[实用新型]一种电磁定位隔振平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种服务于航天器机载敏感设备的电磁定位隔振平台。

背景技术

随着航空航天事业的不断深入开展,对于航天器机载敏感设备的定位精度和稳定度等技术指标有着越来越苛刻的要求，这些机载敏感设备包括空间望远镜、侦查相机、空间干涉仪以及空间实验室的生命科学实验装置、流体实验装置等。由于上述敏感设备在轨运行时会受到设备自身运行、航天器上其它设备运行及航天员活动等所引入的扰动的影响，使得航天器无法为敏感设备提供其所需的定位精度及微重力条件，因此研发一种服务于航天器机载敏感设备的电磁定位隔振平台是十分有意义的。中国专利201610977643.0号公开了一种服务于高微重力科学实验的隔振平台，包括定子、浮子、二轴电磁激励器以及位移传感器等。这种隔振平台的缺点在于：采用六个位移传感器对隔振平台的位置和姿态进行测量，需采用的测量元件较多，安装复杂；同时隔振平台仅安装了位移传感器，没有安装线加速度传感器，难于满足空间加速度测量及控制的需要，因此仅能对隔振平台进行定位控制，难于满足加速度隔振控制需要。

发明内容

为了克服现有技术位置测量元件安装复杂，无法对微振动加速度进行有效测量与控制的不足，本实用新型提出了一种各元器件安装布置简单，可对微加速度进行测量控制的电磁定位隔振平台。

一种电磁定位隔振平台，具有基座，工作平台，作用力输出系统,加速度测量单元，位置测量单元和控制器；作用力输出系统由3套二轴电磁激励器构成，二轴电磁激励器通过洛伦兹力无接触连接工作平台与基座，二轴电磁激励器以工作平台的中心为圆心间隔120°沿同一圆周均匀阵列布置；加速度测量单元由6个线加速度传感器构成，每两个线加速度传感器正交安装于一个加速度传感器安装块上，加速度传感器安装块与工作平台固定，以工作平台的中心为圆心沿同一圆周均匀布置，且与二轴电磁激励器在圆周方向间隔布置；位置测量单元由三组二维PSD传感器和对应的三组激光器组成，每组激光器同样通过上述加速度传感器安装块安装于工作平台，二维PSD传感器与相对应的激光器对位，在同一圆周方向上等间隔分布，同样与二轴电磁激励器在圆周方向间隔布置；

其特征在于：二轴电磁激励器利用洛伦兹力实现工作平台与基座间的无接触连接和相互作用，由第一工作部和第二工作部组成，通电时第一工作部相对第二工作部运动；第一工作部由永磁体和磁轭组成，永磁体和磁轭形成闭合磁路，磁轭与工作平台固定；

第二工作部包括线路板和线圈支架，线圈支架与基座固定，线路板固定于线圈支架上，线路板上有线圈，线路板为PCB印刷电路板，线路板与控制器连接；线圈位于闭合磁路内，穿过线圈的所有磁力线同向，线圈包含x向洛伦兹力发生部和z向洛伦兹力发生部，x向洛伦兹力发生部与z向洛伦兹力发生部相互独立且正交；x向洛伦兹力发生部中的所有导线的电流流向相同，z向洛伦兹力发生部中的所有导线的电流流向相同；其中x向与工作平台的轴向垂直，同时与由坐标原点到力作用点所形成的矢径方向垂直，z向与工作平台的轴向平行。上述x向和z向指的是每个二轴电磁激励器自身坐标系的x轴向和z轴向。

所谓洛伦兹力发生部，是指在磁场中产生洛伦兹力的通电线圈部位。x向洛伦兹力发生部的导线沿z向排列，通电后产生x向作用力，z向洛伦兹力发生部的导线则沿x向排列，通电后产生z向作用力。x向洛伦兹力发生部与z向洛伦兹力发生部相互独立是指这两个洛伦兹力发生部的导线没有电连接关系，所产生的作用力彼此独立。

进一步，x向洛伦兹力发生部包含多个z向绕组层，z向洛伦兹力发生部包含多个x向绕组层，x向绕组层和z向绕组层间隔分布，各x向绕组层和z向绕组层间分别通过多层线路板上的过孔进行连接。

进一步，各层x向洛伦兹力发生部和z向洛伦兹力发生部分别由平行布置的导线组组成，导线组中的导线并联，导线组中每一根导线均属于同向绕组的一部分，当该绕组通入电流后，绕组中的所有导线的电流流向均相同。其次要产生相互垂直正交的x向安培力和z向安培力，x向安培力发生部和z向安培力发生部必然垂直正交布置。