本發(fā)明涉及一種服務(wù)于航天器機(jī)載敏感設(shè)備的電磁定位隔振平臺。

技術(shù)背景

隨著航空航天事業(yè)的不斷深入開展,對于航天器機(jī)載敏感設(shè)備的定位精度和穩(wěn)定度等技術(shù)指標(biāo)有著越來越苛刻的要求，這些機(jī)載敏感設(shè)備包括空間望遠(yuǎn)鏡、偵查相機(jī)、空間干涉儀以及空間實驗室的生命科學(xué)實驗裝置、流體實驗裝置等。由于上述敏感設(shè)備在軌運(yùn)行時會受到設(shè)備自身運(yùn)行、航天器上其它設(shè)備運(yùn)行及航天員活動等所引入的擾動的影響，使得航天器無法為敏感設(shè)備提供其所需的定位精度及微重力條件，因此研發(fā)一種服務(wù)于航天器機(jī)載敏感設(shè)備的電磁定位隔振平臺是十分有意義的。中國專利201610977643.0號公開了一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實驗的隔振平臺，包括定子、浮子、二軸電磁激勵器以及位移傳感器等。這種隔振平臺的缺點(diǎn)在于：采用六個位移傳感器對隔振平臺的位置和姿態(tài)進(jìn)行測量，需采用的測量元件較多，安裝復(fù)雜；同時隔振平臺僅安裝了位移傳感器，沒有安裝線加速度傳感器，難于滿足空間加速度測量及控制的需要，因此僅能對隔振平臺進(jìn)行定位控制，難于滿足加速度隔振控制需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)位置測量元件安裝復(fù)雜，無法對微振動加速度進(jìn)行有效測量與控制的不足，本發(fā)明提出了一種各元器件安裝布置簡單，可對微加速度進(jìn)行測量控制的電磁定位隔振平臺。

一種電磁定位隔振平臺，具有基座，工作平臺，作用力輸出系統(tǒng),加速度測量單元，位置測量單元和控制器；作用力輸出系統(tǒng)由3套二軸電磁激勵器構(gòu)成，二軸電磁激勵器通過洛倫茲力無接觸連接工作平臺與基座，二軸電磁激勵器以工作平臺的中心為圓心間隔120°沿同一圓周均勻陣列布置；加速度測量單元由6個線加速度傳感器構(gòu)成，每兩個線加速度傳感器正交安裝于一個加速度傳感器安裝塊上，加速度傳感器安裝塊與工作平臺固定，以工作平臺的中心為圓心沿同一圓周均勻布置，且與二軸電磁激勵器在圓周方向間隔布置；位置測量單元由三組二維psd傳感器和對應(yīng)的三組激光器組成，每組激光器同樣通過上述加速度傳感器安裝塊安裝于工作平臺，二維psd傳感器與相對應(yīng)的激光器對位，在同一圓周方向上等間隔分布，同樣與二軸電磁激勵器在圓周方向間隔布置；

其特征在于：二軸電磁激勵器利用洛倫茲力實現(xiàn)工作平臺與基座間的無接觸連接和相互作用，由第一工作部和第二工作部組成，通電時第一工作部相對第二工作部運(yùn)動；第一工作部由永磁體和磁軛組成，永磁體和磁軛形成閉合磁路，磁軛與工作平臺固定；

第二工作部包括線路板和線圈支架，線圈支架與基座固定，線路板固定于線圈支架上，線路板上有線圈，線路板為pcb印刷電路板，線路板與控制器連接；線圈位于閉合磁路內(nèi)，穿過線圈的所有磁力線同向，線圈包含x向洛倫茲力發(fā)生部和z向洛倫茲力發(fā)生部，x向洛倫茲力發(fā)生部與z向洛倫茲力發(fā)生部相互獨(dú)立且正交；x向洛倫茲力發(fā)生部中的所有導(dǎo)線的電流流向相同，z向洛倫茲力發(fā)生部中的所有導(dǎo)線的電流流向相同；其中x向與工作平臺的軸向垂直，同時與由坐標(biāo)原點(diǎn)到力作用點(diǎn)所形成的矢徑方向垂直，z向與工作平臺的軸向平行。上述x向和z向指的是每個二軸電磁激勵器自身坐標(biāo)系的x軸向和z軸向。

所謂洛倫茲力發(fā)生部，是指在磁場中產(chǎn)生洛倫茲力的通電線圈部位。x向洛倫茲力發(fā)生部的導(dǎo)線沿z向排列，通電后產(chǎn)生x向作用力，z向洛倫茲力發(fā)生部的導(dǎo)線則沿x向排列，通電后產(chǎn)生z向作用力。x向洛倫茲力發(fā)生部與z向洛倫茲力發(fā)生部相互獨(dú)立是指這兩個洛倫茲力發(fā)生部的導(dǎo)線沒有電連接關(guān)系，所產(chǎn)生的作用力彼此獨(dú)立。

進(jìn)一步，x向洛倫茲力發(fā)生部包含多個z向繞組層，z向洛倫茲力發(fā)生部包含多個x向繞組層，x向繞組層和z向繞組層間隔分布，各x向繞組層和z向繞組層間分別通過多層線路板上的過孔進(jìn)行連接。

進(jìn)一步，各層x向洛倫茲力發(fā)生部和z向洛倫茲力發(fā)生部分別由平行布置的導(dǎo)線組組成，導(dǎo)線組中的導(dǎo)線并聯(lián)，導(dǎo)線組中每一根導(dǎo)線均屬于同向繞組的一部分，當(dāng)該繞組通入電流后，繞組中的所有導(dǎo)線的電流流向均相同。其次要產(chǎn)生相互垂直正交的x向安培力和z向安培力，x向安培力發(fā)生部和z向安培力發(fā)生部必然垂直正交布置。

或者，線圈包含各導(dǎo)線串聯(lián)的x向繞制線圈和z向線圈，x向線圈中位于磁場中等距離分布的多匝導(dǎo)線段形成向洛倫茲力發(fā)生部，x向線圈中位于磁場外的導(dǎo)線段作為連接導(dǎo)線段；z向線圈中位于磁場中的等距離分布的多匝導(dǎo)線段形成向洛倫茲力發(fā)生部，z向線圈中位于磁場外的導(dǎo)線段作為連接導(dǎo)線段。要產(chǎn)生垂直正交x向的洛倫茲力和z向的洛倫茲力，x向洛倫茲力發(fā)生部與z向洛倫茲力發(fā)生部也必然垂直正交。

或者，線圈包含x向線圈組和z向線圈組，x向線圈組和z向線圈組由各自的第一子線圈和第二子線圈形成，第一子線圈和第二子線圈相鄰且由一根導(dǎo)線繞制，第一子線圈逆時針從內(nèi)向外繞線，第二子線圈順時針從外向內(nèi)繞線，第一子線圈和第二子線圈處于同一個平面，第一子線圈和第二子線圈分別繞制多匝，每匝分別由有效導(dǎo)線段和連接導(dǎo)線段組成，有效導(dǎo)線段在磁場內(nèi)，連接導(dǎo)線段在磁場外，第一子線圈和第二子線圈中相鄰且等間隔分布的有效導(dǎo)線段形成洛倫茲力發(fā)生部。

進(jìn)一步，磁軛有且僅有一個缺口，兩個磁鋼相對安裝于該缺口處。磁軛的形狀可以是u形、c形等。當(dāng)然，磁鋼的安裝方式不限于上述方案，首先在磁鋼的數(shù)量上也可以采用單磁鋼進(jìn)行激勵，其次不同于上述面極式串聯(lián)安裝方案，也可以采用隱極式串聯(lián)安裝方案，將磁鋼串聯(lián)在磁軛中。

進(jìn)一步，工作平臺和基座均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，工作平臺設(shè)置有用于安裝敏感載荷的螺紋孔，螺紋孔有多個。敏感載荷通過螺紋孔與工作平臺固連。基座設(shè)置有多個安裝孔，螺栓穿過安裝孔將基座與航天器固連。

三套二軸電磁激勵器相互間隔120°在工作臺面和基座間沿同一圓周均勻布置。每套二軸電磁激勵器分別產(chǎn)生一個z軸向力和一個x軸向力，即第一套二軸電磁激勵器產(chǎn)生f1z和f1x兩個正交力，第二套二軸電磁激勵器產(chǎn)生f2z和f2x兩個正交力，第三套二軸電磁激勵器產(chǎn)生f3z和f3x兩個正交力。六個輸出力共同作用在工作平臺上，可產(chǎn)生沿工作平臺坐標(biāo)軸的作用力fx、fy、fz和繞其坐標(biāo)軸的力矩mx、my、mz，從而實現(xiàn)對工作平臺的六自由度完全控制。工作平臺坐標(biāo)系是以工作平臺的中心為原點(diǎn)o，工作平臺的軸向為z軸，工作平臺的臺面為xoy平面而建立的oxyz坐標(biāo)系。

進(jìn)一步，每個加速度傳感器安裝塊具有兩個正交的安裝面和一個激光器安裝孔，每個線加速度傳感器固定在一個安裝面上，一個線加速度傳感器的敏感軸方向與z軸平行，另一個線加速度傳感器的敏感軸布置在xoy平面內(nèi)且方向與坐標(biāo)系原點(diǎn)到測量點(diǎn)所形成矢徑方向垂直，二維psd傳感器的激光器固定在加速度傳感器安裝塊的安裝孔內(nèi)，psd傳感器通過psd傳感器安裝塊固定于基座上，psd傳感器的敏感面正對激光器。

經(jīng)上述方式安裝線加速度傳感器后，只要采集上述六個伺服線加速度傳感器的加速度值，其中在第1個加速度傳感器安裝塊上采集a1x和a1z兩個軸向的加速度信號，在第2個加速度傳感器安裝塊上采集a2x和a2z兩個軸向的加速度信號，在第3個加速度傳感器安裝塊上采集a3x和a3z兩個軸向的加速度信號，便可以經(jīng)算法解算得到工作平臺在oxyz坐標(biāo)系下沿各坐標(biāo)軸的線加速度（ax、ay、az）及角加速度。

當(dāng)激光器的光斑落在psd敏感面上，psd傳感器便可以根據(jù)光斑在敏感面上的位置輸出相對應(yīng)的x向電壓和z向電壓，得到光斑在光敏面上的位置，其中x向和z向指的是每個安裝塊自身的坐標(biāo)系下的x軸向和z軸向，其中z軸向與工作平臺的z軸向平行，x軸向與工作平臺的z軸向垂直，且與由工作平臺坐標(biāo)原點(diǎn)到敏感面中心所形成的矢徑方向垂直。本發(fā)明將激光器通過加速度傳感器安裝塊與線加速度傳感器一起安裝在工作平臺上，psd傳感器則對應(yīng)通過psd傳感器安裝塊安裝在基座上，三組二維psd同樣互成120°在同一圓周上均勻?qū)ΨQ布置在各激勵器之間。同樣，根據(jù)三組psd傳感器的輸出值e1x、e1z、e2x、e2z、e3x、e3z及傳感器的安裝距離便可以解算得到工作平臺所在坐標(biāo)系原點(diǎn)相對基座所在坐標(biāo)系原點(diǎn)的位移（、、）及轉(zhuǎn)動角度（、、）。

進(jìn)一步，基座上設(shè)置限位單元，限位單元包括限位銷和限位塊，限位銷固定于工作平臺，限位塊固定于基座，限位塊上設(shè)有限位槽，限位銷位于限位槽內(nèi)并在限位槽內(nèi)自由運(yùn)動；限位單元有三個，限位單元以工作平臺的中心為圓心陣列布置。限位單元同樣互隔120°在同一圓周上均勻?qū)ΨQ布置在工作平臺和基座之間，其中限位銷為圓柱狀結(jié)構(gòu)，限位銷一端具有螺紋且通過該螺紋固定在工作平臺側(cè)壁的螺紋孔中；限位塊為一長方體結(jié)構(gòu)，限位塊一端通過螺紋與基座固定連接，另一端開設(shè)有方形孔，該方形孔作為限位槽，限位銷僅可以在方形孔中自由運(yùn)動，從而對工作平臺的相對運(yùn)動范圍進(jìn)行限制。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是：在工作過程中，首先通過位置測量單元和加速度測量單元實時采集工作平臺的運(yùn)動信息，平臺的運(yùn)動信息通過ad轉(zhuǎn)換后傳遞給控制器，接著控制器根據(jù)上位機(jī)的控制信息和采集到的平臺運(yùn)動信息經(jīng)算法處理后得到進(jìn)行定位或隔振操作各激勵器所需輸出的推力，并通過da將輸出控制信號轉(zhuǎn)換為模擬控制電壓，最后通過功率放大器轉(zhuǎn)換為激勵線圈內(nèi)部所通過的電流，從而對各激勵器輸出力進(jìn)行控制，完成一次定位或隔振控制循環(huán)。

本發(fā)明的有益效果是：1、采用三組基于多層pcb制板工藝進(jìn)行設(shè)計制造的二軸電磁激勵器作為定位隔振平臺的作動器，可實現(xiàn)對工作平臺進(jìn)行六自由度精確控制；二軸電磁激勵器的各向洛倫茲力發(fā)生部中所有導(dǎo)線的電流流向相同，所處閉合磁路的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向也相同，因此x軸向洛倫茲力發(fā)生部和z軸向洛倫茲力發(fā)生部均能各自獨(dú)立產(chǎn)生安培力，分別使線路板輸出x軸向和z軸向的力，而不會發(fā)生力的干涉。

2、采用三組二維psd傳感器實現(xiàn)對工作平臺與基座的相對位置進(jìn)行精確測量；采用六個線加速度傳感器兩兩組合使用對工作平臺的微小加速度進(jìn)行精確測量。

3、上述二軸電磁激勵器、線加速度傳感器和二維psd傳感器均采用空間對稱布局方案，元器件的安裝更為方便、精確，工作平臺及安裝元器件的質(zhì)量分布更為均勻，有利于對測量信息和控制力輸出的解耦，有利于實現(xiàn)工作平臺相對基座的精確定位和工作平臺自身微振動干擾的衰減。

附圖說明

圖1是電磁定位隔振平臺示意圖。

圖2是隱藏工作平臺的電磁定位隔振平臺示意圖。

圖3是二軸電磁激勵器示意圖。

圖3-1是實施例1分別產(chǎn)生x向和z向作用力的線圈單層繞制示意圖。

圖3-2-1是實施例2中產(chǎn)生z向作用力的線圈單層繞制示意圖。

圖3-2-2是實施例2中產(chǎn)生x向作用力的線圈單層繞制示意圖。

圖3-3是實施例3的線圈繞制示意圖。

圖4是線加速度傳感器及激光器安裝示意圖。

圖5是psd傳感器安裝示意圖。

圖6是二軸電磁激勵器在工作平臺上布局后的六個力輸出方向示意圖，其中a為空間布局的示意圖，b為沿工作平臺z軸負(fù)方向俯視的六個力示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1和2所示的一種電磁定位隔振平臺，具有基座2，工作平臺1，作用力輸出系統(tǒng)，加速度測量單元，位置測量單元和控制器；作用力輸出系統(tǒng)由3套二軸電磁激勵器構(gòu)成，二軸電磁激勵器通過洛倫茲力無接觸連接工作平臺1與基座2，二軸電磁激勵器以工作平臺1的中心為圓心成120°沿同一圓周均勻陣列布置；加速度測量單元由6個線加速度傳感器4-2構(gòu)成，每兩個線加速度傳感器正交安裝于一個加速度傳感器安裝塊4-1上，加速度傳感器安裝塊4-1與工作平臺1固定，以工作平臺1的中心為圓心沿同一圓周間隔120°均勻布置，且與二軸電磁激勵器間隔布置；位置測量單元由3組二維psd傳感器4-4和相應(yīng)的三組激光器4-3構(gòu)成，激光器4-3同樣通過上述加速度傳感器安裝塊4-1安裝于工作平臺1，psd傳感器4-4的布置方向與相對應(yīng)的激光器4-3對應(yīng)，同樣與二軸電磁激勵器間隔布置。

二軸電磁激勵器由第一工作部和第二工作部組成，通電時第一工作部相對第二工作部運(yùn)動；第一工作部由永磁體3-2和磁軛3-1組成，永磁體3-2和磁軛3-1形成閉合磁路，磁軛3-1與工作平臺1固定。如圖3所示，二軸電磁激勵器的第一工作部和第二工作部之間無接觸，利用洛倫茲力實現(xiàn)工作平臺1與基座2間的無接觸連接和相互作用。

第二工作部包括線路板3-3和線圈支架3-4，線圈支架3-4與基座2固定，線路板3-3固定于線圈支架3-4上，線路板3-3上有線圈，線路板3-3為pcb印刷電路板，線路板3-3與控制器連接；線圈位于閉合磁路內(nèi)，穿過線圈的所有磁力線同向，線圈包含x向洛倫茲力發(fā)生部和z向洛倫茲力發(fā)生部，x向洛倫茲力發(fā)生部與z向洛倫茲力發(fā)生部相互獨(dú)立且正交；x向洛倫茲力發(fā)生部中的所有導(dǎo)線的電流流向相同，z向洛倫茲力發(fā)生部中的所有導(dǎo)線的電流流向相同，其中x向與工作平臺的軸向垂直，同時于由坐標(biāo)原點(diǎn)到力作用點(diǎn)所形成的矢徑方向垂直，z向與工作平臺1的軸向平行。

所謂洛倫茲力發(fā)生部，是指在磁場中產(chǎn)生洛倫茲力的通電線圈部位。如圖3-1所示，在虛線所示的工作磁場中，x向洛倫茲力發(fā)生部的導(dǎo)線沿z向排列，通電后產(chǎn)生x向作用力fx，z向洛倫茲力發(fā)生部的導(dǎo)線則沿x向排列，通電后產(chǎn)生向作用力fz。x向洛倫茲力發(fā)生部與向洛倫茲力發(fā)生部相互獨(dú)立是指這兩個洛倫茲發(fā)生部的導(dǎo)線沒有電連接關(guān)系，所產(chǎn)生的作用力彼此獨(dú)立。

x向洛倫茲力發(fā)生部包含多個z向繞組層，z向洛倫茲力發(fā)生部包含多個x向繞組層，x向繞組層和z向繞組層間隔分布，各x向繞組層和z向繞組層間分別通過多層線路板上的過孔進(jìn)行連接。

如圖3-1所示，各層的x向洛倫茲力發(fā)生部121和z向洛倫茲力發(fā)生部111分別由平行布置的導(dǎo)線組組成，導(dǎo)線組中的導(dǎo)線并聯(lián)，導(dǎo)線組中每一根導(dǎo)線均屬于同向繞組的一部分，當(dāng)該繞組通入電流后，繞組中的所有導(dǎo)線的電流流向均相同。其次要產(chǎn)生相互垂直正交的x向安培力和z向安培力，x向安培力發(fā)生部121和z向安培力發(fā)生部111必然垂直正交布置。

如圖3所示，磁軛3-1有且僅有一個缺口，兩個磁鋼相對安裝于該缺口處。磁軛3-1的形狀可以是u形、c形等。當(dāng)然，磁鋼的安裝方式不限于本實施例所述的方案，在磁鋼的數(shù)量上也可以采用單磁鋼進(jìn)行激勵，也可以采用兩個磁鋼分別安裝于磁軛的兩個側(cè)臂上，還可以采用隱極式串聯(lián)安裝方案，將磁鋼串聯(lián)在磁軛中。

如圖1所示，工作平臺1和基座2均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，工作平臺1設(shè)置用于安裝敏感載荷的螺紋孔1-1，螺紋孔有多個。敏感載荷通過螺紋孔與工作平臺1固連。基座2設(shè)置有多個安裝孔2-1，螺栓穿過安裝孔將基座2與航天器固連。

如圖6(a)所示，三套二軸電磁激勵器相互間隔120°在工作臺面和基座間沿同一圓周進(jìn)行布置。工作平臺坐標(biāo)系是以工作平臺1的中心為原點(diǎn)o，工作平臺1的軸向為z軸，工作平臺1的臺面為平面而建立的坐標(biāo)系。如圖6(b)所示，每個二軸電磁激勵器分別沿各自坐標(biāo)軸產(chǎn)生一個z軸向力和一個x軸向力，第一套二軸電磁激勵器產(chǎn)生f1z和f1x兩個正交力，第二套二軸電磁激勵器產(chǎn)生f2z和f2x兩個正交力，第三套二軸電磁激勵器產(chǎn)生f3z和f3x兩個正交力，六個輸出力共同作用在工作平臺1上，可產(chǎn)生沿工作平臺坐標(biāo)系的作用力fx、fy、fz和繞其坐標(biāo)軸的力矩mx、my、mz，從而實現(xiàn)對工作平臺1的六自由度完全控制。

每個加速度傳感器安裝塊4-1具有兩個正交的安裝面和一個激光器4-3安裝孔，每個線加速度傳感器4-2固定在一個安裝面上，一個線加速度傳感器4-2的敏感軸方向與z軸平行，另一個線加速度傳感器4-2的敏感方向在垂直z軸的xoy平面內(nèi)，且與由原點(diǎn)及測量點(diǎn)形成的矢徑方向垂直，二維psd傳感器的激光器4-3固定在加速度傳感器安裝塊4-1的安裝孔內(nèi)，psd傳感器通過psd傳感器安裝塊4-5固定于基座2上。

經(jīng)上述方式安裝線加速度傳感器4-2后，只要采集上述六個伺服線加速度傳感器4-2的加速度值，其中在第一個加速度傳感器安裝塊上采集a1x和a1z兩個軸向的加速度信號，在第2個加速度傳感器安裝塊上采集a2x和a2z兩個軸向的加速度信號，在第3個加速度傳感器安裝塊上采集a3x和a3z兩個軸向的加速度信號，便可以經(jīng)算法解算得到工作平臺1在oxyz坐標(biāo)系下沿各坐標(biāo)軸的線加速度（ax、ay、az）及角加速度。

當(dāng)激光器4-3的光斑落在psd傳感器4-4的敏感面上，psd傳感器便可以根據(jù)光斑在敏感面上的位置輸出相對應(yīng)的x向電壓和z向電壓，得到光斑在光敏面上的位置，其中x向和z向指的是每個psd傳感器自身坐標(biāo)系上的x軸向和z軸向，其中z軸向與工作平臺1的軸向平行。本發(fā)明將激光器4-3通過加速度傳感器安裝塊4-1與線加速度傳感器4-2一起安裝在工作平臺1上，psd傳感器4-4對應(yīng)通過psd傳感器安裝塊4-5安裝在基座上，三組二維psd同樣互成120°在同一圓周上均勻?qū)ΨQ布置在各激勵器之間。同樣，根據(jù)三組psd傳感器的輸出值e1x、e1z、e2x、e2z、e3x、e3z及傳感器的安裝距離便可以解算得到工作平臺1所在坐標(biāo)系原點(diǎn)相對基座所在坐標(biāo)系原點(diǎn)的位移（、、）及轉(zhuǎn)動角度（、、）。

基座2上設(shè)置限位單元，限位單元包括限位銷5-1和限位塊5-2，限位銷5-1固定于工作平臺1，限位塊5-2固定于基座2，限位塊5-2上設(shè)有限位槽，限位銷5-1位于限位槽內(nèi)并僅在限位槽內(nèi)自由運(yùn)動；限位單元有三個，限位單元以工作平臺1的中心為圓心均勻陣列布置。限位單元同樣互隔120°在同一圓周上均勻?qū)ΨQ布置在工作平臺1和基座2之間，其中限位銷5-1為圓柱狀結(jié)構(gòu)，限位銷5-1一端具有螺紋且通過該螺紋固定在工作平臺1側(cè)壁的螺紋孔中；限位塊5-2為一長方體結(jié)構(gòu)，限位塊5-2一端通過螺紋與基座2固定連接，另一端開設(shè)有方形孔，該方形孔作為限位槽，限位銷僅可以在方形孔中自由運(yùn)動，從而對工作平臺1的相對運(yùn)動范圍進(jìn)行限制。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是：在工作過程中，首先通過位置測量單元和加速度測量單元實時采集工作平臺1的運(yùn)動信息，平臺的運(yùn)動信息通過ad轉(zhuǎn)換后傳遞給控制器，接著控制器根據(jù)上位機(jī)的控制信息和采集到的平臺運(yùn)動信息經(jīng)算法處理后得到進(jìn)行定位或隔振操作各激勵器所需輸出的推力，并通過da將輸出控制信號轉(zhuǎn)換為模擬控制電壓，最后通過功率放大器轉(zhuǎn)換為激勵線圈內(nèi)部所通過的電流，從而對各激勵器輸出力進(jìn)行控制，完成一次定位或隔振控制循環(huán)。

本發(fā)明的有益效果是：采用三組基于多層pcb制板工藝進(jìn)行設(shè)計制造的二維洛倫茲力激勵器作為定位隔振平臺的作動器，可實現(xiàn)對工作平臺進(jìn)行六自由度精確控制；采用三組二維psd傳感器實現(xiàn)對工作平臺與基座的相對位置進(jìn)行精確測量；采用六個線加速度傳感器組合使用對工作平臺的微小加速度進(jìn)行精確測量；上述三種關(guān)鍵元器件均采用空間對稱布局方案，元器件的安裝更為方便、精確，工作平臺及安裝元器件的質(zhì)量分布更為均勻，有利于對測量信息和控制力輸出的解耦，有利于實現(xiàn)工作平臺相對基座的精確定位和工作平臺自身的微振動干擾的衰減。

實施例2

本實施例與實施例1的區(qū)別之處在于：線圈的繞制方式不同。除了線圈以外的其余結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。

線圈的具體結(jié)構(gòu)如下：如圖3-2-1和3-2-2所示，線圈包含x向線圈組112和z向線圈組122，x向線圈組112和z向線圈組122由各自的第一子線圈和第二子線圈形成，第一子線圈和第二子線圈相鄰且由一根導(dǎo)線繞制，第一子線圈逆時針從內(nèi)向外繞線，第二子線圈順時針從外向內(nèi)繞線，第一子線圈和第二子線圈處于同一個平面，第一子線圈和第二子線圈分別繞制多匝，每匝分別由有效導(dǎo)線段和連接導(dǎo)線段組成。如圖中所示的虛線框為工作磁場所在區(qū)域，位于該區(qū)域內(nèi)為有效導(dǎo)線段，位于該區(qū)域外圍連接導(dǎo)線段。第一子線圈和第二子線圈中相鄰且等間隔分布的有效導(dǎo)線段形成洛倫茲力發(fā)生部。

這種方式繞制的線圈導(dǎo)線分布均勻，有效導(dǎo)線的數(shù)量多，產(chǎn)生的安培力大，對線路板表面的利用率高。

實施例3

本實施例與實施例1的區(qū)別之處在于：線圈的繞制方式不同。除了線圈以外的其余結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。

線圈的具體結(jié)構(gòu)如下：如圖3-3所示，線圈包含x向線圈123和z向線圈113，x向線圈123中位于虛線框所示工作磁場中等距離分布的多匝導(dǎo)線段形成z向洛倫茲力發(fā)生部，x向線圈123位于工作磁場外的導(dǎo)線段作為連接導(dǎo)線段；z向線圈113中位于磁場中的等距離分布的多匝導(dǎo)線段形成x向洛倫茲力發(fā)生部，z向線圈113位于磁場外的導(dǎo)線段作為連接導(dǎo)線段。要產(chǎn)生垂直正交的x向的洛倫茲力和z向的洛倫茲力，x向洛倫茲力發(fā)生部與z向洛倫茲力發(fā)生部也必然垂直正交。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。