[发明专利]六自由度可控式磁悬浮机构及其六自由度控制方法

摘要

本发明涉及一种六自由度可控式磁悬浮机构及其六自由度控制方法。所述六自由度可控式磁悬浮机构包括定子、浮子、浮子状态检测系统、悬浮驱动系统和平转驱动系统；所述定子包括定子基座、设置在定子基座中心位置上的定子吸合磁体以及设置在定子基座上的托举磁环；所述托举磁环呈圆环状设置并以定子吸合磁体为圆心；所述浮子包括浮子基座、设置在浮子基座中心位置上的浮子吸合磁体以及设置在浮子基座上的浮子悬浮磁体。本发明将悬浮、定位与位置调整这三大功能模块进行完全的分离，并且加装了平转驱动系统，因此，本发明磁悬浮机构除了能完成悬浮功能之外，还能够在一定范围内任意控制浮子的悬浮高度、悬浮角度、悬浮旋转速度等。

主权项

1.一种六自由度可控式磁悬浮机构，其特征是，包括：定子、浮子、浮子状态检测系统、悬浮驱动系统和平转驱动系统；所述定子包括定子基座、设置在定子基座中心位置上的定子吸合磁体以及设置在定子基座上的托举磁环；所述托举磁环呈圆环状设置并以定子吸合磁体为圆心；所述浮子包括浮子基座、设置在浮子基座中心位置上的浮子吸合磁体以及设置在浮子基座上的浮子悬浮磁体；所述浮子基座为圆形或对称多边形板体，所述浮子吸合磁体与所述定子吸合磁体以异性磁极相对的方式上下相对，以形成对浮子定位的吸合磁场；所述浮子悬浮磁体有三个以上，具有相同的形状和相同的磁场强度，均匀分布在靠近浮子基座边沿处的一个以浮子吸合磁体为圆心的圆周上，其与托举磁环以同极性相对的方式上下相对，以形成支撑浮子的悬浮磁场；所述浮子状态检测系统包括浮子状态传感器和浮子定位磁体；所述浮子状态传感器有若干个，分布在定子基座上的一个以定子吸合磁体为圆心的圆周上，并位于托举磁环的环圈内；所述浮子状态传感器用于检测浮子悬浮高度、浮子基座与定子基座之间的悬浮角度以及浮子基座相对于定子基座之间的静止或旋转状态；所述浮子定位磁体设置在浮子基座上的一个以浮子吸合磁体为中心的圆周上，且与定子基座上的浮子状态传感器上下相对；所述悬浮驱动系统包括设置在定子基座上的悬浮控制线圈以及与悬浮控制线圈和浮子状态传感器电连接的悬浮调整单元；所述悬浮控制线圈环绕在所述定子吸合磁体上；所述悬浮调整单元用于接收浮子状态传感器检测的浮子状态数据，并根据检测数据调整所述悬浮控制线圈产生的磁力大小，以控制浮子的悬浮高度；所述平转驱动系统包括设置在定子基座上的平转控制线圈以及与平转控制线圈和浮子状态传感器电连接的平转驱动单元；所述平转控制线圈有若干个，均布在所述托举磁环的内侧和/或外侧；所述平转驱动单元用于接收所述浮子状态传感器检测的浮子状态数据，并根据检测数据调整所述平转驱动线圈的磁极方向和所产生的磁力大小，以使浮子分别处于静止、旋转或偏摆的状态。