[发明专利]可变结构三维磁场发生系统

说明书

本发明涉及一种可变结构三维磁场发生系统，包括三组相互正交的线圈组，三组相互正交的线圈组包括X轴线圈组、设置在X轴线圈组内侧的Z轴线圈组以及设置在Z轴线圈组内侧的Y轴线圈组，X轴线圈组包括两个沿X轴方向相对设置的X轴线圈，两个X轴线圈之间设有X轴间距调节机构；Z轴线圈组包括两个沿Z轴方向相对设置的Z轴线圈，两个Z轴线圈之间设有Z轴间距调节机构；Y轴线圈组包括两个沿Y轴方向相对设置的Y轴线圈，两个Y轴线圈之间设有Y轴间距调节机构。本发明设计简单，每组线圈组中两个线圈的间距均可调，可实现三维磁场发生系统在亥姆赫兹结构与麦克斯韦结构之间的自动切换，进而完成匀强磁场和均匀梯度磁场的快速切换。

技术领域：

本发明涉及一种可变结构三维磁场发生系统。

背景技术：

现有三维磁场发生装置中，其线圈自身结构和相互结构都是固定的，不方便对每一维中线圈之间的间距进行调整，故无法实现磁场发生系统在亥姆赫兹线圈结构和麦克斯韦线圈结构间的自动切换，从而产生匀强磁场或均匀梯度磁场。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种可变结构三维磁场发生系统，不仅结构合理，而且可实现亥姆霍兹线圈结构和麦克斯韦线圈之间的快速切换。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可变结构三维磁场发生系统，包括底座和设置在底座上的三组相互正交的线圈组，每组线圈组均包括两个共轴且相对设置的线圈，两个线圈之间设有间距调节机构。

进一步的，三组相互正交的线圈组包括X轴线圈组、设置在X轴线圈组内侧的Z轴线圈组以及设置在Z轴线圈组内侧的Y轴线圈组，所述X轴线圈组包括两个沿X轴方向相对设置的X轴线圈，两个X轴线圈之间设有X轴间距调节机构；所述Z轴线圈组包括两个沿Z轴方向相对设置的Z轴线圈，两个Z轴线圈之间设有Z轴间距调节机构；所述Y轴线圈组包括两个沿Y轴方向相对设置的Y轴线圈，两个Y轴线圈之间设有Y轴间距调节机构。

进一步的，两个X轴线圈分别安装在两个沿X轴方向设置的线圈支架A上，两个线圈支架A的底部与底座沿X轴方向滑动连接；所述X轴间距调节机构包括沿X轴方向设置的并由驱动电机A驱动旋转的双向丝杆A，所述双向丝杆A两端旋向相反的螺纹段分别与两个线圈支架A螺纹连接。

进一步的，所述底座上于X轴线圈组的两侧分别设有一支撑架；两个Z轴线圈分别安装在两个沿Z轴方向设置的线圈支架B，两个线圈支架B与其中一个支撑架沿Z轴方向滑动连接；所述Z轴间距调节机构包括沿Z轴方向设置在另一个支撑架上的并由驱动电机B驱动旋转的双向丝杆B，所述双向丝杆B两端旋向相反的螺纹段分别与两个线圈支架B螺纹连接。

进一步的，两个Y轴线圈分别安装在两个沿Y轴方向设置的线圈支架C上，两个线圈支架C的底部与底座沿Y轴方向滑动连接；所述Y轴间距调节机构包括沿Y轴方向设置的并由驱动电机C驱动旋转的双向丝杆C，所述双向丝杆C两端旋向相反的螺纹段分别与两个线圈支架C螺纹连接。

进一步的，所述底座上远离双向丝杆B的支撑架上设有Z轴滑槽，所述线圈支架B于远离双向丝杆B的一端设有用以与Z轴滑槽滑动配合的Z轴滑动凸部；所述底座上设有中部相垂直的X轴滑槽和Y轴滑槽，所述线圈支架A的底部固联有用以与X轴滑槽滑动配合的X轴滑块，所述线圈支架C的底部固联有用以与Y轴滑槽滑动配合的Y轴滑块。

进一步的，所述Z轴滑槽与Z轴滑动凸部的截面均为燕尾形状。

进一步的，所述双向丝杆A的一端、双向丝杆B的一端以及双向丝杆C的一端均设有用以检测两个线圈之间的间距的距离传感器。

进一步的，所述X轴线圈、Y轴线圈以及Z轴线圈均为圆形状。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构设计简单、合理，每组线圈组中两个线圈的间距均可调，可实现三维磁场发生系统在亥姆赫兹结构与麦克斯韦结构之间的自动切换，进而完成匀强磁场和均匀梯度磁场的快速切换。