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六度空間振動(dòng)臺(tái)的 “動(dòng)圈” 和 “磁路” 設(shè)計(jì)對(duì)振動(dòng)性能有何影響?
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廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司 |
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動(dòng)圈設(shè)計(jì):振動(dòng)精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)的核心載體 六度空間振動(dòng)臺(tái)的動(dòng)圈采用多組獨(dú)立線(xiàn)圈陣列設(shè)計(jì),每組線(xiàn)圈對(duì)應(yīng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,線(xiàn)圈骨架選用航空級(jí)鋁合金(密度 2.7g/cm³),經(jīng)輕量化處理后質(zhì)量較傳統(tǒng)鋼質(zhì)骨架降低 40%。這種設(shè)計(jì)可減小運(yùn)動(dòng)慣性,使六軸聯(lián)動(dòng)時(shí)的響應(yīng)延遲控制在 5ms 以?xún)?nèi),確保復(fù)雜振動(dòng)軌跡的精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)。 線(xiàn)圈繞組采用扁銅線(xiàn)密繞工藝,填充率達(dá) 85% 以上,在相同體積下輸出推力提升 30%,可滿(mǎn)足六軸同時(shí)加載時(shí)的動(dòng)力需求。動(dòng)圈與振動(dòng)平臺(tái)的連接采用柔性支撐結(jié)構(gòu),徑向剛度達(dá) 100N/mm,軸向剛度≤5N/mm,既能傳遞驅(qū)動(dòng)力,又能隔離各軸間的振動(dòng)干擾,使軸間耦合誤差≤2%,保障六自由度運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性。

磁路設(shè)計(jì):穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)力與磁場(chǎng)均勻性的保障 六度空間振動(dòng)臺(tái)的磁路采用徑向式永磁結(jié)構(gòu),以釹鐵硼永磁體(剩磁 1.4T)為核心,配合高導(dǎo)磁率硅鋼片形成閉合磁路,氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá) 0.8T,且均勻度控制在 ±3% 以?xún)?nèi)。均勻磁場(chǎng)確保動(dòng)圈在全行程內(nèi)受力穩(wěn)定,使六軸運(yùn)動(dòng)的加速度波動(dòng)≤1%,避免因磁場(chǎng)不均導(dǎo)致的振動(dòng)失真。 磁路系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),每個(gè)軸對(duì)應(yīng)獨(dú)立磁路單元,通過(guò)精密工裝定位(同軸度≤0.02mm),確保六組磁路的空間位置精度。這種設(shè)計(jì)使各軸磁場(chǎng)相互干擾率≤1mT,保證多軸同時(shí)工作時(shí)的力輸出穩(wěn)定性。此外,磁路外殼采用高磁導(dǎo)率材料屏蔽,外部磁場(chǎng)泄漏≤5mG,避免對(duì)測(cè)試樣品中的磁性元件造成干擾。 

動(dòng)圈與磁路的匹配性設(shè)計(jì)是六度空間振動(dòng)臺(tái)的技術(shù)難點(diǎn)。通過(guò)有限元仿真優(yōu)化兩者的尺寸參數(shù),使力常數(shù)(BL 值)的一致性偏差控制在 5% 以?xún)?nèi),確保六軸驅(qū)動(dòng)力的均衡性。這種協(xié)同設(shè)計(jì)讓六度空間振動(dòng)臺(tái)在 1000Hz 高頻振動(dòng)下,振幅精度仍能保持 ±0.01mm,為多維度復(fù)雜振動(dòng)測(cè)試提供了可靠的動(dòng)力基礎(chǔ)。 |
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