[发明专利]一种二自由度磁动式平台及控制方法

说明书

本发明公开了一种二自由度磁动式平台及其控制方法，涉及二自由度平台领域。本发明针对现有的二自由度平台在移动过程中需要克服较多阻力，能量损耗较大的问题。本发明第一基座上的第一电磁元件阵列与第一动滑台上的第一永磁阵列，形成第一磁动力，第一磁动力使第一动滑台与第一基座沿第一滑轨相对运动；第二基座上的第二电磁元件阵列与第二动滑台上的第二永磁阵列，形成第二磁动力，第二磁动力使第二动滑台与第二基座沿第一滑轨相对运动；通过磁场应力实现平台二自由度移动，降低了平台移动产生的摩擦损耗。

技术领域

本发明涉及二自由度平台领域，特别是涉及一种二自由度磁动式平台及其控制方法。

背景技术

二自由度平台主要用于高精度、长距离的机床加工装配操作中，广泛应用于工业测量、材料切、产品焊接、零件装配等自动化常用领域。传统二自由度平台大多为十字型机械滑台，利用电机或者人力的方式，旋转固定导轨上的丝杠来产生平行于导轨的推力，使动滑台沿着导轨方向移动，将两个滑台通过十字型上下固定即为二自由度机械滑台。这种机械滑台将电机旋转运动转化为直线运动，克服的阻力较多，并存在热耗高、控制系统复杂的缺陷。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种二自由度磁动式平台及其控制方法，通过磁场应力实现平台二自由度移动，降低了平台移动产生的摩擦损耗。

本发明的一种二自由度磁动式平台，包括第一台体、第二台体和连接第一台体和第二台体的连接柱，所述第一台体包括第一基座、第一动滑台和第一轨道，所述第一基座上设有由若干第一电磁元件构成的第一电磁元件阵列，第一动滑台上设有第一永磁阵列，所述第一电磁元件阵列产生的磁场与第一永磁阵列的磁场形成第一磁动力，第一磁动力使第一动滑台与第一基座沿第一滑轨相对运动；

第二台体包括第二基座、第二动滑台和第二轨道，所述第二基座上设有由若干第二电磁元件构成的第二电磁元件阵列，第二动滑台上设有第二永磁阵列，所述第二电磁元件阵列产生的磁场与第二永磁阵列的磁场形成第二磁动力，第二磁动力使第二动滑台与第二基座沿第二滑轨相对运动。

更进一步的，若干第一电磁元件位于第一轨道两侧且沿第一轨道延伸方向阵列布置。

更进一步的，所述第一电磁元件为导体柱或励磁组件，所述励磁组件包括铁芯和缠绕在铁芯外部的线圈。

更进一步的，所述第一永磁阵列包括位于第一动滑台两侧的均匀阵列布置的第一永磁体，所述第一永磁体的排列方向与第一轨道的延伸方向垂直，第一永磁体的极性相同。

更进一步的，若干第二电磁元件位于第二轨道两侧且沿第二轨道延伸方向阵列布置。

更进一步的，所述第二电磁元件为导体柱或励磁组件，所述励磁组件包括铁芯和缠绕在铁芯外部的线圈。

更进一步的，所述第二永磁阵列包括位于第二动滑台两侧的均匀阵列布置的第二永磁体，所述第二永磁体的排列方向与第二轨道的延伸方向垂直，第二永磁体的极性相同。

更进一步的，所述二自由度磁动式平台包括控制单元，所述控制单元包括中央控制器、第一励磁控制器和第二励磁控制器，第一励磁控制器输出控制信号用以调节第一励磁元件的励磁电流大小和方向，第二励磁控制器输出控制信号用以调节第二励磁元件的励磁电流大小和方向。

本发明提供了一种二自由度磁动式平台的控制方法，基于所述的二自由度磁动式平台实现，包括：

第一励磁控制器输出控制信号，第一励磁元件接入电流形成第一磁场，第一磁场与第一永磁体阵列的磁场形成第一磁动力，第一磁动力使用第一动滑台与第一基座沿第一滑轨相对移动；

第二励磁控制器输出控制信号，第二励磁元件接入电流形成第二磁场，第二磁场与第二永磁体阵列的磁场形成第二磁动力，第二磁动力使用第二动滑台与第二基座沿第二滑轨相对移动。

如上所述，本发明与现有技术相比，具有如下效果：