[发明专利]二维线性动铁式微角位移电磁作动装置及其作动方法

权利要求书

1.一种二维线性动铁式微角位移电磁作动装置，包括位于X轴并关于Y轴对称的第一电磁驱动机构(1)和第三电磁驱动机构(3)，位于Y轴并关于X轴对称的第二电磁驱动机构(2)和第四电磁驱动机构(4)，外部固定构件(5)，微角摆平台(6)；其特征在于：还包括依次与微角摆平台(6)的下表面固定连接的方形弹性元件(7)、带有双轴柔性铰链的支撑结构(10)、底部导磁体(9)以及与底部导磁体(9)的四周固定连接的条形永磁铁(8)；所述X轴与Y轴相互垂直并位于同一平面内；所述第一电磁驱动机构(1)包括第一C型磁芯(1-2)以及绕制在第一C型磁芯(1-2)上的第一线圈(1-1)，第一C型磁芯(1-2)的缺口位置处上下端面与微角摆平台(6)一个端部上下表面保持相同的工作气隙；所述第二电磁驱动机构(2)、第三电磁驱动机构(3)、第四电磁驱动机构(4)的结构组成和规格均与第一电磁驱动机构(1)相同，并在底部内侧分别与条形永磁铁(8)的外侧磁极一端固定相接。

2.根据权利要求1所述的一种二维线性动铁式微角位移电磁作动装置，其特征在于：所述微角摆平台(6)、底部导磁体(9)、和第一C型磁芯(1-2)均由具有高磁导率的导磁材料制备；所述外部固定构件(5)、方形弹性元件(7)和支撑结构(10)均采用非导磁材料制备。

3.根据权利要求1所述的一种二维线性动铁式微角位移电磁作动装置，其特征在于：所述外部固定构件(5)由四角带有连接孔的外壳(5-1)以及设置在外壳(5-1)上的带有连接孔的内凸台(5-2)组成；所述第一电磁驱动机构(1)、第二电磁驱动机构(2)、第三电磁驱动机构(3)和第四电磁驱动机构(4)均通过螺钉和连接孔与外部固定构件(5)的外壳(5-1)固定连接；所述方形弹性元件(7)的四个角均通过螺钉和连接孔与外部固定构件(5)的内凸台(5-2)固定连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种二维线性动铁式微角位移电磁作动装置的作动方法，其特征在于：不工作时，永磁铁(8)在第一电磁驱动机构(1)和第三电磁驱动机构(3)的相应工作气隙内产生一个偏置磁场；工作时，当对第一电磁驱动机构(1)和第三电磁驱动机构(3)的第一线圈(1-1)和第三线圈(3-1)通电时，第一线圈(1-1)和第三线圈(3-1)分别产生逆时针和顺时针流向的磁力线，使得第一电磁驱动机构(1)的上部气隙磁场减弱，下部气隙磁场增强，对微角摆平台(6)的X轴正向端部产生向下的电磁驱动力；同时使得第三电磁驱动机构(3)的上部气隙磁场增强，下部气隙磁场减弱，对微角摆平台(6)的X轴负向端部产生向上的电磁驱动力，于是对微角摆平台(6)产生一个偏转力矩，从而推动微角摆平台(6)以支撑结构(10)的双轴柔性铰链为中心产生绕Y轴偏转角；基于相同的作动方法，通过第二电磁驱动机构(2)和第四电磁驱动机构(4)能够推动微角摆平台(6)以支撑结构(10)的双轴柔性铰链为中心产生绕X轴偏转角。