[发明专利]主动磁悬浮轴承支承的超稳超静单轴转台

权利要求书

1.一种主动磁悬浮轴承支承的超稳超静单轴转台，其特征在于：转台包括有A径轴向磁轴承一体定子组件(6)、B径轴向磁轴承一体定子组件(7)、C径轴向磁轴承一体定子组件(8)、D径轴向磁轴承一体定子组件(9)、径轴向磁轴承一体转子组件(2)、圆盘体(3)、底座(4)和单轴转台驱动机构(5)；圆盘体(3)与沿圆盘体(3)圆周分布设置的多个径轴向磁轴承一体转子组件(2)构成了磁悬浮转动平台(1)；

径轴向磁轴承一体转子组件(2)由转子支架(2A)、转子叠层(2B)、转子上压板(2C)和转子下压板(2D )构成；

转子支架(2A)的一侧设有BA支臂(2A1)与BB支臂(2A2)，BA支臂(2A1)与BB支臂(2A2)之间是BA凹槽(2A3)；转子支架(2A)的另一侧设有BC支臂(2A4)与BD支臂(2A5)，BC支臂(2A4)与BD支臂(2A5)之间是BB凹槽(2A6)；所述BA凹槽(2A3)用于放置圆盘体(3)的外缘面(3B)，且通过螺钉将BA支臂(2A1)与BB支臂(2A2)固定在圆盘体(3)上；所述BB凹槽(2A6)用于放置转子叠层(2B)；所述BC支臂(2A4)上用螺钉固定有转子上压板(2C)；所述BD支臂(2A5)上用螺钉固定有转子下压板(2D)；

沿圆盘体(3)圆周分布有多个径轴向磁轴承一体转子组件(2)；

圆盘体(3)为平整圆环盘结构，圆盘体(3)的中心设有中心通孔(3A)，所述中心通孔(3A)用于单轴转台驱动机构(5)的第五转轴(5A)的一端穿过；圆盘体(3)的边缘为外缘面(3B)，在外缘面(3B)上安装有多个圆周分布的径轴向磁轴承一体转子组件(2)；

圆盘体(3)与沿圆盘体(3)圆周分布有多个径轴向磁轴承一体转子组件(2)构成磁悬浮转动平台(1)；磁悬浮转动平台(1)经转台驱动电机组件(5)驱动实现转动；

底座(4)的中心设有DA通孔(4A)，DA通孔(4A)处的上方设有DA凸台(4B)，DA通孔(4A)处的下方设有DB凸台(4E)，DA通孔(4A)内设有DC凸台(4F)；底座(4)的上方设有沉头腔(4C)和外凸台(4D)，所述外凸台(4D)上均匀分布安装有四个磁悬浮轴承定子组件，即A径轴向磁轴承一体定子组件(6)、B径轴向磁轴承一体定子组件(7)、C径轴向磁轴承一体定子组件(8)、D径轴向磁轴承一体定子组件(9)；在安装有磁悬浮轴承定子组件处的底座(4)的外缘面(4H)上设有盲孔，即：

A径轴向磁轴承一体定子组件(6)处的底座(4)的外缘面(4H)上设有DA盲孔；DA盲孔用于安装第一驱动机构(10)的第一转轴(10A)的一端；

B径轴向磁轴承一体定子组件(7)处的底座(4)的外缘面(4H)上设有DB盲孔(4G2)；DB盲孔(4G2)用于安装第三驱动机构(12)的第三转轴(12A)的一端；

C径轴向磁轴承一体定子组件(8)处的底座(4)的外缘面(4H)上设有DC盲孔(4G3)；DC盲孔(4G3)用于安装第二驱动机构(11)的第二转轴(11A)的一端；

D径轴向磁轴承一体定子组件(9)处的底座(4)的外缘面(4H)上设有DD盲孔；DD盲孔用于安装第四驱动机构(13)的第四转轴(13A)的一端；

底座(4)设置在圆盘体(3)的下方；

单轴转台驱动机构(5)包括有转轴(5A)、电机定子(5B)、EA线圈(5C)、转子挡环(5E)、护套(5F)和永磁体(5G)；

转轴(5A)上设有EA轴段(5A1)、EB轴段(5A2)、EC轴段(5A3)、轴肩(5A4)；EA轴段(5A1)与EB轴段(5A2)之间是轴肩(5A4)；

EA轴段(5A1)用于穿过圆盘体(3)的中心通孔(3A)，且与圆盘体(3)固定安装；

EB轴段(5A2)上用于放置EA线圈(5C)的上端；

EC轴段(5A3)上套接有永磁体(5G)，永磁体(5G)的外部套接有护套(5F)，永磁体(5G)与护套(5F)的上端顶紧在EB轴段(5A2)的下端面上，永磁体(5G)与护套(5F)的下端安装有转子挡环(5E)；护套(5F)的外部套接有电机定子(5B)；

电机定子(5B)的内部圆周上均匀分布有线圈骨架(5D)，相邻线圈骨架(5D)之间是线圈沟槽(5D1)，线圈沟槽(5D1)内放置有线圈(5C)；

电机定子(5B)固定安装在底座(4)的DA通孔(4A)中；

A径轴向磁轴承一体定子组件(6)包括有FA轴承支架(6A)、FB轴承支架(6B)、FA径向探头支架(6C)、FB径向探头支架(6D)、A径向磁轴承定子线圈(6E)、A径向磁轴承定子(6F)、FA轴向磁轴承定子(6G)、FB轴向磁轴承定子(6H)、FA轴向磁轴承定子线圈(6I)、FB轴向磁轴承定子线圈(6J)、FA轴向探头(6K)、FB轴向探头(6L)、FC轴向探头(6M)、FD轴向探头(6N)、FA径向探头(6O)和FB径向探头(6P)；

FA轴承支架(6A)与FB轴承支架(6B)的结构相同；FA轴承支架(6A)上设有FA支臂(6A1)和FB支臂(6A2)；FB支臂(6A2)固定在FA径向探头支架(6C)的上端板面(6C1)上；FB轴承支架(6B)上设有FC支臂(6B1)和FD支臂(6B2)；FD支臂(6B2)固定在FB径向探头支架(6D)的下端板面上；

FA径向探头支架(6C)与FB径向探头支架(6D)的结构相同；FA径向探头支架(6C)的侧板面(6C2)上设有FA通孔(6C4)和FA开口凹槽(6C3)；FA径向探头支架(6C)的上端板面(6C1)与FA轴承支架(6A)的FB支臂(6A2)固定；FA径向探头支架(6C)的下端板面与FB径向探头支架(6D)的上端板面(6D1)固定；FA通孔(6C4)用于安装FB径向探头(6P)；FB径向探头支架(6D)的侧板面(6D2)上设有FB通孔(6D4)和FB开口凹槽(6D3)；FB径向探头支架(6D)的下端板面与FB轴承支架(6B)的FD支臂(6B2)固定；FB通孔(6D4)用于安装FA径向探头(6O)；FA开口凹槽(6C3)与FB开口凹槽(6D3)共形为一个矩形凹槽，所述矩形凹槽用于固定A径向磁轴承定子(6F)，A径向磁轴承定子(6F)上缠绕有A径向磁轴承定子线圈(6E)；

FA轴向磁轴承定子(6G)与FB轴向磁轴承定子(6H)的结构相同；FA轴向磁轴承定子(6G)的左右两端分别设有FC通孔(6G1)和FD通孔(6G2)；FA轴向磁轴承定子(6G)的一板面为平整板面；FA轴向磁轴承定子(6G)的另一板面上设有FA轴磁线圈骨架(6G3)和FA轴磁线圈凹槽(6G4)；FC通孔(6G1)用于安装FB轴向探头(6L)；FD通孔(6G2)用于安装FA轴向探头(6K)；FA轴磁线圈骨架(6G3)上缠绕有FA轴向磁轴承定子线圈(6I)，且FA轴向磁轴承定子线圈(6I)置于FA轴磁线圈凹槽(6G4)内；FB轴向磁轴承定子(6H)的左右两端分别设有FE通孔(6H1)和FF通孔(6H2)；FB轴向磁轴承定子(6H)的一板面为平整板面；FB轴向磁轴承定子(6H)的另一板面上设有FB轴磁线圈骨架(6H3)和FB轴磁线圈凹槽(6H4)；FE通孔(6H1)用于安装FD轴向探头6N；FF通孔(6H2)用于安装FC轴向探头(6M)；FB轴磁线圈骨架(6H3)上缠绕有FB轴向磁轴承定子线圈(6J)，且FB轴向磁轴承定子线圈(6J)置于FB轴磁线圈凹槽(6H4)内；

B径轴向磁轴承一体定子组件(7)包括有GA轴承支架(7A)、GB轴承支架(7B)、GA径向探头支架(7C)、GB径向探头支架(7D)、B径向磁轴承定子线圈(7E)、B径向磁轴承定子(7F)、GA轴向磁轴承定子(7G)、GB轴向磁轴承定子(7H)、GA轴向磁轴承定子线圈(7I)、GB轴向磁轴承定子线圈(7J)、GA轴向探头(7K)、GB轴向探头(7L)、GC轴向探头(7M)、GD轴向探头(7N)、GA径向探头(7O)和GB径向探头(7P)；

GA轴承支架(7A)与GB轴承支架(7B)的结构相同；GA轴承支架(7A)上设有GA支臂(7A1)和GB支臂(7A2)；GB支臂(7A2)固定在GA径向探头支架(7C)的上端板面(7C1)上；GB轴承支架(7B)上设有GC支臂(7B1)和GD支臂(7B2)；GD支臂(7B2)固定在GB径向探头支架(7D)的下端板面上；

GA径向探头支架(7C)与GB径向探头支架(7D)的结构相同；GA径向探头支架(7C)的侧板面(7C2)上设有GA通孔(7C4)和GA开口凹槽(7C3)；GA径向探头支架(7C)的上端板面(7C1)与GA轴承支架(7A)的GB支臂(7A2)固定；GA径向探头支架(7C)的下端板面与GB径向探头支架(7D)的上端板面(7D1)固定；GA通孔(7C4)用于安装GB径向探头(7P)；GB径向探头支架(7D)的侧板面(7D2)上设有GB通孔(7D4)和GB开口凹槽(7D3)；GB径向探头支架(7D)的下端板面与GB轴承支架(7B)的GD支臂(7B2)固定；GB通孔(7D4)用于安装GA径向探头(7O)；GA开口凹槽(7C3)与GB开口凹槽(7D3)共形为一个矩形凹槽，所述矩形凹槽用于固定B径向磁轴承定子(7F)，B径向磁轴承定子(7F)上缠绕有B径向磁轴承定子线圈(7E)；

GA轴向磁轴承定子(7G)与GB轴向磁轴承定子(7H)的结构相同；GA轴向磁轴承定子(7G)的左右两端分别设有GC通孔(7G1)和GD通孔(7G2)；GA轴向磁轴承定子(7G)的一板面为平整板面；GA轴向磁轴承定子(7G)的另一板面上设有GA轴磁线圈骨架(7G3)和GA轴磁线圈凹槽(7G4)；GC通孔(7G1)用于安装GB轴向探头(7L)；GD通孔(7G2)用于安装GA轴向探头(7K)；GA轴磁线圈骨架(7G3)上缠绕有GA轴向磁轴承定子线圈(7I)，且GA轴向磁轴承定子线圈(7I)置于GA轴磁线圈凹槽(7G4)内；GB轴向磁轴承定子(7H)的左右两端分别设有GE通孔(7H1)和GF通孔(7H2)；GB轴向磁轴承定子(7H)的一板面为平整板面；GB轴向磁轴承定子(7H)的另一板面上设有GB轴磁线圈骨架(7H3)和GB轴磁线圈凹槽(7H4)；GE通孔(7H1)用于安装GD轴向探头(7N)；GF通孔(7H2)用于安装GC轴向探头(7M)；GB轴磁线圈骨架(7H3)上缠绕有GB轴向磁轴承定子线圈(7J)，且GB轴向磁轴承定子线圈(7J)置于GB轴磁线圈凹槽(7H4)内；

C径轴向磁轴承一体定子组件(8)包括有HA轴承支架(8A)、HB轴承支架(8B)、HA径向探头支架(8C)、HB径向探头支架(8D)、C径向磁轴承定子线圈(8E)、C径向磁轴承定子(8F)、HA轴向磁轴承定子(8G)、HB轴向磁轴承定子(8H)、HA轴向磁轴承定子线圈(8I)、HB轴向磁轴承定子线圈(8J)、HA轴向探头(8K)、HB轴向探头(8L)、HC轴向探头(8M)、HD轴向探头(8N)、HA径向探头(8O)和HB径向探头(8P)；

HA轴承支架(8A)与HB轴承支架(8B)的结构相同；HA轴承支架(8A)上设有HA支臂(8A1)和HB支臂(8A2)；HB支臂(8A2)固定在HA径向探头支架(8C)的上端板面(8C1)上；HB轴承支架(8B)上设有HC支臂(8B1)和HD支臂(8B2)；HD支臂(8B2)固定在HB径向探头支架(8D)的下端板面上；

HA径向探头支架(8C)与HB径向探头支架(8D)的结构相同；HA径向探头支架(8C)的侧板面(8C2)上设有HA通孔(8C4)和HA开口凹槽(8C3)；HA径向探头支架(8C)的上端板面(8C1)与HA轴承支架(8A)的HB支臂(8A2) 固定；HA径向探头支架8C的下端板面与HB径向探头支架8D的上端板面8D1固定；HA通孔(8C4)用于安装HB径向探头(8P)；HB径向探头支架(8D)的侧板面(8D2)上设有HB通孔(8D4)和HB开口凹槽(8D3)；HB径向探头支架(8D)的下端板面与HB轴承支架(8B)的HD支臂(8B2)固定；HB通孔(8D4)用于安装HA径向探头(8O)；HA开口凹槽(8C3)与HB开口凹槽(8D3)共形为一个矩形凹槽，所述矩形凹槽用于固定C径向磁轴承定子(8F)，C径向磁轴承定子(8F)上缠绕有C径向磁轴承定子线圈(8E)；

HA轴向磁轴承定子(8G)与HB轴向磁轴承定子(8H)的结构相同；HA轴向磁轴承定子(8G)的左右两端分别设有HC通孔(8G1)和HD通孔(8G2)；HA轴向磁轴承定子(8G)的一板面为平整板面；HA轴向磁轴承定子(8G)的另一板面上设有HA轴磁线圈骨架(8G3)和HA轴磁线圈凹槽(8G4)；HC通孔(8G1)用于安装HB轴向探头(8L)；HD通孔(8G2)用于安装HA轴向探头(8K)；HA轴磁线圈骨架(8G3)上缠绕有HA轴向磁轴承定子线圈(8I)，且HA轴向磁轴承定子线圈(8I)置于HA轴磁线圈凹槽(8G4)内；HB轴向磁轴承定子(8H)的左右两端分别设有HE通孔(8H1)和HF通孔(8H2)；HB轴向磁轴承定子(8H)的一板面为平整板面；HB轴向磁轴承定子(8H)的另一板面上设有HB轴磁线圈骨架(8H3)和HB轴磁线圈凹槽(8H4)；HE通孔(8H1)用于安装HD轴向探头(8N)；HF通孔(8H2)用于安装HC轴向探头(8M)；HB轴磁线圈骨架(8H3)上缠绕有HB轴向磁轴承定子线圈(8J)，且HB轴向磁轴承定子线圈(8J)置于HB轴磁线圈凹槽(8H4)内；

D径轴向磁轴承一体定子组件(9)包括有IA轴承支架(9A)、IB轴承支架(9B)、IA径向探头支架(9C)、IB径向探头支架(9D)、D径向磁轴承定子线圈(9E)、D径向磁轴承定子(9F)、IA轴向磁轴承定子(9G)、IB轴向磁轴承定子(9H)、IA轴向磁轴承定子线圈(9I)、IB轴向磁轴承定子线圈(9J)、IA轴向探头(9K)、IB轴向探头(9L)、IC轴向探头(9M)、ID轴向探头(9N)、IA径向探头(9O)和IB径向探头(9P)；

IA轴承支架(9A)与IB轴承支架(9B)的结构相同；IA轴承支架(9A)上设有IA支臂(9A1)和IB支臂(9A2)；IB支臂(9A2)固定在IA径向探头支架(9C)的上端板面(9C1)上；IB轴承支架(9B)上设有IC支臂(9B1)和ID支臂(9B2)；ID支臂(9B2)固定在IB径向探头支架(9D)的下端板面上；

IA径向探头支架(9C)与IB径向探头支架(9D)的结构相同；IA径向探头支架(9C)的侧板面(9C2)上设有IA通孔(9C4)和IA开口凹槽(9C3)；IA径向探头支架(9C)的上端板面(9C1)与IA轴承支架(9A)的IB支臂(9A2)固定；IA径向探头支架(9C)的下端板面与IB径向探头支架(9D)的上端板面(9D1)固定；IA通孔(9C4)用于安装IB径向探头(9P)；IB径向探头支架(9D)的侧板面(9D2)上设有IB通孔(9D4)和IB开口凹槽(9D3)；IB径向探头支架(9D)的下端板面与IB轴承支架(9B)的ID支臂(9B2)固定；IB通孔(9D4)用于安装IA径向探头(9O)；IA开口凹槽(9C3)与IB开口凹槽(9D3)共形为一个矩形凹槽，所述矩形凹槽用于固定D径向磁轴承定子(9F)，D径向磁轴承定子(9F)上缠绕有D径向磁轴承定子线圈(9E)；

IA轴向磁轴承定子(9G)与IB轴向磁轴承定子(9H)的结构相同；IA轴向磁轴承定子(9G)的左右两端分别设有IC通孔(9G1)和ID通孔(9G2)；IA轴向磁轴承定子(9G)的一板面为平整板面；IA轴向磁轴承定子(9G)的另一板面上设有IA轴磁线圈骨架(9G3)和IA轴磁线圈凹槽(9G4)；IC通孔(9G1)用于安装IB轴向探头(9L)；ID通孔(9G2)用于安装IA轴向探头(9K)；IA轴磁线圈骨架(9G3)上缠绕有IA轴向磁轴承定子线圈(9I)，且IA轴向磁轴承定子线圈(9I)置于IA轴磁线圈凹槽(9G4)内；IB轴向磁轴承定子(9H)的左右两端分别设有IE通孔(9H1)和IF通孔(9H2)；IB轴向磁轴承定子(9H)的一板面为平整板面；IB轴向磁轴承定子(9H)的另一板面上设有IB轴磁线圈骨架(9H3)和IB轴磁线圈凹槽(9H4)；IE通孔(9H1)用于安装ID轴向探头(9N)；IF通孔(9H2)用于安装IC轴向探头(9M)；IB轴磁线圈骨架(9H3)上缠绕有IB轴向磁轴承定子线圈(9J)，且IB轴向磁轴承定子线圈(9J)置于IB轴磁线圈凹槽(9H4)内。