一种平面型磁浮直线运动平台

摘要

本发明公开了一种具有两维较大行程的平面型磁浮直线运动平台装置。该装置的每个电磁轴承由两个差动式驱动电磁铁组成，控制线圈中电流可使磁浮直线运动平台的磁浮工作台在电磁力作用下稳定悬浮，与支座及直线驱动系统间无机械接触；磁浮工作台与直线电机驱动单元相互独立，两个水平面上相互垂直的直线电机依靠相应的侧向导向用电磁轴承的非接触电磁力作用推动磁浮工作台作平面型两维直线运动。其中磁浮工作台的两个水平方向直线导向及驱动机构结构完全相同，每个机构均由两个电磁轴承和两个机械滚动轴承组成。两导向机构无耦合关系。当平台高加速度运动时，刚性滚动轴承辅助导向及保护电磁轴承，而在稳定状态及需要比较小的驱动力时，电磁轴承可以直接驱动磁浮工作台并保持磁浮无接触导向。

主权项

一种平面型磁浮直线运动平台，主要部件包括：底座(1)、电磁铁支座(2)、磁浮工作台(3)、四套垂向电涡流传感器(4)、工作负载(5)、四对垂向差动驱动电磁铁(6)、用于检测直线电机位移的两套直线光栅尺(7)、定位板(8)，驱动支架(9)、垂直放置分别沿X、Y轴方向运动的两台直线电机(10)、与直线电机运动方向一致的两对平行导轨(11)、光电开关(12)、限位块(13)、每一维直线运动方向上的两个滚动轴承(14)、每一直线导向方向上各有两对水平导向电磁铁(15)；四对垂向差动驱动电磁铁(6)组成四个主动控制的支承电磁轴承，每一导向方向上的两对水平导向电磁铁(15)组成两个柔性驱动的导向电磁轴承，通过每对电磁铁附近安装的电涡流传感器检测的磁浮工作台位置信息作为反馈控制信号，控制线圈中的电流以分别控制每个电磁轴承产生的电磁力，可使磁浮工作台及其上负载稳定地悬浮在电磁铁支座上面确定的平衡工作位置，保证磁浮工作台工作时与垂向的电磁铁支座及与水平方向的直线电机间无机械接触，实现磁浮工作台的垂向支承、直线运动导向与直线驱动之间的分离；电磁铁支座为非导磁材料，电磁铁和磁浮工作台为高磁导率材料，磁浮工作台为中空的方槽形结构，相邻两边相互垂直，其中有两个相邻垂直边起导轨作用，两个直线电机安装在底座上，每个电机的驱动支架上安装有两个导向和驱动用滚动轴承和两对电磁铁组成的两个水平导向电磁轴承，磁浮工作台的导轨边置于每对电磁铁对的空隙间，在两个直线电机的水平驱动作用下，磁浮工作台在水平方向上可沿相互垂直的两维平面方向运动，受两对水平导向电磁铁的导向作用，两维直线运动间无机械耦合，从而可使磁浮直线运动平台实现大范围的平面运动。