[发明专利]一种带补偿的高稳定性力发生器

说明书

技术领域

本发明适用于高精度加速度计、伺服回路、力或力矩测量等精密机械设备中力或力矩的输出，具体地，涉及一种带补偿的高稳定性力发生器。

背景技术

永磁式力发生器一般采用磁性能较高的永磁体，如铝镍钴、钐钴，磁钢外圆用热磁补偿片包裹，磁钢与壳体之间没有定位环，壳体端部没有导磁环，动框一般采用铝合金骨架上绕制一般漆包线。铝镍钴磁钢温度系数低，但是内禀矫顽力也低，因此磁性能的稳定性不高，钐钴磁钢内禀矫顽力高，但是温度系数也高，在使用过程中也出现磁性能不稳定的现象，导致了发生器力输出能力不稳定。用热磁补偿片包裹磁钢外圆使得装配工艺性差，因没有定位环定位，使得磁钢与壳体的同轴度差，再加上壳体端部没有导磁环，间隙中的磁场向壳体内部发散，两个因素都造成间隙中的环形磁场不均匀，动框的任何微小位移都会导致力发生器力输出能力不稳定。

由于铝合金和漆包线都残留一定的导磁性，所以会导致力发生器的常值力或力矩较大，也是导致力发生器力输出能力不稳定的一个因素。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种力或力矩输出稳定性高、加工制造方便的带补偿的高稳定性力发生器。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括：

一种带补偿的高稳定性力发生器，包括壳体、补偿片、定位环、磁钢、导磁环、动框和增磁环，其中所述壳体为中空腔的回转体形结构，底部有一圆形槽，位于底部中心开有用于排胶的通孔；磁钢为圆柱体，其固定在壳体底部的圆形槽里，补偿片为片状圆环，套装于磁钢上并置于壳体底部；定位环为柱状圆环，套装固定在磁钢外圆及壳体的内圆里；增磁环为回转体形结构，底部有一圆形槽，套装在磁钢端部；导磁环为圆环，套装在壳体的内侧端部；动框为环状，其上绕有线圈，支承在增磁环和导磁环之间的间隙中；

磁钢与壳体、导磁环、增磁环组成磁路，在增磁环与导磁环之间的间隙中形成环形磁场，给动框上的线圈通入直流电，使动框产生轴向电磁力。

动框的轴向长度小于环形磁场的轴向长度。

所述的壳体包括顺序连接且内腔彼此连通的第一圆筒、第二圆筒、第三圆筒，所述第一圆筒中心有一通孔；

所述磁钢套装固定在所述第一圆筒，并且所述磁钢的下表面抵靠在第一圆筒的底部，堵住第一圆筒中心的通孔；

所述补偿片紧贴在所述第二圆筒的底部，定位环套装固定在所述第二圆筒上，并紧贴在磁钢的外圆面；导磁环套装固定在所述第三圆筒上。

所述第一圆筒、第二圆筒、第三圆筒的内径逐渐增大。

所述的动框由线圈和骨架组成，线圈采用无磁漆包线顺时针或逆时针绕制在骨架上，骨架采用低磁性铝合金8175。

壳体、导磁环、增磁环均用导磁性能良好的1J50或DT4C材料制成。

所述的补偿片采用厚度一定的磁温度补偿合金1J32。

磁钢采用低温度系数的2：17钐钴磁钢。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用低温度系数2：17钐钴磁钢，提高了磁钢磁性能的稳定性，剩余的温度系数由补偿片补偿，使得产品的温度稳定性和力或力矩输出能力的稳定性得到提高。

(2)本发明补偿片采用环形片状结构，紧贴在壳体第二圆筒的底部，定位环套装固定在磁钢外圆和壳体第二圆筒的内圆，使得补偿片的安装方便，磁钢与壳体的同轴度得到提高，导磁环与增磁环之间形成的环形磁场径向均匀性得到改善。

(3)本发明壳体端部增加导磁环，减少环形磁场向壳体内部方向的发散，导磁环与增磁环之间形成的环形磁场轴向均匀性得到改善。

(4)本发明动框骨架采用低磁性铝合金，线圈采用无磁漆包线，使得动框的导磁性更接近空气导磁性，减小产品的常值力，有利于提高整机的精度。

附图说明

图1为本发明的轴向截面图；

图2为本发明的壳体轴向截面图；

图3为本发明的动框轴向截面图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施对根据本发明的带补偿的高稳定性力发生器做进一步详细的说明。

如图1-图3所示，本发明的带补偿的高稳定性力发生器包括壳体1、补偿片2、定位环3、磁钢4、导磁环5、动框6、增磁环7。其中。壳体1具有中空腔的回转体形结构，包括顺序连接且内腔彼此连同的第一圆筒11、第二圆筒12、第三圆筒13，第一圆筒11、第二圆筒12、第三圆筒13的内径逐渐增大，每个圆筒的一端都设置一向外凸出的凸台，以便各零件在壳体内腔中的轴向定位。