[发明专利]一种小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置及方法

权利要求书

1.一种小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，其特征在于，所述平面外磁场驱动装置包括放置在水平面Y轴上的直线导轨(101)，所述直线导轨(101)上设有移动滑块(102)；

由永磁材料构成的浮子(108)；

垂直于水平面放置在Z轴上的平面磁悬浮座(103)，所述平面磁悬浮座(103)上沿X轴和Z轴方向分别对称的设置第一电磁铁(104)、第二电磁铁(105)、第三电磁铁(106)和第四电磁铁(107)，所述第一电磁铁(104)、所述第二电磁铁(105)、所述第三电磁铁(106)和所述第四电磁铁(107)产生的电磁合力与所述浮子(108)重力保持平衡，所述平面磁悬浮座(103)与所述移动滑块(102)相连；

分别设在所述第一电磁铁(104)、所述第二电磁铁(105)、所述第三电磁铁(106)和所述第四磁铁(107)端部设有第一位置传感器(111)、第二位置传感器(112)、第三位置传感器(113)和第四位置传感器(114)，所述第一位置传感器(111)、所述第二位置传感器(112)、所述第三位置传感器(113)和所述第四位置传感器(114)分别检测自身与所述浮子(108)之间的距离，通过四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(104)、所述第二电磁铁(105)、所述第三电磁铁(106)和所述第四电磁铁(107)中的励磁电流，保持所述浮子(108)处于稳定悬浮状态；

设在水平面Y轴方向上的空间管道(109)。

2.根据权利要求1所述的小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，其特征在于，所述Y轴与直线导轨的轴线重合，所述Z轴方向垂直水平面向上，所述X轴方向根据右手定则确定。

3.根据权利要求1所述的小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，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。

4.根据权利要求1所述的小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，其特征在于，所述平面磁悬浮座(103)与所述移动滑块(102)在Y轴方向的移动通过伺服电机驱动实现；所述浮子(108)在X轴和Z轴方向上的位置变化通过控制所述第一电磁铁(104)、所述第二电磁铁(105)、所述第三电磁铁(106)和所述第四电磁铁(107)中的励磁电流实现，以实现所述浮子(108)在所述空间管道(109)内的运动。

5.根据权利要求1所述的小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，其特征在于，所述平面磁悬浮座(103)上设有用于所述空间管道(109)从中穿过的通孔。

6.根据权利要求1-5任一项所述的小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，其特征在于，所述平面外磁场驱动装置还包括第一功率放大器(115)、第二功率放大器(116)、第三功率放大器(117)和第四功率放大器(118)，所述第一功率放大器(115)、所述第二功率放大器(116)、所述第三功率放大器(117)和所述第四功率放大器(118)的输出端分别与所述第一电磁铁(104)、所述第二电磁铁(105)、所述第三电磁铁(106)和所述第四电磁铁(107)相连，提供电磁铁励磁电流。

7.根据权利要求1-5任一项所述的小尺度空间管道的平面外磁场驱动装置，其特征在于，所述平面外磁场驱动装置还包括第一电流传感器(119)、第二电流传感器(120)、第三电流传感器(121)和第四电流传感器(122)，所述第一电流传感器(119)、所述第二电流传感器(120)、所述第三电流传感器(121)和第四电流传感器(122)的输入端分别与所述第一电磁铁(104)、所述第二电磁铁(105)、所述第三电磁铁(106)和所述第四电磁铁(107)串联。