一種角振動臺動圈的製作方法
2023-06-22 03:07:46 3
一種角振動臺動圈的製作方法
【專利摘要】一種角振動臺動圈，包括至少一個動圈單元，動圈單元包括圓片狀的基體和固定於基體表面上的線圈組，一個線圈組包括由一根導線繞制而成的第一線圈和第二線圈；一個動圈單元上的各線圈組之間採用串聯或者並聯連接；第一線圈和第二線圈分別包括位於磁場內的有效導線組和位於磁場外的連接導線組，每個線圈具有兩個有效導線組，連接導線組分別與兩側的有效導線組連接；連接導線組分別與基體同心，有效導線組中的導線均指向基體的圓心；在一個動圈單元中，相鄰的兩個有效導線組形成一個安培力發生部，每個安培力發生部對應一個磁場，相鄰的兩個安培力發生部中電流方向相反。本發明具有製備簡單、布線均勻、體積小、轉動慣量小、固有頻率高的優點。
【專利說明】一種角振動臺動圈
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及振動臺的組件，特別是一種角振動臺的動圈。
【背景技術】
[0002]電磁式振動臺是振動標準裝置或振動試驗裝置的重要組成部分，而運動組件是振動臺的核心部件，如電磁式角振動臺的運動組件直接影響角振動臺的輸出力矩、工作頻率範圍和輸出波形質量，而動圈是運動組件的動力源，動圈形狀、繞制方法等對運動組件的質量起到決定性的作用。
[0003]對於用於標定或校準角振動傳感器的角振動臺動圈有其特殊的要求:為了獲得較小的輸出波形失真度，動圈受力要均勻，不能存在脈動現象，且動圈形狀要勻稱、布線要均勻；為了獲得高的角加速度，由動圈形狀決定的運動組件轉動慣量要低；為了獲得較寬的工作頻率範圍，由動圈形狀決定的運動組件要具有較高的固有頻率。
[0004]中國專利201020232327.9披露了一種動圈組件，包括動圈骨架及固定設置於動圈骨架下部的驅動線圈，驅動線圈主要由四層線圈組繞制形成。這種動圈組件存在的缺點在於:繞線難度大、布線不均勻、體積大、轉動慣量大。一般適用於直線運動振動臺。
【發明內容】
[0005]為了克服現有振動臺動圈存在的繞線難度大、布線不均勻、體積大、轉動慣量大的缺點，本發明提供了一種製備簡單、布線均勻、體積小、轉動慣量小、固有頻率高的角振動臺動圈。
[0006]—種角振動臺動圈,包括至少一個動圈單元,動圈單元包括圓片狀的基體和固定於基體表面上的線圈組，一個線圈組包括由一根導線繞制而成的第一線圈和第二線圈；一個動圈單元上的各線圈組之間採用串聯或者並聯連接；第一線圈和第二線圈分別包括位於磁場內的有效導線組和位於磁場外的連接導線組，每個線圈具有兩個有效導線組，連接導線組分別與兩側的有效導線組連接；連接導線組分別與基體同心，有效導線組中的導線均指向基體的圓心；在一個動圈單元中，相鄰的兩個有效導線組形成一個安培力發生部，每個安培力發生部對應一個磁場，而相鄰的兩個安培力發生部中電流方向相反。
[0007]當基體上只有一個線圈組時，一根導線繞製成兩個形狀、大小相同的第一線圈和第二線圈，第一線圈和第二線圈串聯，第一線圈由導線從內向外逐漸由小到大繞圈而成，第二線圈由導線從外向內逐漸由大到小繞圈而成，所有導線均處於基體表面，第一線圈和第二線圈分別具有兩個有效導線組，連接有效導線組的靠近圓心端的內側連接導線組和連接有效導線組的靠近圓周端的外側連接導線組；第一線圈的一個有效導線組和與其相鄰的第二線圈的一個有效導線組組成一個安培力發生部，這樣，第一線圈和第二線圈一共形成兩個安培力發生部，每個安培力發生部與一個磁場對應；當向線圈內通入交變電流時，兩個安培力發生部內的電流方向相反。線圈起始於第一線圈的內側的連接導線，終止於第二線圈的內側的連接導線。當基體上只有一個線圈組時，只需有兩個磁場，每個磁場呈半圓環形，磁場由位於線圈的上方和下方的一對磁鋼形成。動圈的最大角位移由安培力發生部可在同一個磁場中迴轉的最大角度決定，動圈的最大角位移決定了角振動臺的最大輸出角幅值，針對不同角振動臺輸出角幅值的要求，以及充分利用基體空間布置線圈的設計理念，可設計出不同線圈組數的動圈結構。
[0008]當基體上具有多個線圈組時，多個線圈組沿基體圓心陣列分布，相鄰的兩個有效導線組組成一個安培力發生部，線圈組之間串聯或並聯，線圈組之間通過跳線連接，線圈組的繞制方法與基體上只有一個線圈組的繞制方法相同。
[0009]tWn，基體上具有兩個線圈組時，由兩根導線繞成4個線圈，一根導線繞成兩個相鄰的線圈，並構成一個線圈組。相鄰的有效導線組形成一個安培力發生部。4個線圈形成4個安培力發生部，每個安培力發生部對應一個磁場，共4對磁鋼。當安培力發生部的有效導線數量確定時，單個線圈所需繞制的圈數是該有效導線數的一半。因此，用兩個有效導線組組成一個安培力發生部能夠充分利用基體表面的空間，減小基體直徑，降低動圈的轉動慣量，使動圈輸出的角運動量值更大。
[0010]當單個動圈單元不能提供足夠的洛侖茲力激發動態扭矩時，可採用多個動圈單元來提供，各個動圈單元採用疊層形式粘結在一起，且所有動圈單元上的線圈組均相同，並在同一位置上疊加。假設每個動圈單元有效導線的條數力a則整個動圈中的有效導線數為:
Ar = HflE,其中K為動圈單元的數量。
[0011]進一步，動圈單元的數量為多個時，多個動圈單元之間串聯連接。具體來說，串聯是指兩個相鄰的動圈單元中，一個動圈單元的線圈起點與另一個動圈單元的線圈終點連接。
[0012]或者，多個動圈單元之間並聯連接。具體來說，並聯是指兩個相鄰的動圈單元，線圈的起點與起點連接，線圈的終點與終點連接。
[0013]動圈的轉動慣量J與動圈的外徑％、內徑1?、厚度&和動圈密度P的關係
為
【權利要求】
1.一種角振動臺動圈，包括至少一個動圈單元，其特徵在於:動圈單元包括圓片狀的基體和固定於基體表面上的線圈組，一個線圈組包括由一根導線繞制而成的第一線圈和第二線圈；一個動圈單元上的各線圈組之間採用串聯或者並聯連接；第一線圈和第二線圈分別包括位於磁場內的有效導線組和位於磁場外的連接導線組，每個線圈具有兩個有效導線組，連接導線組分別與兩側的有效導線組連接；連接導線組分別與基體同心，有效導線組中的導線均指向基體的圓心；在一個動圈單元中，相鄰的兩個有效導線組形成一個安培力發生部，每個安培力發生部對應一個磁場，相鄰的兩個安培力發生部中電流方向相反。
2.如權利要求1所述的角振動臺動圈，其特徵在於:一根導線繞製成兩個形狀、大小相同的第一線圈和第二線圈，第一線圈和第二線圈串聯，第一線圈由導線從內向外逐漸由小到大繞圈而成，第二線圈由導線從外向內逐漸由大到小繞圈而成，所有導線均處於基體表面，第一線圈和第二線圈分別具有兩個有效導線組，連接有效導線組的靠近圓心端的內側連接導線組和連接有效導線組的靠近圓周端的外側連接導線組；第一線圈的一個有效導線組和與其相鄰的第二線圈的一個有效導線組組成一個安培力發生部。
3.如權利要求1所述的角振動臺動圈，其特徵在於:多個線圈組沿基體圓心陣列分布，相鄰的兩個有效導線組組成一個安培力發生部，線圈組之間串聯或並聯。
4.如權利要求2或3所述的角振動臺動圈，其特徵在於:動圈的轉動慣量Jr與動圈的外徑r 、內徑、厚度和動圈密度的關係為:
5.如權利要求4所述的角振動臺動圈，其特徵在於:動圈單元的數量為多個時，多個動圈單元之間串聯連接。
6.如權利要求4所述的角振動臺動圈，其特徵在於:動圈單元的數量為多個時，多個動圈單元之間並聯連接。
7.製造如權利要求1所述的角振動臺動圈的方法包括以下步驟: 1)、製備動圈單元，其中動圈單元的基體由玻璃布、環氧和溶劑固化而成，基體表面通過粘結劑經熱壓的方式壓上一層厚薄均勻的銅層； 2)、對基體表面的銅層進行刻蝕加工，刻去基體表面除導線圈外的銅層，剩餘的銅層就形成了線圈； 3)、在導線的引線口處開設小孔，並將該小孔經清洗除油除雜、塗覆碳黑，然後化學鍍銅形成連接孔焊盤； 4)、當有多個動圈單元時，相鄰動圈單元的線圈位置平行且對齊，在加熱加壓條件下利用壓層機把多個動圈單元通過半固化片膠接壓製成一個動圈。
【文檔編號】G01M7/02GK103674455SQ201310451020
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】何聞, 唐波, 賈叔仕, 周杰 申請人:浙江大學