具有電磁永磁直接驅(qū)動的自轉(zhuǎn)動軸的帆板系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及驅(qū)動器技術、智能驅(qū)動控制技術、電磁永磁直接驅(qū)動以及轉(zhuǎn)動位置精密控制技術領域，具體地，涉及具有電磁永磁直接驅(qū)動的自轉(zhuǎn)動軸的帆板系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]帆板的單獨轉(zhuǎn)動以及帆板之間的開合可以通過精密可控轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置實現(xiàn)精密控制。精密可控轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置主要應用于機構空間位置的調(diào)整以及目標物體的跟蹤，柔性結構的振動主動控制。通過控制子部件的轉(zhuǎn)動，來實現(xiàn)機構空間位置的調(diào)整，進而實現(xiàn)對目標物體的跟蹤以及柔性結構振動的主動控制?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，主要是旋轉(zhuǎn)電機，這種機構自身結構較為復雜，且常需要與其他傳動部件組合來進行運動的控制，效率較低，響應速度較慢。特別的，在體積受限的情況下，往往無法提供較大的驅(qū)動扭矩，無法滿足現(xiàn)代工業(yè)對于微型精密驅(qū)動控制及定位的需求。
[0003]目前沒有發(fā)現(xiàn)同本實用新型類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種具有電磁永磁直接驅(qū)動的自轉(zhuǎn)動軸的帆板系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本實用新型提供的一種具有電磁永磁直接驅(qū)動的自轉(zhuǎn)動軸的帆板系統(tǒng)包括第一帆板和第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I，其中，所述第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I包括轉(zhuǎn)動軸定子、轉(zhuǎn)動軸動子；所述第一帆板安裝固定于所述第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動軸定子或者轉(zhuǎn)動軸動子。
[0006]優(yōu)選地，還包括第二帆板，第一帆板與第二帆板之間通過第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I開合；其中:
[0007]-所述第一帆板、第二帆板分別安裝固定于所述第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動軸定子、轉(zhuǎn)動軸動子；或者
[0008]-所述第一帆板、第二帆板分別安裝固定于所述第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動軸動子、轉(zhuǎn)動軸定子。
[0009]優(yōu)選地，還包括第二自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸II ;其中:
[0010]-第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動軸定子與第二自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸11的轉(zhuǎn)動軸定子或轉(zhuǎn)動軸動子安裝固定；或者
[0011 ]-第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I的轉(zhuǎn)動軸動子與第二自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸11的轉(zhuǎn)動軸定子或轉(zhuǎn)動軸動子安裝固定。
[0012]優(yōu)選地，第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I與第二自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸II的軸向相互垂直或呈小于180°角度構成交叉連接，形成兩個旋轉(zhuǎn)方向自由度的組合式精密可控驅(qū)動裝置。
[0013]優(yōu)選地，所述第一自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸I采用精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸，所述第二自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸II采用精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸；
[0014]所述精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸，包括:轉(zhuǎn)動軸定子、轉(zhuǎn)動軸動子、驅(qū)動體電磁線圈、轉(zhuǎn)盤、永磁體；
[0015]驅(qū)動體電磁線圈的軸向平行于轉(zhuǎn)盤的法向；
[0016]驅(qū)動體電磁線圈安裝固定于轉(zhuǎn)動軸定子與轉(zhuǎn)動軸動子兩者中的一者，轉(zhuǎn)盤安裝固定于轉(zhuǎn)動軸定子與轉(zhuǎn)動軸動子兩者中的另一者；
[0017]轉(zhuǎn)盤的部分區(qū)域由永磁體構成；
[0018]驅(qū)動體電磁線圈與永磁體相互作用形成磁路結構。
[0019]優(yōu)選地，多個驅(qū)動體電磁線圈在同一周向或多個周向上均勻或非均勻分布；轉(zhuǎn)盤上的多個永磁體沿周向均勻或非均勻布置，驅(qū)動體電磁線圈的數(shù)量為永磁體數(shù)量的N倍，其中，N為正整數(shù)。
[0020]優(yōu)選地，包括若干個驅(qū)動體電磁線圈；所述若干個驅(qū)動體電磁線圈通電后驅(qū)使轉(zhuǎn)盤相對轉(zhuǎn)動至對應于所述磁路結構中磁通量最大值的角度。
[0021]優(yōu)選地，套筒繞中心軸相對轉(zhuǎn)動，并且:
[0022]-轉(zhuǎn)動軸定子、轉(zhuǎn)動軸動子分別為中心軸、套筒；或者
[0023]-轉(zhuǎn)動軸定子、轉(zhuǎn)動軸動子分別為套筒、中心軸。
[0024]優(yōu)選地，還包括如下任一種或任多種裝置:
[0025]-扭簧，所述扭簧的兩端分別固定于轉(zhuǎn)動軸定子、轉(zhuǎn)動軸動子上，以在轉(zhuǎn)動軸動子與轉(zhuǎn)動軸定子之間提供阻尼；
[0026]-密封在套筒與中心軸之間空腔內(nèi)的磁流變液體、導磁性粉末顆?；蛘哕洿蓬w粒，以在轉(zhuǎn)動軸動子與轉(zhuǎn)動軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性；
[0027]-密封在套筒與中心軸之間空腔內(nèi)的囊狀阻尼體，所述囊狀阻尼體為一空間囊狀體結構，內(nèi)部填充磁性介質(zhì)，以在轉(zhuǎn)動軸動子與轉(zhuǎn)動軸定子之間提供可控和變化的阻尼特性；
[0028]優(yōu)選地，還包括如下裝置:
[0029]-阻尼控制驅(qū)動體，所述阻尼控制驅(qū)動體為電磁發(fā)生裝置，安裝在套筒和中心軸之間的腔體中，用于施加能量使磁流變液體、導磁性粉末顆粒、軟磁顆?；蛘吣覡钭枘狍w內(nèi)磁性介質(zhì)匯聚在能量施加方向以產(chǎn)生阻礙轉(zhuǎn)動軸動子與轉(zhuǎn)動軸定子相對轉(zhuǎn)動的剪切力。
[0030]優(yōu)選地，還包括如下裝置:
[0031]角度檢測傳感器:用于檢測轉(zhuǎn)動軸定子與轉(zhuǎn)動軸動子之間的相對轉(zhuǎn)動角度；
[0032]電磁線圈控制器:用于根據(jù)角度檢測傳感器檢測得到的所述轉(zhuǎn)動角度對驅(qū)動體電磁線圈的電流大小和/或電流方向進行控制，以增加或減弱驅(qū)動體電磁線圈與永磁體之間的磁力相互作用。
[0033]優(yōu)選地，所述角度檢測傳感器為磁電式科里奧利力檢測傳感器；次優(yōu)選地，所述角度檢測傳感器還可以是其它MEMS類型角度傳感器。
[0034]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0035]1、本實用新型利用電磁線圈與永磁體直接相互作用進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動帆板，能夠?qū)崿F(xiàn)帆板在兩個旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)動驅(qū)動，效率更高，結構更加緊湊，不需要電動機等驅(qū)動部分；
[0036]2、通過改變轉(zhuǎn)盤中扇形永磁體的個數(shù)和位置，本實用新型裝置可以實現(xiàn)不同角度控制范圍的應用場合；
[0037]3、驅(qū)動體采用對稱布置方式，有效的增大了驅(qū)動力；
[0038]4、本實用新型中的電磁線圈布置形式更加靈活，簡單；
[0039]5、各組電磁線圈之間可以串接或者并接，通過改變通電方式，既可以相互同向耦合產(chǎn)生增強勵磁磁場力，也可以相互異向耦合產(chǎn)生削弱勵磁磁場力；
[0040]6、本實用新型裝置可以根據(jù)需要進行一維軸向，二維平面，三維空間的功能擴展；
[0041]7、本實用新型具有主動阻尼特性，通過對電磁流變液或者導磁性粉末顆粒的控制，能產(chǎn)生可控變化的阻尼；
[0042]8、本實用新型結構簡單、質(zhì)量輕，滿足現(xiàn)代工業(yè)對精密控制驅(qū)動裝置的需求。
[0043]9、本實用新型可以用于實現(xiàn)特別是180度范圍內(nèi)的帆板兩維驅(qū)動。
【附圖說明】
[0044]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0045]圖1為本實用新型的驅(qū)動原理結構簡圖；
[0046]圖2、圖3分別為驅(qū)動體電磁線圈與永磁體對齊與錯位時的結構示意圖；
[0047]圖4、圖5、圖6、圖7為本實用新型中不同數(shù)量的永磁體和不同數(shù)量的驅(qū)動體電磁線圈的陣列擴展形式示意圖；
[0048]圖8為本實用新型中采用扭簧產(chǎn)生阻尼的結構示意圖；
[0049]圖9、圖10、圖11為本實用新型中三種基礎結構形式。其中，圖9為套筒固定，中心軸轉(zhuǎn)動，圖10為中心軸固定，套筒轉(zhuǎn)動，圖11為內(nèi)套筒固定，外套筒和中心軸同時轉(zhuǎn)動；
[0050]圖12、圖13為本實用新型產(chǎn)生主動阻尼的原理演示圖。其中，圖12為阻尼控制驅(qū)動體未勵磁的情況，圖13為阻尼控制驅(qū)動體勵磁工作的情況；
[0051]圖14為一個精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動兩塊帆板的結構示意圖；
[0052]圖15為兩個精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動兩塊帆板的結構示意圖；
[0053]圖16為一個精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動一塊帆板的結構示意圖；
[0054]圖17為兩個精密可控自驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸驅(qū)動一塊帆板的結構示意圖。
[0055]圖中:
[0056]1為中心軸
[0057]2為驅(qū)動體電磁線圈
[0058]3為轉(zhuǎn)盤
[0059]4為永磁體
[0060]5為扭簧
[0061]6為套筒
[0062]7為線圈支撐框架
[0063]8為支撐軸承
[0064]9為內(nèi)套筒
[0065]10為磁性介質(zhì)
[0066]11為阻尼控制驅(qū)動體
[0067]12為填充磁性介質(zhì)的囊狀體
[0068]1001為第一帆板
[0069]1002為第二帆板
【具體實施方式】
[0070]下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是