[发明专利]一种高定位精度混合磁源磁力丝杠及其多谐波协同调制方法

权利要求书

1.一种高定位精度混合磁源磁力丝杠，其特征在于，由外向内依次包括磁螺母(1)、磁丝杆(2)，两者同轴放置；其中，所述磁螺母(1)和磁丝杆(2)之间有气隙，气隙长度根据磁力丝杠大小及要求选取；

所述磁螺母(1)由轴向充磁的螺旋形永磁体A1、螺旋调磁模块B1、螺旋形永磁体A2组成一个单元，多个单元依次排列构成；

所述磁丝杆(2)由轴向充磁的螺旋形永磁体A3、螺旋形永磁体A4、螺旋调磁模块B2和螺旋绕组C1、螺旋绕组C2组成一个单元，多个单元依次排列构成螺旋调磁模块，B2上绕制有螺旋绕组C1、螺旋绕组C2，其中螺旋绕组C1、螺旋绕组C2的电流方向相反，当混合磁源磁力丝杠在固定工作点提升推力密度时，螺旋绕组C1幅值为正值、螺旋绕组C2的幅值为负值，同理，当混合磁源磁力丝杠在固定工作点降低推力密度时，螺旋绕组C1幅值为负值、螺旋绕组C2的幅值为正值，通过改变螺旋绕组C1、螺旋绕组C2的电流的幅值和方向，实现混合磁源磁力丝杠的气隙磁场调节；

所述磁螺母(1)中，螺旋形永磁体A1、螺旋形永磁体A2产生的永磁磁场，通过螺旋调磁模块B1后，分别在轴向方向和圆周方向产生1次、3次、5次奇数次谐波幅值；同理，所述磁丝杆(2)中，螺旋形永磁体A3、螺旋形永磁体A4产生的永磁磁场，通过螺旋调磁模块B2后，产生与磁螺母(1)相同的谐波阶次，并且通过调节螺旋绕组C1、螺旋绕组C2中电流的幅值和方向，调节谐波幅值，实现磁螺母(1)和磁丝杆(2)的多谐波协同调制；

所述螺旋形永磁体A1、螺旋形永磁体A2的充磁方向指向螺旋调磁模块B1，螺旋形永磁体A3、螺旋形永磁体A4的充磁方向指向螺旋调磁模块B2，上述两种配合方式，均依据磁阻最小原理，通过调磁模块将螺旋永磁磁场引出。

2.根据权利要求1所述的一种高定位精度混合磁源磁力丝杠，其特征在于，所述磁螺母(1)中，螺旋形永磁体A1、螺旋形永磁体A2、螺旋调磁模块B1的导程均为λ，保证螺旋形永磁体A1、螺旋形永磁体A2的轴向长度一致，则螺旋形永磁体A1、螺旋形永磁体A2的轴向长度为l_pm＝λ/2-l_t，其中l_t为调磁模块B1的轴向长度。

3.根据权利要求1所述的一种高定位精度混合磁源磁力丝杠，其特征在于，所述磁丝杆(2)中，螺旋形永磁体A3、螺旋形永磁体A4、螺旋调磁模块B2、螺旋绕组C1、螺旋绕组C2的导程均为λ，保证螺旋形永磁体A3、螺旋形永磁体A4的轴向长度一致，则螺旋形永磁体A3、螺旋形永磁体A4的轴向长度为l_pm＝λ/2-l_t，其中l_t为调磁模块B2的轴向长度，调磁模块B2的调制齿宽度l_r＝(l_t-2l_a)/3，l_a的长度为螺旋绕组C1、螺旋绕组C2的螺旋槽宽度。

4.根据权利要求1所述的一种高定位精度混合磁源磁力丝杠，其特征在于，螺旋调磁模块B1、螺旋调磁模块B2的形状设计为“E型”结构。