[实用新型]一种基于音圈电机的非接触式双轴倾斜控制装置

说明书

本实用新型公开了一种基于音圈电机的非接触式双轴倾斜控制装置，涉及精密机械和现代控制技术领域。本装置包括底座；设置有水平平台、倾角测量模块、放大和滤波模块、电流放大器和音圈电机；两个音圈电机分别设置于圆形平板的左边和前边，互为90度；倾斜传感器和参考电压分别和加法器连接，加法器、放大和滤波模块、电流放大器、音圈电机和水平平台依次连接。本装置采用非接触式设计，在进行倾斜控制的同时不影响被控台面的振动隔离效果；响应速度快；在原理上具有普遍适用性。本装置结构简单，倾斜变化压制效果明显，可广泛应用于姿态校准和吊机臂角控制等对倾斜敏感的系统中，同时本装置采用非接触式结构，能够运用到需要振动隔离的精密测量实验中。

技术领域

本实用新型涉及精密机械和现代控制技术领域，尤其涉及一种基于音圈电机的非接触式双轴倾斜控制装置。

背景技术

随着精密测量、精密机械的发展，如何减小安置设备和实验装置的水平平台的倾角至关重要。例如在激光精密干涉测量实验，100mrad（微弧度）量级的倾角变化就会对测量结果产生很大的影响。在工业生产中，微小的角度变化会使长基线加工和检测设备产生很大的偏差距离。

目前的倾斜控制装置中的执行器件多采用接触式结构，如空气弹簧等。这些器件因为通过介质（如压缩空气）与水平平台接触，阻尼较大，振荡周期长回复缓慢、响应频率较低，而且空气弹簧成本较高，寿命短，需要配备相应的排气控制装置，结构也较为复杂，使用起来相对麻烦。

在一些精密测量实验中，因为平台需要主动或者被动的振动隔离，而接触式的倾斜控制不可避免会产生一定强度的联接，反而破坏了被控平台的振动隔离效果。而音圈电机作为执行机构恰好具备非接触的特点，避免了因为执行机构和平台接触碰撞而对台面稳定性产生的干扰，这一点是接触式装置无法实现的。采取音圈电机作为执行器件，还具备高加速度、高速度、响应迅速等优良性能，这些特点也是采用接触式的装置很难实现的。

音圈电机是一种基于电流与磁场相互作用而产生力的器件，在使用过程中要注意避免周围磁性环境对音圈电机产生的干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有接触式水平控制技术存在的缺点和不足，提供一种基于音圈电机的非接触式双轴倾斜控制装置。

本实用新型机械结构部分简单，可扩展空间大，伺服电路和控制方法可用于其他类似的反馈控制系统中，其方法在原理上具有普遍适用性。

本实用新型采用音圈电机作为执行机构来进行主动倾斜控制，形成一种结构简单、模块化、易于集成的倾斜控制装置，并且获得一个稳定的倾斜主动控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

在现有伺服技术的基础上，通过外部执行机构的设计和改进，来克服接触式倾斜控制装置存在的困难。

具体地说，本装置包括底座；

设置有水平平台、倾角测量模块、放大和滤波模块、电流放大器和音圈电机；

水平平台包括上下连接的一个圆形平板和两个主动隔振台；

倾角测量模块包括倾斜传感器、参考电压、加法器和二维水平调整架；

放大和滤波模块包括前后连接的滤波电路和正相放大器；

音圈电机包括连接件、钕铁硼强磁铁、工字型圆筒和无氧铜漆包线；

其位置和连接关系是：

在底座上放置有水平平台；

两个音圈电机分别设置于圆形平板的左边和前边，互为90度；

从下到上，钕铁硼强磁铁、连接件和圆形平板的底面依次连接；工字型圆筒和底座的台面连接；钕铁硼强磁铁插入工字型圆筒中，在工字型圆筒外绕制有无氧铜漆包线；