[发明专利]一种磁悬浮旋转运动装置

权利要求书

1.一种磁悬浮旋转运动装置，其特征在于，包括：

磁悬浮转子机构(1)，其包括同轴设置的姿态调整转子组件(12)和旋转转子组件(13)，所述姿态调整转子组件(12)包括多个同轴设置且径向相邻的环形磁钢，所述旋转转子组件(13)包括与所述姿态调整转子组件(12)同轴且内外套设的环形的磁钢阵列；

磁悬浮定子机构(2)，其包括与所述姿态调整转子组件(12)同轴设置的姿态调整定子组件(21)和旋转定子组件(22)，所述姿态调整定子组件(21)在竖直方向对应于所述姿态调整转子组件(12)，所述姿态调整定子组件(21)包括多组调整线圈，多组所述调整线圈设置为能够驱动所述姿态调整转子组件(12)进行悬浮姿态调整；所述旋转定子组件(22)对应于所述旋转转子组件(13)，所述旋转定子组件(22)包括与所述姿态调整定子组件(21)同轴且内外套设的环形的线圈阵列，所述旋转定子组件(22)设置为能够驱动所述旋转转子组件(13)进行悬浮旋转；

测量机构(3)，所述测量机构(3)设置为对所述磁悬浮转子机构(1)进行悬浮状态测量和旋转状态测量；

所述姿态调整定子组件(21)包括水平调整部件(211)和垂向调整部件(212)，所述水平调整部件(211)对所述姿态调整转子组件(12)产生沿水平方向的第二电磁力和沿竖直方向的磁浮力，所述垂向调整部件(212)对所述姿态调整转子组件(12)产生沿竖直方向的第三电磁力，以对所述姿态调整转子组件(12)进行悬浮姿态调整；

所述水平调整部件(211)包括N个沿径向相邻设置的水平调整线圈和N个补偿磁钢(2113)，一个所述补偿磁钢(2113)对应一个所述水平调整线圈，所述补偿磁钢(2113)设置于所述水平调整线圈的中空处；N为正整数。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮旋转运动装置，其特征在于，所述旋转转子组件(13)的所述磁钢阵列呈水平设置；

所述旋转定子组件(22)的所述线圈阵列呈水平设置；

所述旋转定子组件(22)和所述旋转转子组件(13)之间产生转矩和沿竖直方向的第一电磁力。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮旋转运动装置，其特征在于，所述磁钢阵列包括多个扇形磁钢(131)和多个H磁钢(132)，两两所述扇形磁钢(131)之间设置所述H磁钢(132)，多个所述扇形磁钢(131)和多个所述H磁钢(132)沿圆周方向拼接成所述磁钢阵列；

所述线圈阵列包括多个扇形线圈(221)，多个所述扇形线圈(221)沿圆周方向拼接成所述线圈阵列；

所述扇形磁钢(131)、所述H磁钢(132)和所述扇形线圈(221)均水平设置。

4.根据权利要求2所述的磁悬浮旋转运动装置，其特征在于，所述磁钢阵列包括多个竖直设置的动子磁钢(133)，多个所述动子磁钢(133)沿圆周方向间隔设置围成所述磁钢阵列；

所述线圈阵列包括多个竖直设置的定子线圈(222)和水平设置的固定环(223)，多个所述定子线圈(222)沿圆周方向间隔设置围成所述线圈阵列，且多个所述定子线圈(222)安装于所述固定环(223)的内侧壁上；

所述线圈阵列沿水平方向环设于所述磁钢阵列的外侧。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮旋转运动装置，其特征在于，所述磁悬浮转子机构(1)还包括转子承载板(11)，所述转子承载板(11)设置有第一安装部，所述姿态调整转子组件(12)和所述旋转转子组件(13)安装于所述第一安装部；

所述磁悬浮定子机构(2)还包括定子承载板(23)，所述定子承载板(23)设置有第二安装部，所述姿态调整定子组件(21)和所述旋转定子组件(22)安装于所述第二安装部。