| 主权项 |
一种磁悬浮自驱动双旋翼飞碟，其特征在于，含有：包括碟壳(1)、碟舱(2)、位于所述碟壳(1)内的双旋翼系统(3)、励磁系统(4)以及旋翼定位系统(5)，其中：碟壳(1)，在沿圆周方向上，上壳部开有入流口(10)，下壳部开有出流口(11)；碟舱(2)，上部舱与所述碟壳(1)的上壳部同轴连接，下部舱与所述碟壳(1)的下壳部同轴连接，下部舱的直径大于上部舱的直径；双旋翼系统(3)，是一个磁悬浮自驱动的系统，由沿碟体纵坐标上与所述碟壳(1)共轴安置的上磁悬浮旋翼轮(30)和下磁悬浮旋翼轮(31)共同组成，其中：上磁悬浮旋翼轮(30)，含有：上磁悬浮旋翼轮桨叶(300)、上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)、上磁悬浮旋翼轮定位永磁片(302)、上磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环(303)、上磁悬浮旋翼轮上纵截面呈Z型的定位圆盘(304)和上磁悬浮旋翼轮轮毂(305)，其中：所述上磁悬浮旋翼轮桨叶(300)，至少为2片，且与所述上磁悬浮旋翼轮轮毂(305)径向均匀分布式连接在所述上磁悬浮旋翼轮轮毂(305)上；所述上磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环(303)，沿圆周方向与所述各上磁悬浮旋翼轮桨叶(300)的末端固定连接；所述上磁悬浮旋翼轮上的纵截面呈Z型的定位圆盘(304)，沿着圆周方向与所述上磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环(303)外周的下部相连，形成一个开口向上的圆环形的容纳空间；所述的上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)，在数量上至少为4的倍数，沿圆环方向均匀地分布在所述开口向上的圆环形容纳空间中，各个所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)在三维空间中呈“8”字形，上半个环形线圈(3010)和下半个环形线圈(3011)互相垂直地嵌在所述开口向上的圆环形容纳空间中，且下半个环形线圈(3011)压嵌在所述开口向上的圆环形容纳空间的底面上；所述上磁悬浮旋翼轮定位永磁片(302)，嵌入在所述Z型定位圆盘(304)上端的圆环面内，在数量上至少为4的倍数，且与所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)的个数相同；下磁悬浮旋翼轮(31)，含有：下磁悬浮旋翼轮桨叶(310)、下磁悬浮旋翼轮感应线圈(311)、下磁悬浮旋翼轮定位永磁片(312)、下磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环(313)、下磁悬浮旋翼轮上纵截面呈倒Z型的定位圆盘(314)以及下磁悬浮旋翼轮轮毂(315)，其中：所述下磁悬浮旋翼轮桨叶(310)，在数量上与所述上磁悬浮旋翼轮桨叶(300)相等，且径向均匀分布式连接在所述下磁悬浮旋翼轮轮毂(315)上，桨叶安装角与上磁悬浮旋翼轮桨叶(300)的大小相等，方向相反；所述下磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环(313)，沿圆周方向上与所述下磁悬浮旋翼轮桨叶(310)的末端固定连接；所述下磁悬浮旋翼轮上纵截面呈倒Z型的定位圆盘(314)，沿圆周方向与所述下磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环(313)外周上部相连，形成一个开口向下的圆环形容纳空间；所述下磁悬浮旋翼轮感应线圈(311)，在数量上、沿圆环方向的位置分布上均与所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)相同，在三维空间中也呈“8”字形，上、下两个环形线圈(3110，3111)相互垂直地均匀嵌在所述开口向下的圆环形容纳空间中，且下半个环形线圈(3111)压嵌在所述开口向上的圆环形容纳空间的底面上，使所述上、下两个磁悬浮旋翼轮(30，31)运转方向相反，所述下磁悬浮旋翼轮定位永磁片(312)嵌在所述倒Z型定位圆盘(314)上端的圆环面内，在数量上、位置分布上均与所述上磁悬浮旋翼轮定位永磁片(302)相同；励磁系统(4)，含有：励磁导轨和励磁控制回路，其中：所述励磁导轨，含有：上励磁导轨(40)和下励磁导轨(41)，其中：上励磁导轨(40)，嵌入到所述上磁悬浮旋翼轮上纵截面呈Z型的定位圆盘(304)的圆环形容纳空间内，所述上励磁导轨(40)沿径向均匀内嵌有4的倍数数量的上励磁导轨线圈绕组(400)，该上励磁导轨线圈绕组(400)与所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)沿磁悬浮旋翼轮的径向相对；下励磁导轨(41)，嵌入到所述下磁悬浮旋翼轮上纵截面呈倒Z型的定位圆盘(314)的开口向下的容纳空间中，所述下励磁导轨(41)沿径向均匀嵌有数量上与所述上励磁导轨线圈绕组(400)相等、均布的下励磁导轨线圈绕组(410)，但所述下励磁导轨线圈绕组(410)在空间上下位置上是与所述上励磁导轨线圈绕组(400)均匀嵌套式分布的；所述上励磁导轨(40)、下励磁导轨(41)各自被数量为4的倍数的安装座(6)所固定，各个所述安装座(6)用螺钉固定在所述碟壳(1)上，使得上、下两个励磁导轨(40，41)与所述碟壳(1)相对静止；所述励磁控制回路，包括上旋翼霍尔传感器(440)、下旋翼霍尔传感器(441)、励磁控制器(42)和励磁放大器(43)；旋翼定位系统(5)，由定位导轨和定位控制回路构成，其中：定位导轨，包括：按照从上到下依次叠放的上定位导轨(50)、永磁导轨(51)和下定位导轨(52)，其中：所述上定位导轨(50)，在轴向上倒置地位于所述上磁悬浮旋翼轮(30)之上，上定位导轨定位线圈绕组(500)和上定位导轨定位永磁体(501)均匀嵌套安置在所述上定位导轨(50)上端面内，所述上定位导轨定位线圈绕组(500)和上定位导轨定位永磁体(501)各自在数量上等于所述上磁悬浮旋翼轮定位永磁片(302)的一半；所述永磁导轨(51)，固定在所述安装座(6)上，上端面内均匀嵌有永磁导轨定位永磁体(510)，在数量上等于所述上磁悬浮旋翼轮定位永磁片(302)的个数；所述下定位导轨(52)，在轴向上正置地位于所述下磁悬浮旋翼轮(31)之下，下定位导轨定位线圈绕组(520)和下定位导轨定位永磁体(521)均匀嵌套安装在所述下定位导轨(52)上端面内，所述下定位导轨定位线圈绕组(520)和下定位导轨定位永磁体(521)各自在数量上等于所述下磁悬浮旋翼轮定位永磁片(312)的一半；所述上定位导轨(50)、永磁导轨(51)和下定位导轨(52)在径向上的位置分别对应于所述上、下两个磁悬浮旋翼轮(30，31)上各自定位永磁体所在的位置上，共同构成永磁电磁混合型磁悬浮定位系统；所述上定位导轨(50)、永磁导轨(51)和下定位导轨(52)都由各个所述的安装座(6)共同固定，与所述碟壳(1)保持相对静止；所述定位控制回路由上旋翼激光距离传感器(550)、下旋翼激光距离传感器(551)、定位控制器(53)和定位放大器(54)构成，上旋翼激光距离传感器(550)固定在上定位导轨(50)上，检测上磁悬浮旋翼轮(30)末端在轴向上位移(d<sub>0</sub>)，下旋翼激光距离传感器(551)固定在下定位导轨(52)上，检测下磁悬浮旋翼轮(31)末端在轴向上位移(d<sub>1</sub>)，并产生相应的两路电信号，该两路电信号经过定位控制器(53)的控制算法处理后，生成期望的模拟电流，经过定位放大器(54)进一步功率放大后，分别输出到上定位导轨定位线圈绕组(500)和下定位导轨定位线圈绕组(520)，产生相应的磁场，上定位导轨定位线圈绕组(500)和上定位导轨定位永磁体(501)、永磁导轨定位永磁体(510)所产生的磁力合力(f<sub>0</sub>)改变上磁悬浮旋翼轮轴向位移(d<sub>0</sub>)，下定位导轨定位线圈绕组(520)和下定位导轨定位永磁体(521)、永磁导轨定位永磁体(510)所产生的磁力合力(f<sub>1</sub>)改变下磁悬浮旋翼轮轴向位移(d<sub>1</sub>)，由此形成两个实现精确定位的闭环控制回路；所述励磁系统中的励磁控制回路由压嵌在所述上定位导轨(50)下端面上的上旋翼霍尔传感器(440)、下定位导轨(52)上端面上的下旋翼霍尔传感器(441)、碟壳(1)内相对与所述上定位导轨(50)一侧的内侧面上的励磁控制器(42)以及励磁放大器(43)共同构成，所述上旋翼霍尔传感器(440)检测所述上磁悬浮旋翼轮(30)在旋转或静止时所述上磁悬浮旋翼轮定位永磁片(302)的转动变化，所述下旋翼霍尔传感器(441)检测所述下磁悬浮旋翼轮(31)在旋转或静止时所述上、下磁悬浮旋翼轮(30，31)的位置和速度信息，并通过所述安装座(6)送入固定在所述碟壳(1)内侧面上的所述励磁控制器(42)，生成期望的模拟电流，在经过也固定在所述碟壳(1)内侧面上的励磁放大器(43)进一步的功率放大后，转化为控制电流(I)，并通过所述安装座(6)分别输出到所述上励磁导轨线圈绕组(400)和下励磁导轨线圈绕组(410)，产生期望变化磁场，分别激励所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈(301)和下磁悬浮旋翼轮感应线圈(311)产生感应电流(i)，和感应磁场，使所述上、下两个磁悬浮旋翼轮(30，31)在二者之间的磁场力(f<sub>i</sub>)作用下同步地改变转速，转速变化信息被所述上、下两个旋翼轮霍尔传感器(440、441)所检测到，实现转速闭环控制，同时通过改变所述励磁控制器(42)输出的两路控制电路中的一路的电流方向，以实现对磁悬浮旋翼轮的转向控制。 |
