[发明专利]用于三维加速度计的磁悬浮体、磁悬浮结构及制造方法

说明书

本发明公开了一种用于三维磁悬浮加速度计的磁悬浮体、磁悬浮结构及制造方法,所述磁悬浮体采用六面体结构，其包括软磁材料的内层以及与内层固连的六面永磁层组成的外层，每个面上的永磁层通过充磁使其具有剩磁磁场且相对两个面的永磁层相向磁极极性相反；所述内层用于更好地导通六面永磁层的磁场和减少永磁层的退磁场。本发明磁悬浮体采用六面体结构，在软磁内层固连设置六面永磁层的方式实现六面带磁的悬浮体，能够实现六自由度悬浮，从而彻底克服了现有技术永磁悬浮体只能形成两面具有剩磁磁场的技术缺陷，使本发明的磁悬浮体能够在三维磁悬浮加速度计能够广泛应用。

技术领域

本发明涉及磁悬浮体技术领域，尤其涉及一种用于三维加速度计的磁悬浮体、磁悬浮结构及制造方法。

背景技术

现有技术中，根据磁力的不同可以将现有磁悬浮体分为超导态和常态两种类型，利用悬浮体的超导态来实现稳定磁悬浮需要用液氮或其他方式来对悬浮体进行冷却使其达到超导态，整个系统的积十分庞大，能量消耗也十分巨大，不适合应用于小型化高精度磁悬浮式加速度计中；近年来国内外正在逐渐兴起对抗磁性悬浮方式的研究，抗磁性悬浮为一种特殊的超导态，能够在常温下实现小体积悬浮，虽然自然界中大部分物质都具有抗磁性，但是这些物质在外磁场中能够产生的抗磁力很小，限制了这种悬浮方式在加速度计上的应用。

常态磁悬浮体有三种：永磁体、电磁铁和金属导体。使用金属导体作为磁悬浮体时需要一个变化率很高的激励磁场才能使金属导体克服自身重力买现稳定悬浮，磁悬浮体会由于涡流作用而大量发热，并且很快达到磁力上限，作为磁悬浮体将极大增加系统的复杂程度。若使用电磁铁(线圈)作为磁悬浮体则需要物理连接实现能量供给，因此不能实现完全的六自由度悬浮。

使用永磁体作为磁悬浮系统的悬浮体的优点是产生的磁力较大，而且结构简单，容易实现，便于小型化，永磁体在磁场中的受力理论也有了成熟的研究成果，可以用现有的理论来计算工程应用中的一些实际问题。但是，现有技术中的永磁体及其采用的充磁方法只能形成两面磁场，从而仅能实现单轴加速度检测。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

发明内容

现有的几种磁悬浮体均具有或多或少的缺陷，有鉴于此，确有必要提供一种适合应用于小型化的用于三维加速度计的磁悬浮体、磁悬浮结构及制造方法，从而能够方便地实现三轴悬浮。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的技术方案如下：

本用于三维磁悬浮加速度计的磁悬浮体，所述磁悬浮体采用六面体结构，其包括软磁材料的内层以及与内层固连的六面永磁层组成的外层，每个面上的永磁层通过充磁使其具有剩磁磁场且相对两个面的永磁层相向磁极极性相反；所述内层用于导通六面永磁层的磁场和减少永磁层退磁场。

在上述的用于三维磁悬浮加速度计的磁悬浮体中，所述磁悬浮体六面剩磁磁场均匀。

在上述的用于三维磁悬浮加速度计的磁悬浮体中，所述外层的永磁材料与内层的软磁材料固连后再对其充磁。

在上述的用于三维磁悬浮加速度计的磁悬浮体中，所述永磁层先充磁后再固连在内层上。

本六自由度磁悬浮结构，包括内部形成六面体空间的磁性腔体以及悬浮于该磁性腔体内六面都具有剩磁磁场的磁悬浮体，所述磁性腔体六面内壁均具有磁场，且任一面的磁场与其相对的磁悬浮体一面磁极相同从而在磁悬浮体的六面同时产生相斥磁力使所述磁悬浮体能够达到六面磁力平衡状态并悬浮在该磁性腔体中。

在上述的六自由度磁悬浮结构中，所述磁性腔体由六块磁板拼接形成六面体空间，所述磁板从外到内至少依次设置固定板和第二永磁层。

在上述的六自由度磁悬浮结构中，所述磁性腔体任一个面的永磁层与其相邻面的永磁层之间留有间隙。