上设置有光电编码器。

所述环形电磁悬浮铁芯和所述环形电磁驱动铁芯采用硅钢材料。

所述电磁悬浮绕组和所述电磁驱动绕组采用铜芯绕组。

所述环形悬浮导体板采用铝制导体板，所述环形永磁体转子为径向充磁的钕铁硼磁环。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明解决了现有的发射站旋转平台轴系中滚动轴承磨损及联轴器长时间承载变形等问题，降低装配难度，延长wMPS系统发射站旋转平台的工作寿命，并保证wMPS系统在长时间使用的情况下都能保持较高的精度；本发明采用电动式斥力磁悬浮方式，抵消了作用在滚动轴承上的轴向载荷，滚动轴承不再起到支承作用，降低了磨损量，极大地延长了寿命；本发明重新设计了旋转平台的驱动方式，使其与驱动电机间不存在联轴器连接，降低了装配难度，同时也避免了联轴器长时间承载变形所导致的驱动电机主轴与旋转平台主轴间相对位置变化的问题；本发明提出的电磁悬浮结构，电磁悬浮力随电磁悬浮绕组中输入电流的增大和电磁悬浮绕组与环形悬浮导体板间气隙的减小而增大，且通过分别对各个电磁悬浮绕组中电流的调整可以保证旋转平台不存在水平方向上的偏转，结构稳定简单，实际应用中不需要复杂的控制系统即可维持悬浮状态；能够通过改变电磁驱动绕组中三相电流的幅值和频率调整旋转平台的转速，控制方法简单容易实现。

附图说明

图1为现有技术提供的wMPS系统发射站轴系的结构示意图；