单方向磁场自动定位测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种单方向磁场自动定位测量装置，本装置包括数据采集系统、计算机控制电机运动系统、机械执行系统三部分。其中三套数控电机可分别实现探杆在三个方向的平移运动，容栅位移传感器可测量当前探杆的空间位置，并将位置信息通过串口反馈给计算机，计算机利用控制程序进行判别，进而调整三个方向平移机构的运动位置，上述过程自动重复，直到探杆调整到用户指定位置。整个磁场测量过程由预设的计算机程序控制自动化完成，加快了测量的速度，提高了测量精度。编制的软件界面操作简便，数据的可视化程度高，提高了工作效率。本实用新型专利技术主要应用于各种核磁共振成像设备、永磁魔环等永磁机构产生的单方向磁场的准确测量工作。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及一种能实现单方向磁场自动定位测量的装置，该装置能够自 动测量空间指定区域或指定位置的磁场参数，属于单方向磁场的高精度定位测量技术领 域。
技术介绍
在特殊磁场设计与构建过程中，需要进行规定空间位置的高精度磁场测量。例如， 在核磁共振成像仪磁体结构的设计中，要求永磁磁体能够在30cm直径的球形成像空间内 产生单方向高度均勻的恒定磁场。为了达到这个设计目标，需要不断调整磁体结构，对成像 空间磁场进行反复多次逐点测量，并且要保证定位准确，测量精度高。再例如，用于为基础 实验提供强磁场的永磁魔环机构，该永磁魔环能够在孔径为几厘米的空间内产生单方向均 勻强磁场，在其设计过程中，同样面临空间磁场逐点多次高精度测量问题。目前，该类单方向磁场测量工作主要由人工手动操作来完成，这样，大量时间用于 调整霍尔探头位置以及测量数据的记录，而且定位精度较低，磁场测量数据不可靠。近来， 也有把计算机数据采集技术与人工操作机械机构结合起来的技术，可以一定程度的减少读 取数据的工作量，但是，仍需要人工转动霍尔探头角度，工作量很然很大，测量精度也达不 到要求。由上可知，针对一些特殊磁场的测量工作，如单方向磁场的测量问题，急需研制一 套易操作、精度高、通用性强的磁场测量系统。
技术实现思路
1、技术目的本技术的目的是提供一种单方向磁场自动定位测量装置，该装置克服了现有 技术中的缺陷，方便快捷，界面操作简单。可代替人工手动测量过程，大大减小操作工作量， 提高测量精度和测量效率。主要应用于单方向磁场的高精度定位测量领域。2、技术方案本技术是通过以下技术方案来实现的一种单方向磁场自动定位测量装置，是由容栅位移传感器和霍尔探头构成的数据 采集系统、计算机和串口构成的计算机控制电机运动系统和机械执行系统构成，其特征在 于所述容栅位移传感器包括容栅位移传感器定尺和容栅位移传感器动尺；所述机械执行 系统包括探杆X方向平移调节机构、探杆y方向平移调节机构和探杆Z方向平移调节机构； 所述探杆上安装有测量磁场的特斯拉计的霍尔探头，该探杆通过测量臂与探杆y方向平移 调节机构连接；探杆y方向平移调节机构通过运动滑台与探杆ζ方向平移调节机构连接； 探杆ζ方向平移调节机构通过滑动支架与探杆χ方向平移调节机构连接。所述探杆y方向平移调节机构上设有第二滑道，该第二滑道中设有丝杠，第二数 控电机设置在丝杠的一端，该丝杠与滑块通过螺纹连接，滑块上安装有测量臂，测量臂的另 一端连接探杆。所述滑道上固定有y方向容栅位移传感器定尺，容栅位移传感器动尺固定 在滑块上。滑块通过第二数控电机驱动丝杠运动带动探杆沿y方向做平移运动，滑块上的容栅位移传感器动尺记录探杆y方向平移运动距离，并通过容栅位移传感器动尺的串口将 探杆的y方向位置信息传给计算机。所述探杆ζ方向平移调节机构上设有第三滑道，该第三滑道中也设有丝杠，第三 数控电机设置在丝杠的一端，该丝杠与运动滑台通过螺纹连接，运动滑台上安装探杆y方 向平移调节机构；所述第三滑道侧面固定有ζ方向容栅位移传感器定尺，容栅位移传感器 动尺固定在运动滑台上；运动滑台通过第三数控电机驱动丝杠运动带动探杆沿ζ方向做平 移运动，运动滑台上的容栅位移传感器动尺记录探杆ζ方向平移运动距离，并通过容栅位 移传感器动尺的串口将探杆的Z方向位置信息传给计算机。所述探杆X方向平移调节机构上设有第一滑道，该第一滑道中也设有丝杠，第一 数控电机设置在丝杠的一端，该丝杠与滑动支架通过螺纹连接，滑动支架上安装探杆Z方 向平移调节机构；所述第一滑道侧面固定有χ方向容栅位移传感器定尺，容栅位移传感器 动尺固定在滑动支架上；滑动支架通过第一数控电机驱动丝杠运动带动探杆沿X方向做平 移运动，滑动支架上的容栅位移传感器动尺记录探杆X方向平移运动距离，并通过容栅位 移传感器动尺的串口将探杆的X方向位置信息传给计算机。所述数控电机均为步进电机。所述的测量装置采用不导磁的铝合金材料。3、优点及效果本技术的有益效果如下(1)、采用三套数控电机，可分别实现探杆的三个方向的平移运动；(2)、采用滚珠丝杠和滑道，利用滚珠丝杠的高精度和滑道的强接触刚度保证了装 置整体定位的精度高；(3)、采用闭环控制系统实现了探杆的自动定位和自动测量，加快了测量的速度， 提高了测量精度；(4)、编制的软件界面操作简便，数据的可视化程度高，提高了工作效率。附图说明图1为本技术测量装置侧视图；图2为本技术测量装置正视图；图3为本技术测量装置位置检测及串口数据传输示意图；图4为本技术测量装置磁场检测及串口数据传输示意图。附件1为本技术测量系统软件操作界面。附图标记说明图1到图4中1、第三数控电机；2、第一数控电机；4、容栅位移传感器定尺；5、容 栅位移传感器动尺；6、滑动支架；7、运动滑台；8、测量臂；9、探杆；10、探杆y方向平移调节 机构；11、第二数控电机；12、丝杠；13、滑块；14、霍尔探头；15特斯拉计；x、y、z均为坐标方 向。附件1为软件控制界面示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步的说明如图4中所示，一种单方向磁场自动定位测量装置，是由容栅位移传感器4、5和霍尔探头14构成的数据采集系统、计算机和串口构成的计算机控制电机运动系统和机械执 行系统构成，其特征在于所述机械执行系统包括如图1中所示的探杆Χ方向平移调节机 构、图2中所示的探杆y方向平移调节机构和探杆ζ方向平移调节机构；所述探杆9上安装 有测量磁场的特斯拉计15的霍尔探头14，该探杆9通过测量臂8与探杆y方向平移调节机 构连接；探杆y方向平移调节机构通过运动滑台7与探杆ζ方向平移调节机构连接；探杆ζ 方向平移调节机构通过滑动支架6与探杆χ方向平移调节机构连接。如图1和图2中所示，所述探杆y方向平移调节机构上设有第二滑道32，该第二滑 道32中设有丝杠12，第二数控电机11设置在丝杠12的一端，该丝杠12与滑块13通过螺 纹连接，滑块13上安装有测量臂8，测量臂8的另一端连接探杆9。所述滑道上固定有y方 向容栅位移传感器定尺4，容栅位移传感器动尺5固定在滑块13上。滑块13通过第二数控 电机11驱动丝杠12运动带动探杆9沿y方向做平移运动，滑块13上的容栅位移传感器动 尺5记录探杆y方向平移运动距离，并通过如图3中所示的容栅位移传感器动尺的串口将 探杆的y方向位置信息传给计算机。如图1和图2中所示，所述探杆ζ方向平移调节机构上设有第三滑道33，该第三滑 道33中也设有丝杠12，第三数控电机1设置在丝杠12的一端，该丝杠与运动滑台7通过螺 纹连接，运动滑台7上安装探杆y方向平移调节机构；所述第三滑道33侧面固定有ζ方向 容栅位移传感器定尺4，容栅位移传感器动尺5固定在运动滑台7上；运动滑台7通过第三 数控电机1驱动丝杠12运动带动探杆9沿ζ方向做平移运动，运动滑台7上的容栅位移传 感器动尺5记录探杆ζ方向平移运动距离，并通过如图3中所示的容栅位移传感器动尺的 串口将探杆的ζ方向位置信息传给计算机。如图1中所示，所述探杆χ方向平移调节机构上设有第一滑道31，该第一滑道中也 设有丝杠12，第一数控电机2设置在丝杠12的一端，该丝杠与滑动支架6通过螺纹连接，滑 动支架6本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种单方向磁场自动定位测量装置，是由容栅位移传感器和霍尔探头（１４）构成的数据采集系统、计算机和串口构成的计算机控制电机运动系统和机械执行系统构成，其特征在于：所述容栅位移传感器包括容栅位移传感器定尺（４）和容栅位移传感器动尺（５）；所述机械执行系统包括探杆ｘ方向平移调节机构、探杆ｙ方向平移调节机构和探杆ｚ方向平移调节机构；所述探杆（９）上安装有测量磁场的特斯拉计（１５）的霍尔探头（１４），该探杆（９）通过测量臂（８）与探杆ｙ方向平移调节机构连接；探杆ｙ方向平移调节机构通过运动滑台（７）与探杆ｚ方向平移调节机构连接；探杆ｚ方向平移调节机构通过滑动支架（６）与探杆ｘ方向平移调节机构连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳丽，谢德馨，曾林锁，阎秀恪，曾建斌，朱建栋，任自艳，徐福增，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：实用新型
国别省市：89