[发明专利]一种电磁驱动式角振动台

权利要求书

1.一种电磁驱动式角振动台，包括外壳、工作台面、带动工作台面旋转的主轴、动圈组件、磁路组件、电粘弹性反馈控制组件、空气轴承和角位移传感器；

其特征在于：主轴与动圈组件固定连接，动圈组件包括与主轴连接的动圈基体和缠绕在动圈基体上的线圈，动圈基体与主轴固定连接；

磁路组件包括导磁环、中心磁极以及磁钢，导磁环、中心磁极、磁钢和气隙形成闭合磁回路；中心磁极位于导磁环内，导磁环与中心磁极同轴，磁钢位于导磁环与中心磁极之间，磁钢吸附于中心磁极上；动圈组件位于磁钢和导磁环之间，动圈组件与导磁环同轴；

磁路组件固定于磁路支撑件上，磁路支撑件固定于底座上，磁路支撑件上设有环形槽，动圈组件伸入环形槽内，动圈组件与环形槽的槽壁之间有间隙。

2.如权利要求1所述的电磁驱动式角振动台，其特征在于：角振动台的电粘弹性反馈组件包括角位移传感器、反馈单元、信号发生器、减法器、PID控制器、功率放大器、角振动台；角位移传感器由读数头和圆光栅两部分组成，圆光栅安装在工作台面上，读数头通过安装架固定在空气轴承的轴承座上；

角位移传感器用于检测动圈组件和工作台面输出的角位移信号，该角位移信号输入到反馈单元，反馈单元将输入的信号放大获得第一输出信号、并将输入的信号先微分处理后再放大获得第二输出信号、再将第一输出信号与第二输出信号叠加获得反馈单元输出信号；反馈单元输出信号与信号发生器输出的标准信号经减法器求差，得到偏差信号，偏差信号经过PID调节器处理后输出给功率放大器，驱动角振动台运动。

3.如权利要求1或2所述的电磁驱动式角振动台，其特征在于：空气轴承包括轴承座和轴承本体，主轴套接于轴承本体内，轴承本体套接于轴承座内，轴承座与轴承本体固定，主轴底部设有与轴承本体配合的台阶；

轴承本体的外表面设有圆环形的进气凹槽，轴承座上设有与进气凹槽连通的进气孔，轴承本体上设有将气体导向轴承本体与主轴之间的径向导气孔，将气体导向轴承本体与工作台面之间的上轴向导气孔和将气体导向轴承本体与主轴的台阶之间的下轴向导气孔，径向导气孔、上轴向导气孔和下轴向导气孔的出气端分别设有节流孔，节流孔沿圆周方向均匀分布。

4.如权利要求3所述的电磁驱动式角振动台，其特征在于：主轴中空形成排气腔，主轴的上端设有将轴承本体与工作台面之间的气体引入排气腔的第一排气通道，轴承本体上设有将主轴与轴承本体之间的气体向外排出的第二排气通道，第二排气通道的排气口位于主轴的台阶之外，第二排气通道均匀分布于轴承本体上，第二排气通道与进气凹槽相互隔离。

5.如权利要求4所述的电磁驱动式角振动台，其特征在于：第一排气通道包括设置于主轴上端面的圆周槽，将轴承本体与工作台面之间的气体排入圆周槽的毛细孔和将圆周槽内的气体排入排气腔的轴向孔；毛细孔有多个，毛细孔沿圆周槽均匀分布；轴向孔有多个，轴向孔沿圆周槽均匀分布；毛细孔沿主轴上端面的径向开设，轴向孔沿主轴轴向开设；

第二排气通道包括径向排气孔和轴向排气孔，径向排气孔一端与轴承本体和主轴之间的气膜连通，另一端与轴向排气孔连通；轴向排气孔的出气口作为第二排气通道的排气口；

径向排气孔贯穿轴承本体，径向排气孔与进气凹槽连通的一端设有堵头。

6.如权利要求5所述的电磁驱动式角振动台，其特征在于：外壳包括与底座固定的筒体和与空气轴承的轴承座固定的减震块；排气腔和动圈组件与中心磁极、磁钢之间的空间连通，第二排气通道和减震块与动圈组件之间的空间连通。

7.如权利要求6所述的电磁驱动式角振动台，其特征在于：动圈组件的线圈覆盖于动圈基体的外侧面，线圈包括线圈绕组和绝缘层，线圈绕组和绝缘层间隔设置，线圈绕组至少具有一层，绝缘层由环氧树脂胶和玻璃布制成，绝缘层完全覆盖其内的线圈绕组；

每个线圈绕组包括第一线圈和第二线圈，第一线圈逆时针从内向外绕线，第二线圈顺时针从外向内绕线，第一线圈和第二线圈处于同一层，第一线圈和第二线圈分别绕制多匝，每匝分别由有效导线段和连接导线段组成，通电的有效导线段在磁场内产生安培力，连接导线段在磁场外；

等间隔分布的有效导线段组成一个安培力发生部，安培力发生部的数量是线圈绕组个数的两倍，各个安培力发生部包含的有效导线数量相同，线圈绕组的每匝导线之间填充有环氧树脂胶，线圈绕组之间串联或并联连接。