一种具有自动定心功能的磁悬浮装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，包括：螺线管线圈，用于获得悬浮的磁力；铁芯，用于被通电螺线管线圈的磁场磁化后变成一个磁体，并与螺线管线圈磁场相互叠加，使螺线管线圈的磁性增强，且当螺线管线圈断电后磁就随之消失；衔铁，用于悬挂寻北仪中的陀螺敏感元件，衔铁悬浮时处于铁芯包围内部，可以自动定位置中心；连接环，其外形呈圆环形，中心一开口的封盖，封盖内壁面有内螺纹，用于连接寻北仪中的陀螺敏感元件与衔铁。本发明专利技术可使寻北仪的陀螺敏感元件自动定悬浮中心，使陀螺敏感元件工作位置重复性好、稳定，具有结构紧凑、可靠性高、环境适应性强、有害力矩小等特点，适用于环境适应性及可靠性要求较高的仪器设备内。

Magnetic suspension device with automatic centering function

The invention discloses a magnetic suspension device has automatic centering function includes a solenoid coil for magnetic suspension; magnetic core, for energizing the solenoid coil into a magnet, and the magnetic field are superimposed on each other, so the magnetic spiral pipeline ring enhancement, and when the solenoid coil power magnetic disappear; armature, find sensitive element for hanging gyro north finder, suspended in the core surrounded by internal armature, can automatically set the center position; the connecting ring, its shape is circular, capping a center opening, sealing wall with inner threads for connecting the gyro sensitive component and armature north seeking the instrument. The invention can make the gyro sensitive element of north seeker automatic suspension center, the gyro sensitive element position repeatability and stability, has the advantages of compact structure, high reliability and environmental adaptability and harmful characteristics of small torque, applicable to the environmental adaptability and reliability with high requirement in equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于惯性寻北定向测量
，具体涉及一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，安装于高精度陀螺寻北仪、陀螺经纬仪等设备内，通过悬浮陀螺敏感元件敏感地球角速率在其敏感轴上的分量实现寻北。
技术介绍
随着技术的发展，寻北仪的寻北精度越来越高，而且由于其经常在野外环境下使用，对环境适应性及可靠性要求也较高，环境温度要求在-40℃～+50℃的条件下都能正常使用，这对寻北仪内部的各种结构件和电子器件都有较高的要求。目前陀螺寻北仪内采用的陀螺敏感元件，有金属悬挂带式、气浮式两种。气浮式陀螺敏感元件，其自带一个微型气泵，体积重量大，操作不方便，精度也较低。目前使用较广泛的是金属悬挂带式陀螺敏感元件，但是金属悬挂带会产生较大的扭矩式有害力矩，可靠性低，抗震动能力差，悬挂带受震动宜变形或断裂造成永久故障，寻北精度难以提高，具有这种金属悬挂带式的陀螺寻北仪，在全温度范围内寻北精度均没有突破20角秒。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，旨在解决现有技术中由于陀螺房过重带来的吊带变形或断裂的问题。本专利技术提供了一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，所述磁悬浮装置包括：螺线管线圈，其空心呈圆台形，用于获得悬浮的磁力；铁芯，其外形呈带平台的圆柱形，中间嵌入所述螺线管线圈，用于被通电螺线管线圈的磁场磁化后变成一个磁体，并与螺线管线圈磁场相互叠加，使螺线管线圈的磁性增强，且当螺线管线圈断电后磁就随之消失；衔铁，其外形呈球形，用于悬挂寻北仪中的陀螺敏感元件；以及连接环，其外形呈圆环形，中心一开口的封盖，封盖内壁面有内螺纹，用于连接寻北仪中的陀螺敏感元件与衔铁。更进一步地，所述衔铁的大小与所述铁芯相匹配，所述连接环的大小与所述衔铁和所述铁芯相匹配。更进一步地，所述衔铁悬浮处于所述铁芯的包围内部，可以自动定位置中心。更进一步地，所述铁芯纵向剖视呈形，形左右要比中间长，所述铁芯的长度等于所述衔铁的直径的1.2倍。更进一步地，所述衔铁与寻北仪中的陀螺敏感元件连接的端部为呈向外扩口的喇叭状，在喇叭状端部外周面上设置有螺纹，球状衔铁置于该开口上，并通过连接环与该端部螺合，从而将该衔铁固定连接在陀螺敏感元件上端，且该衔铁上半部凸出连接环露出封盖。更进一步地，通过通入所述电磁铁中螺线管线圈的电流来控制所述寻北仪中的陀螺敏感元件的悬浮高度。本专利技术的磁悬浮装置外形结构紧凑、装配及拆卸方便、能承受较大的轴向力、可靠性高、环境适应性强，解决了金属吊带式金属吊带宜变形或断裂；气浮式敏感元件笨重的技术问题，同时也减小了悬浮有害力矩，为提高寻北仪精度奠定了基础。故适用于高精度陀螺寻北仪中，具有较好的应用价值和推广前景。附图说明图1为本专利技术的结构剖视示意图。图2为本专利技术中的衔铁3、连接环4和陀螺敏感元件6连接剖视示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，采用磁悬浮方式，减小金属吊带式敏感元件中的吊带有害扭矩，克服陀螺房过重带来的吊带变形或断裂的隐患，具有寻北精度高、可靠性高、环境适应性强的特点。本专利技术提供的一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，通过其悬浮陀螺敏感元件敏感地球角速率在敏感轴上的分量实现寻北。该磁悬浮装置包括：螺线管线圈，其空心呈圆台形，用于被通电后产生像磁铁一样具有磁性，获得悬浮的磁力；铁芯，其外形呈带平台的圆柱形，纵向剖视呈形，形左右要比中间长，长度大于衔铁的直径约1.2倍，铁芯形中间嵌入螺线管线圈，用于被通电螺线管线圈的磁场磁化后变成一个磁体，这样与螺线管线圈磁场相互叠加，从而使螺线管线圈的磁性大大增强，当螺线管线圈断电后磁就随之消失；衔铁，其外形呈球形，大小与铁芯匹配，用于悬挂寻北仪中的陀螺敏感元件；连接环，其外形呈圆环形，中心一开口的封盖，大小与衔铁、铁芯匹配，用于连接寻北仪中的陀螺敏感元件与衔铁。作为本专利技术的改进，所述衔铁要悬浮在铁芯内，处于铁芯的包围，可以自动定衔铁所处位置中心。作为本专利技术的改进，所述衔铁与寻北仪中的陀螺敏感元件连接的端部为呈向外扩口的喇叭状，所述衔铁呈球状，该喇叭状端部外周面上攻有螺纹，球状衔铁置于该开口上，并通过连接环与该端部螺合，从而将该衔铁固定连接在陀螺敏感元件上端，且该衔铁上半部凸出连接环露出封盖。作为本专利技术的改进，所述寻北仪中的陀螺敏感元件的悬浮高度的控制通过通入所述电磁铁中螺线管线圈的电流进行。本专利技术的磁悬浮装置外形结构紧凑、装配及拆卸方便、能承受较大的轴向力、可靠性高、环境适应性强，解决了金属吊带式金属吊带宜变形或断裂；气浮式敏感元件笨重的技术问题，同时也减小了悬浮有害力矩，为提高寻北仪精度奠定了基础。故适用于高精度陀螺寻北仪中，具有较好的应用价值和推广前景。以下结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的一个实施例的结构剖视示意图。如图1所示，本实施例中的磁悬浮装置包括螺线管线圈1、铁芯2、衔铁3、连接环4组成。螺线管线圈1嵌入铁芯2内用胶固定，其控制引线从铁芯2上部孔穿出。铁芯2其外形呈带平台的圆柱形，纵向剖视呈形，形左右线即圆柱周围要比中间圆柱长，长度大于衔铁3的直径约1.2倍，铁芯2形中间圆环嵌入螺线管线圈，通过支架固定在寻北仪内。所述衔铁3要悬浮在铁芯2内，处于铁芯2的包围，处于中心圆柱的正下方，可以自动定衔铁3处于铁芯2中心位置。衔铁3用于挂寻北仪中的敏感元件6，使敏感元件6悬浮于铁芯2中心圆柱的正下方。本实施例中，优选敏感元件上端与衔铁1连接的端部为呈向外扩口的喇叭装，衔铁3呈球状，该喇叭状端部外周面上攻有螺纹，球状衔铁3置于该开口上。连接时，设置连接环4中心开有通孔的封盖盖住衔铁3，该封盖内壁面有内螺纹，其并与敏感元件上端部外周面的外螺纹旋合压紧衔铁3。连接环4通孔口径小于衔铁3的直径，使得压紧衔铁3时，衔铁3的上部分露出于封盖外。当然，本专利技术中的衔铁3与敏感元件的连接方式不限于此，也可以采用其它连接方法，只要能保证固定连接即可。而且衔铁3的形状不限定为球形，根据具体连接类型可以选用各自不同形状。在本专利技术实施例中，通过通入所述电磁铁中螺线管线圈1的电流来控制寻北仪中的陀螺敏感元件6的悬浮高度5。在本专利技术实施例中，铁芯2、衔铁1一般用剩磁少的材料，如软磁合金材料、硅钢。在本专利技术实施例中，连接环4一般用无磁的材料，如非金属材料尼龙棒1010。工作时，螺线管线圈1与铁芯2组成电磁铁，衔铁3通过连接环4与陀螺敏感元件连接好。向螺线管线圈1通入直流电流I，电磁铁产生的磁性吸力F将衔铁3(即敏感元件)吸起悬浮起来，悬浮时衔铁3不与电磁铁接触，两者之间有一定的气隙α，气隙α通过改变螺线管线圈1通入的直流电流I来控制，并确保陀螺敏感元件悬浮高度稳定。通过如下公式计算，即可得到电磁铁吸力与螺线管线圈和铁芯与衔铁之间的气隙。F＝μ0(IW)2S/α……(1)；式中：F为电磁铁磁性吸力，μ0为真空的磁导率，I为螺线管线圈1通入的直流电流，W为螺线管线圈匝数，S为气隙的截面积，α为气隙的高度。整个磁悬浮装置尺寸、螺线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，其特征在于，所述磁悬浮装置包括：螺线管线圈(1)，其空心呈圆台形，用于获得悬浮的磁力；铁芯(2)，其外形呈带平台的圆柱形，中间有一圆柱嵌入所述螺线管线圈，用于被通电螺线管线圈的磁场磁化后变成一个磁体，并与螺线管线圈磁场相互叠加，使螺线管线圈的磁性增强，且当螺线管线圈断电后磁就随之消失；衔铁(3)，其外形呈球形，用于悬挂寻北仪中的陀螺敏感元件；以及连接环(4)，其外形呈圆环形，中心一开口的封盖，封盖内壁面有内螺纹，用于连接寻北仪中的陀螺敏感元件与衔铁。

【技术特征摘要】
1.一种具有自动定心功能的磁悬浮装置，其特征在于，所述磁悬浮装置包括：螺线管线圈(1)，其空心呈圆台形，用于获得悬浮的磁力；铁芯(2)，其外形呈带平台的圆柱形，中间有一圆柱嵌入所述螺线管线圈，用于被通电螺线管线圈的磁场磁化后变成一个磁体，并与螺线管线圈磁场相互叠加，使螺线管线圈的磁性增强，且当螺线管线圈断电后磁就随之消失；衔铁(3)，其外形呈球形，用于悬挂寻北仪中的陀螺敏感元件；以及连接环(4)，其外形呈圆环形，中心一开口的封盖，封盖内壁面有内螺纹，用于连接寻北仪中的陀螺敏感元件与衔铁。2.如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，所述衔铁(3)的大小与所述铁芯(2)相匹配，所述连接环(4)的大小与所述衔铁(3)和所述铁芯(2)相匹配。3.如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴京平，李光春，苏陈颖，丁仁智，李海峰，赵爽，王宗杰，
申请(专利权)人：湖北三江航天万峰科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42