一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置

allin2023-03-01  171



1.本发明涉及软体机器人无束缚磁驱动技术领域,具体涉及一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置。


背景技术:

2.软体机器人是一个新生领域,随着软体机器人研究的不断深入,关于软体机器人的驱动方式也开始丰富起来,软体机器人的驱动方式主要取决于所使用的智能材料;一般有介电弹性体(de)、离子聚合物金属复合材料(ipmc)、形状记忆合金(sma)、形状记忆聚合物(smp)等等,从响应的物理量可分为如下几类:电场、压力、化学反应、光、温度以及磁场等。这些驱动方式中有一些是有束缚的,软体机器人身上装有导线或导管,以便通过外界实现电驱动或流体驱动,一些是无束缚的,无束缚驱动相对于有束缚的驱动有诸多优势。磁驱动为无束缚驱动的一种。永磁体应用范围多种多样,其中包括电视机,扬声器,音响喇叭,收音机,皮包扣,数据线磁环,电脑硬盘,手机震动器等等。总之,永磁体在人们生活中无所不在,它方便了我们的生产生活。在软体机器人领域,磁驱动也占据重要地位。海尔贝克环状阵列能够用最少的磁体产生最强的磁场。
3.现有的磁场驱动装置存在的缺点有,一是装置以及需要的外部设备比较复杂,还有实现驱动需要复杂的操作,二是设备比较昂贵,例如产生平行磁场的亥姆霍兹线圈与此装置相比,同样产生平行磁场,但产生相同的磁场强度亥姆霍兹线圈组需要费用高达数十万。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处,提供一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置。
5.本发明解决上述问题的技术方案为:一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,包括底座、支撑机构、传动机构、旋转磁场机构、升降平台;
6.所述支撑机构包括第一支撑架、第三支撑架,所述第一支撑架和第三支撑架通过螺栓固定安装在底座上;
7.所述传动机构包括第一转轴、驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮,所述驱动电机通过机架安装在第一支撑架上,所述第一转动的一端通过轴承转动连接在第一支撑架上,所述驱动齿轮连接在驱动电机的输出轴,所述传动齿轮同轴连接在第一转轴的外壁上;
8.所述旋转磁场机构包括转盘、转筒以及若干连接轴,所述转盘连接在第一转轴另一端,所述转筒通过若干连接轴与转盘连接,所述转动为柱状结构,柱形外壁内壁设有若干个条状永磁体,若干个条状永磁体围绕转筒等距均匀设置;
9.所述升降平台包括高度调节机构以及平台本体,所述平台本体一端通过高度调节机构可上下滑动的连接在第三支撑架上,所述平台本体部分设置在转筒内。
10.进一步的,所述条状永磁体设有16个,沿着转筒顺时针方向,条状永磁体围绕中心
顺时针旋转45
°

11.进一步的,还包括第二支撑架,所述第二支撑架包括两组支撑组件,两组支撑组件分别设置在转筒两侧。
12.进一步的,每组支撑组件包括第一支撑腿、第二支撑腿、第一滚轮,所述第一滚轮两端分别可转动的连接在第一支撑腿和第二支撑腿上端,所述转筒的外壁上设有圆环,两个第一滚轮分别设置在转筒两侧,并且两个第一滚轮分别与圆环接触。
13.进一步的,所述底座上设有第一滑槽、第二滑槽,所述第一支撑腿下端滑动设置在第一滑槽内,并且通过第一限位件限位,所述第二支撑腿下端滑动设置在第二滑槽内,并且通过第二限位件限位。
14.进一步的,第一支撑腿和第二支撑腿之间通过第一限位杆连接,第一支撑腿和第二支撑腿上分别设有连接槽,第一限位杆两端分别穿过两个连接槽,并且第一限位杆外端设有限位螺栓。
15.进一步的,两个第一支撑腿之间、两个第二支撑腿之间设有第二限位杆,第二限位杆与第一支撑腿、第二支撑腿通过螺栓固定连接。
16.进一步的,高度调节机构包括升降调节齿轮,齿条,所述升降调节齿轮转动连接在第三支撑架上,升降调节齿轮同轴连接调节旋钮,所述平台本体一端可上下滑动的连接在第三支撑架上,所述齿条与平台本体连接,升降调节齿轮与齿条啮合。
17.本发明具有有益效果:
18.本发明提供了一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,采用永磁体的排列方式形成海尔贝克环状阵列,得到一个磁感应线平行分布并且磁场强度恒定的磁场。因为使用的是永磁体,节约能源;海尔贝克环状阵列能够用最少的磁体产生最强的磁场;基于3d打印制造,其主体材料为树脂,从而有效地降低了外界对所产生磁场的干扰。
附图说明
19.图1为本发明的立体图;
20.图2为图1中a部分的放大示意图;
21.图3为调节旋钮的结构示意图;
22.图中:1-底座,2-第一支撑架,3-第二支撑架,4-第三支撑架,5-第一支撑腿,6-第二支撑腿,7-第一滚轮,8-第一限位杆,9-第二限位杆,10-第一滑槽,11-第二滑槽,12-第一限位件,13-第二限位件,14-第一转轴,15-驱动电机,16-驱动齿轮,17-传动齿轮,18-转盘,19-转筒,20-连接轴,21-条状永磁体,22-升降调节齿轮,23-齿条,24-平台本体,25-调节旋钮。
具体实施方式
23.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.如图1-3所示,一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,包括底座、支撑机构、传动机构、旋转磁场机构、升降平台;
25.所述支撑机构包括第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架,所述第一支撑架和第三支撑架通过螺栓固定安装在底座上,所述第二支撑架包括两组支撑组件,每组支撑组件包括第一支撑腿、第二支撑腿、第一滚轮,所述第一滚轮两端分别可转动的连接在第一支撑腿和第二支撑腿上端,第一支撑腿和第二支撑腿之间通过第一限位杆连接,第一支撑腿和第二支撑腿上分别设有连接槽,第一限位杆两端分别穿过两个连接槽,并且第一限位杆外端设有限位螺栓,所述底座上设有第一滑槽、第二滑槽,所述第一支撑腿下端滑动设置在第一滑槽内,并且通过第一限位件限位,第一限位件两端通过螺栓连接在底座上,防止第一支撑腿向外滑动,所述第二支撑腿下端滑动设置在第二滑槽内,并且通过第二限位件限位,第二限位件两端通过螺栓连接在底座上,防止第二支撑腿向外滑动。两个第一支撑腿之间、两个第二支撑腿之间设有第二限位杆,第二限位杆与第一支撑腿、第二支撑腿通过螺栓固定连接。
26.所述传动机构包括第一转轴、驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮,所述驱动电机通过机架安装在第一支撑架上,所述第一转动的一端通过轴承转动连接在第一支撑架上,所述驱动齿轮连接在驱动电机的输出轴,所述传动齿轮同轴连接在第一转轴的外壁上,所述驱动齿轮与传动齿轮啮合,驱动电机转动带动第一转轴转动。
27.所述旋转磁场机构包括转盘、转筒以及若干连接轴,所述转盘连接在第一转轴另一端,所述转筒通过若干连接轴与转盘连接,连接轴的一端与转盘连接,另一端与转筒外壁连接,所述转动为柱状结构,柱形外壁内壁设有16个条状永磁体,16个条状永磁体围绕转筒等距均匀设置,沿着转筒顺时针方向,条状永磁体围绕中心顺时针旋转45
°
。所述转筒的外壁上设有圆环,两个第一滚轮分别设置在转筒两侧,并且两个第一滚轮分别与圆环接触,转筒转动时,两个第一滚轮提供支撑并随着转动。
28.所述升降平台包括升降调节齿轮,齿条以及平台本体,所述升降调节齿轮转动连接在第三支撑架上,升降调节齿轮同轴连接调节旋钮,所述平台本体一端可上下滑动的连接在第三支撑架上,所述齿条与平台本体连接,升降调节齿轮与齿条啮合,软体机器人安装在平台本体上,旋转调节旋钮,调节平台本体的高度,改变其上软体机器人的空间位置,进而改变软体机器人所受磁场作用力的大小,所述平台本体部分设置在转筒内。
29.除驱动电机、轴承、螺栓,其余部件采用树脂3d打印制造。
30.此装置驱动简单,仅需要一个驱动电机就能够实现驱动。装置整体费用仅两千元左右。
31.以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征:
1.一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:包括底座、支撑机构、传动机构、旋转磁场机构、升降平台;所述支撑机构包括第一支撑架、第三支撑架,所述第一支撑架和第三支撑架通过螺栓固定安装在底座上;所述传动机构包括第一转轴、驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮,所述驱动电机通过机架安装在第一支撑架上,所述第一转动的一端通过轴承转动连接在第一支撑架上,所述驱动齿轮连接在驱动电机的输出轴,所述传动齿轮同轴连接在第一转轴的外壁上;所述旋转磁场机构包括转盘、转筒以及若干连接轴,所述转盘连接在第一转轴另一端,所述转筒通过若干连接轴与转盘连接,所述转动为柱状结构,柱形外壁内壁设有若干个条状永磁体,若干个条状永磁体围绕转筒等距均匀设置;所述升降平台包括高度调节机构以及平台本体,所述平台本体一端通过高度调节机构可上下滑动的连接在第三支撑架上,所述平台本体部分设置在转筒内。2.如权利要求1所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:所述条状永磁体设有16个,沿着转筒顺时针方向,条状永磁体围绕中心顺时针旋转45
°
。3.如权利要求1或2所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:还包括第二支撑架,所述第二支撑架包括两组支撑组件,两组支撑组件分别设置在转筒两侧。4.如权利要求3所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:每组支撑组件包括第一支撑腿、第二支撑腿、第一滚轮,所述第一滚轮两端分别可转动的连接在第一支撑腿和第二支撑腿上端,所述转筒的外壁上设有圆环,两个第一滚轮分别设置在转筒两侧,并且两个第一滚轮分别与圆环接触。5.如权利要求4所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:所述底座上设有第一滑槽、第二滑槽,所述第一支撑腿下端滑动设置在第一滑槽内,并且通过第一限位件限位,所述第二支撑腿下端滑动设置在第二滑槽内,并且通过第二限位件限位。6.如权利要求3或4所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:第一支撑腿和第二支撑腿之间通过第一限位杆连接,第一支撑腿和第二支撑腿上分别设有连接槽,第一限位杆两端分别穿过两个连接槽,并且第一限位杆外端设有限位螺栓。7.如权利要求3或4所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:两个第一支撑腿之间、两个第二支撑腿之间设有第二限位杆,第二限位杆与第一支撑腿、第二支撑腿通过螺栓固定连接。8.如权利要求1所述的一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,其特征在于:高度调节机构包括升降调节齿轮,齿条,所述升降调节齿轮转动连接在第三支撑架上,升降调节齿轮同轴连接调节旋钮,所述平台本体一端可上下滑动的连接在第三支撑架上,所述齿条与平台本体连接,升降调节齿轮与齿条啮合。

技术总结
本发明公开了一种基于海尔贝克环状阵列的旋转磁场发生装置,包括底座、支撑机构、传动机构、旋转磁场机构、升降平台;所述支撑机构包括第一支撑架、第三支撑架,所述第一支撑架和第三支撑架通过螺栓固定安装在底座上;所述传动机构包括第一转轴、驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮,所述旋转磁场机构包括转盘、转筒以及若干连接轴,所述升降平台包括高度调节机构以及平台本体,所述平台本体一端通过高度调节机构可上下滑动的连接在第三支撑架上,得到一个磁感应线平行分布并且磁场强度恒定的磁场。因为使用的是永磁体,节约能源;能够用最少的磁体产生最强的磁场;基于3D打印制造,其主体材料为树脂,从而有效地降低了外界对所产生磁场的干扰。干扰。干扰。


技术研发人员:王晓东 刘又文 薄智辉 郑晖 程广贵 徐琳
受保护的技术使用者:江苏大学
技术研发日:2022.02.18
技术公布日:2022/7/5
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-5368.html

最新回复(0)