[发明专利]零刚度磁悬浮主动隔振器及其构成的六自由度隔振系统

权利要求书

1.一种零刚度磁悬浮主动隔振器，其特征在于，它包括上部磁铁(1)、中间磁铁(3)和下部磁铁(2)，上部磁铁(1)和下部磁铁(2)固定，中间磁铁(3)能够在(x，y，z)三个方向上运动，上部磁铁(1)和中间磁铁(3)的磁化方向相同，下部磁铁(2)与中间磁铁(3)的磁化方向相反。

2.根据权利要求1所述的零刚度磁悬浮主动隔振器，其特征在于，上部磁铁(1)和下部磁铁(2)在(x，y，z)方向上的尺寸均为50mm×50mm×10mm，中间磁铁(3)在x和y方向上的尺寸相同，数值在20mm到50mm之间，其在z方向上的尺寸在10mm到20mm之间，上部磁铁(1)和中间磁铁(3)，以及中间磁铁(3)和下部磁铁(2)之间的间距均在18mm到25mm之间。

3.根据权利要求1所述的零刚度磁悬浮主动隔振器，其特征在于，上部磁铁(1)和下部磁铁(2)在(x，y，z)方向上的尺寸均为50mm×50mm×10mm，中间磁铁(3)在(x，y，z)方向上的尺寸为30mm×30mm×17mm，上部磁铁(1)和中间磁铁(3)，以及中间磁铁(3)和下部磁铁(2)之间的间距均为20mm。

4.根据权利要求1所述的零刚度磁悬浮主动隔振器，其特征在于，它包括永磁被动隔振单元、主动隔振单元和安全限位组件;

其中，永磁被动隔振单元除包括所述上部磁铁(1)、下部磁铁(2)和中间磁铁(3)外，还包括上部磁钝(4)、下部磁扼(5)、中间磁铁盒(6)、中间磁铁盒盖(7)、负载连接杆(8)、上限位块(9a)、下限位块(9b)以及磁扼固定连接杆(10);上部磁铁(1)固定安装在上部磁扼(4)上，组成永磁被动隔振单元的第一磁极部分;下部磁铁(2)固定安装在下部磁扼(5)上，组成永磁被动隔振单元的第二磁极部分;上部磁扼(4)通过三角形布置的三个磁钝固定连接杆(10)与下部磁扼(5)固连，磁扼固定连接杆(10)还用于中间磁铁盒(6)的水平向限位;下部磁扼(5)固定安装在底板(25)上;底板(25)与外部基础框架相连;中间磁铁(3)、上部磁铁(1)、下部磁铁(2)三者的数量相同;中间磁铁(3)安置在中间磁铁盒(6)中，中间磁铁盒盖(7)与中间磁铁盒(6)固连，使得中间磁铁(3)固定在中间磁铁盒(6)中;中间磁铁盒(6)通过负载连接杆(8)与负载连接板(24)相连，负载连接杆(8)与负载连接板(24)相连使中间磁铁盒(6)的安装方向唯一;上限位块(9a)和下限位块(9b)用于中间磁铁盒(6)在垂向的限位;三个上限位块(9a)呈三角形安装在上部磁扼(4)上，三个下限位块(9b)呈三角形安装在下部磁扼(5)上;

主动隔振单元包括垂向洛伦兹电机定子(11)、垂向洛伦兹电机动子(12)、水平向洛伦兹电机定子(13)、水平向洛伦兹电机动子(14)、垂向速度传感器(15)、水平向速度传感器(17)、垂向位移传感器(19)和水平向位移传感器(20);垂向速度传感器(15)检测负载连接板(24)的垂向振动速度，通过垂向洛伦兹电机反馈控制对负载连接板(24)施加主动阻尼控制;垂向位移传感器(19)检测负载连接板(24)的垂向振动位移，通过垂向洛伦兹电机反馈控制对负载连接板(24)施加垂向定位控制，水平向速度传感器(17)检测负载连接板(24)的水平向振动速度，通过水平向洛伦兹电机反馈控制对负载连接板(24)施加主动阻尼控制;水平向位移传感器(20)检测负载连接板(24)的水平向振动位移，通过水平向洛伦兹电机反馈控制对负载连接板(24)施加水平定位控制;

垂向洛伦兹电机定子(11)安装在垂向电机定子安装座(110)上，垂向电机定子安装座(110)固定安装在底板(25)上;垂向洛伦兹电机动子(12)与负载连接板(24)固连;水平向洛伦兹电机定子(13)安装在水平向电机定子安装座(130)上，水平向电机定子安装座(130)固定安装在底板(25)上，水平向洛伦兹电机动子(12)与负载连接板(24)固连;

垂向速度传感器(15)安装在垂向速度传感器安装座(16)内，垂向速度传感器安装座(16)与负载连接板(24)固连，用于检测负载连接板(24)在垂向的绝对振动速度;水平向速度传感器(17)安装在水平向速度传感器安装座(18)内，水平向速度传感器安装座(18)与负载连接板(24)固连，用于检测负载连接板(24)在水平向的绝对振动速度;

垂向位移传感器(19)与水平向位移传感器(20)安装在位移传感器安装板(22)上，位移传感器安装板(22)安装在立柱(23)上;垂向位移传感器(19)检测负载连接板(25)在垂向的振动位移，水平向位移传感器(20)通过水平向位移检测靶板(21)检测负载连接板(25)在水平向的振动位移，水平向位移检测靶板(21)固定安装在负载连接板(25)上;负载连接板(24)通过三个呈三角形布置的立柱(23)与底板(25)相连;

负载连接板(24)通过所述安全限位组件实现机械调平定位。