[发明专利]磁悬浮隔振平台

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮隔振平台技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，在某些技术领域，如航空航天，以及精密光学系统中，对一些关键零件的加工精度要求越来越高，因而需要精密和超精密加工技术。在精密和超精密加工中，设备本身的精度固然是至关重要的，但环境振动对加工精度和表面质量的影响也绝不容忽视。环境振动不仅会引起机床本体振动，更重要的是会在切削刀具与被加工工件间产生相对振动位移，并将直接反映到被加工零件的精度和表面质量上。因此，为这些精密设备设置性能优异的隔振装置是十分必要的。

目前，在国外超精密加工机床中，大多采用以空气弹簧作为隔振元件的隔振系统，并有较好的隔振效果。这主要是因为空气弹簧在具有较大承载能力的同时，具有较低的刚度，而弹簧的低刚度可使隔振系统获得较低的固有频率，远离环境干扰的频率，得到较好的隔振效果。另一方面，通过在空气弹簧的主气室和辅助气室之间设置合适的阻尼孔，获得最佳阻尼，又可使隔振系统有较好的阻尼特性。

虽然空气弹簧作为隔振元件具有较好的隔振的效果，但是这属于被动隔振，这类隔振系统的固有频率一般在2Hz左右。这种隔振方法难以满足超精密加工、超精密测量对隔振系统的要求。另外，空气弹簧不能在真空环境下使用，限制了其应用范围。

发明内容

为了克服现有隔振平台存在的存在固有频率的缺点，本发明提出一种没有固定频率、主动隔振的磁悬浮隔振平台。

本发明所述的磁悬浮隔振平台它由动基板、定基板、n个静态承重单元、i个Z向调整单元、j个X向调整单元、j个Y向调整单元构成，n、i为大于等于3的自然数，j为大于等于2的自然数；静态承重单元、Z向调整单元、X向调整单元和Y向调整单元沿X向或Y向轴线对称布置在动基板和定基板之间；每个Z向调整单元对应设置有一个Z向单元控制器和一个Z向传感器，所述Z向单元控制器输出控制信号给Z向调整单元；每个X向调整单元对应设置有一个X向单元控制器和一个X向传感器，所述X向单元控制器输出控制信号给X向调整单元；每个Y向调整单元对应设置有一个Y向单元控制器和Y向传感器，所述Y向单元控制器输出控制信号给Y向调整单元；静态承重单元的动子、Z向调整单元的动子、X向调整单元的动子和Y向调整单元的动子固定在动基板的底面，静态承重单元的定子、Z向调整单元的定子、X向调整单元的定子和Y向调整单元的定子固定在定基板的上面，动基板与定基板所在平面相互平行，二者之间为气隙；

Z向传感器安装在对于的Z向调整单元附近的定基板或动基板上，用于检测所述Z向调整单元的Z向位移、速度或加速度，并将检测的信号发送给对应的Z向单元控制器，X向传感器安装在对应的X向调整单元附近的定基板或动基板上，用于检测所述X向调整单元的X向位移、速度或加速度，并将检测的信号发送给对应的X向单元控制器；Y向传感器安装在对应的Y向调整单元附近的定基板或动基板上，用于检测Y向调整单元的Y向位移、速度或加速度，并将检测的信号发送给Y向单元控制器。

本发明中的静态承重单元的工作原理为：

静态承重单元的理想特性是当静态承重单元的动子在Z向的位置发生改变时，要求保持作用在动子上的作用力不变。因此本发明为了实现该目的，利用了动子与定子之间的磁场力排斥力与吸引力，最终使排斥力与吸引力之和沿Z向保持不变。

本发明通过利用永磁体之间的不可控作用力以及电流与永磁体磁场之间的可控电磁力来实现对载荷的悬浮，从而实现对振动的隔离。

本发明所述的磁悬浮隔振平台，具有结构简单、隔振效果好、控制容易的优点，并且可适用真空环境。

本发明所述的隔振平台更适用于大载荷的情况使用。

附图说明

图1是具体实施方式三所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。

图2是具体实施方式四所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。

图3是具体实施方式五所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。

图4是具体实施方式六所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。

图5是具体实施方式七所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。

图6是图5所示的静态承重单元的静态承重单元动子的A-A剖视图。

图7是具体实施方式八所述的磁悬浮隔振平台的静态承重单元的结构示意图。

图8是图7所示的静态称重单元的静态承重单元动子的B-B剖视图。

图9是具体实施方式十所述的磁悬浮隔振平台的Z向调整单元的结构示意图。