[发明专利]一种电磁铁分布的五自由度磁浮导轨

权利要求书

1.一种新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨，包括基座、固设在基座上的导轨、套设在导轨外侧的悬浮平台，设置于悬浮平台上的多块电磁铁、以及设置在悬浮平台上用于检测悬浮平台各方向运动状态的气隙检测位移传感器组；所述悬浮平台在电磁铁的悬浮力、以及气隙检测位移传感器组的反馈作用下稳定悬浮于导轨上；所述悬浮平台上设置有构成第一组电磁铁对的第一电磁铁和第二电磁铁，构成第二组电磁铁对的第三电磁铁和第四电磁铁，构成第三组电磁铁对的第五电磁铁和第六电磁铁，构成第四组电磁铁对的第七电磁铁和第八电磁铁，构成第五组电磁铁对的第九电磁铁和第十电磁铁，构成第六组电磁铁对的第十一电磁铁和第十二电磁铁；各组所述电磁铁对的励磁均采用差动控制模式：每一个电磁铁对中的一个电磁铁以偏置电流I₀与控制电流i之和励磁，而另一个电磁铁则以偏置电流I₀与控制电流i之差励磁；其特征在于：

所述悬浮平台包括通过相应的连接板连接的上支板、固装在上支板左端的左侧支板、固装在上支板右端的右侧支板、位于上支板的下方且固装在左侧支板自由端的左侧下支板、以及位于上支板的下方且固装在右侧支板自由端的右侧下支板，相邻两块支板相互垂直；

所述第一、第三、第五和第七电磁铁分别固装在上支板下表面的四角，固装在左侧下支板上表面的第二和第八电磁铁分别对应地与第一和第三电磁铁垂直对应，固装在右侧下支板上表面的第四和第六电磁铁分别对应地与第三和第五电磁铁垂直对应；所述第九和第十一电磁铁分别固装在左侧支板的右侧表面上，且第九和第十一电磁铁的连线经过左侧支板的中心且与上支板平行，固装在右侧支板的左侧表面的第十和第十二电磁铁分别对应地与第九和第十一电磁铁水平对应；并且，

各所述电磁铁的工作磁路所在的平面分别与悬浮平台的运行方向平行；第一电磁铁、第二电磁铁和第九电磁铁的绕组电流方向相同，第三电磁铁、第四电磁铁和第十电磁铁的绕组电流方向相同；第五电磁铁、第六电磁铁和第十二电磁铁的绕组电流方向相同；第七电磁铁、第八电磁铁和第十一电磁铁的绕组电流方向相同。

2.根据权利要求1所述的新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨，其特征在于：所述气隙检测位移传感器组包括六个气隙检测位移传感器，其中四个气隙检测位移传感器分别固装在所述上支板上表面的对应第一、第三、第五和第七电磁铁的位置，其余两个气隙检测位移传感器分别固装在所述左侧支板左侧表面的对应第九和第十一电磁铁的位置。

3.根据权利要求1或2所述的新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨，其特征在于：各所述电磁铁为U型电磁铁，所述U型电磁铁的铁芯采用叠片式硅钢片结构，在铜绕组两侧紧贴有冷却管。

4.根据权利要求1或2所述的新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨，其特征在于：所述新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨还包括两个悬浮平台辅助支撑定子和两个悬浮平台辅助支撑动子，其中，悬浮平台辅助支撑定子的上表面沿其长度方向设置有与悬浮平台辅助支撑动子相匹配的滑槽；两个所述悬浮平台辅助支撑定子固装在基座上且位于导轨的两侧，两个悬浮平台辅助支撑动子分别固装在所述左侧下支板下表面的左端，和所述右侧下支板下表面的右端；并且，

当各电磁铁未给电时，两个所述悬浮平台辅助支撑动子分别相对应地落入两个所述悬浮平台辅助支撑定子的滑槽内，以支撑所述悬浮平台；所述滑槽的深度还需满足：当悬浮平台辅助支撑动子落入悬浮平台辅助支撑定子的滑槽内时，所述悬浮平台与导轨的各面之间仍留有一定的气隙量。

5.根据权利要求1或2所述的新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨，其特征在于：所述新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨还包括第一悬浮平台辅助支撑定子、第二悬浮平台辅助支撑定子、第一悬浮平台辅助支撑动子和第二悬浮平台辅助支撑动子，其中，第一悬浮平台辅助支撑定子的上表面沿其长度方向设置有与第一悬浮平台辅助支撑动子相匹配的滑槽；第二悬浮平台辅助支撑定子的上表面为平面，第二悬浮平台辅助支撑动子的下表面为平面；固装在基座上的第一和第二悬浮平台辅助支撑定子分别位于导轨的左右两侧，第一和第二悬浮平台辅助支撑动子分别固装在所述左侧下支板下表面的左端，和所述右侧下支板下表面的右端；并且，

当各电磁铁未给电时，第一和第二悬浮平台辅助支撑动子分别相对应地落在第一悬浮平台辅助支撑定子的滑槽内和第二悬浮平台辅助支撑定子上；所述第一和第二悬浮平台辅助支撑定子的上表面还需满足：当第一悬浮平台辅助支撑动子落入第一悬浮平台辅助支撑定子的滑槽内，且第二悬浮平台辅助支撑动子落在第二悬浮平台辅助支撑定子的上表面时，所述悬浮平台与导轨的各面之间仍留有一定的气隙量。