[发明专利]一种小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置及方法

权利要求书

1.一种小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述倾斜外磁场驱动装置包括垂直于水平面放置的直线导轨(101)，所述直线导轨(101)上设有移动滑块(102)；

底座(104)，所述底座(104)上设有电路模块，所述底座(104)通过连接块(103)与所述移动滑块(102)相连；

由永磁材料构成的浮子(108)；

分别设在第一电磁铁(105)、第二电磁铁(106)和第三电磁铁(107)端部的第一位置传感器(111)、第二位置传感器(112)和第三位置传感器(113)，所述第一位置传感器(111)、所述第二位置传感器(112)和所述第三位置传感器(113)分别检测自身与所述浮子(108)之间的距离，通过三个位置传感器组合确定所述浮子(108)的位置，根据所述浮子(108)位置的变化，分别调节所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)中的励磁电流，保持所述浮子(108)处于稳定悬浮状态；

设在垂直于水平面方向上的空间管道(109)。

2.根据权利要求1所述的小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述空间管道(109)为包含多种折弯的空间管道；所述浮子(108)在外磁场驱动下，实现在所述空间管道(109)内以不碰撞管壁的方式前行。

3.根据权利要求2所述的小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述底座(104)与所述移动滑块(102)在垂直方向的移动通过伺服电机驱动实现；所述浮子(108)在所述空间管道(109)截面上的位置变化通过控制所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)的励磁电流实现；所述浮子(108)在所述空间管道(109)内的运动通过所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)的轴的组合控制实现。

4.根据权利要求1所述的小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述底座(104)上设有用于所述空间管道(109)从中穿过的通孔。

5.根据权利要求1所述的小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)对称设在所述底座(104)上；所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)的轴线与所述底座(104)平面的夹角均为锐角；所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)产生的电磁合力与所述浮子(108)重力保持平衡，以保持所述浮子(108)处于稳定悬浮状态。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述倾斜外磁场驱动装置还包括第一功率放大器(114)、第二功率放大器(115)和第三功率放大器(116)，所述第一功率放大器(114)、所述第二功率放大器(115)和所述第三功率放大器(116)的输出端分别与所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)相连，提供电磁铁励磁电流。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的小尺度空间弯管的倾斜外磁场驱动装置，其特征在于，所述倾斜外磁场驱动装置还包括第一电流传感器(117)、第二电流传感器(118)和第三电流传感器(119)，所述第一电流传感器(117)、所述第二电流传感器(118)和所述第三电流传感器(119)的输入端分别与所述第一电磁铁(105)、所述第二电磁铁(106)和所述第三电磁铁(107)串联。