CN109036759B - 一种基于永磁体的旋转磁场产生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，包括驱动机构、第一支架、至少一个永磁体、第二支架，所述驱动机构驱动所述第一支架旋转，所述至少一个永磁体安装在所述第一支架上，所述第二支架上安装有容纳座，所述容纳座位于所述至少一个永磁体形成的磁场之中。本发明的第一永磁体、第二永磁体以及容纳座的位置均可调整，便于形成不同方向和强度的磁场，磁场平稳可靠，同时通过步进电机驱动第一永磁体和第二永磁体，产生旋转的磁场，工业相机可以采集容纳座不同安装高度下清晰的图像，方便操作，造价便宜，性能卓越稳定，大大改善当前磁控柔性机器人的实验环境，简化了磁控柔性机器人等领域的实验研究。

Description

一种基于永磁体的旋转磁场产生装置
技术领域
本发明涉及仿生柔性机器人、实验科学领域，尤其涉及一种基于永磁体的旋转磁场产生装置。
背景技术
高速、精密和轻量化的柔性机器人具有诸多优点，如体积小、工作速度高、能量消耗低、载荷质量比大和机构紧凑等特点。磁控柔性机器人是一种新兴、有效、方便控制的驱动手段，为机器人的灵活运动提供了必要的保障。小型磁控柔性机器人实验需要强度充足、方向变化灵活的磁场。
目前，市场上即买即用的该类型装置几乎难以找到，通过交变电流产生的变化磁场装置造价昂贵，并且体积庞大，同等体积下，磁场强度小于永磁体形成的磁强。实验中的图像采集也是该类型实验中的一个难题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种结构简单的基于永磁体的旋转磁场产生及图像采集装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，包括驱动机构、第一支架、至少一个永磁体、第二支架，所述驱动机构驱动所述第一支架旋转，所述至少一个永磁体安装在所述第一支架上，所述第二支架上安装有容纳座，所述容纳座位于所述至少一个永磁体形成的磁场之中。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括所述第一支架包括底板、固定在所述底板上的两个相对设置的侧板，每个所述侧板上均安装有支撑座。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括所述支撑座包括支撑板、安装在所述支撑板上的夹板。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括每个所述侧板上均开设有至少一个第一长条形孔。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括所述驱动机构为步进电机、伺服电机或直流无刷电机。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括所述第二支架包括竖直板、与所述竖直板固定的水平板，所述竖直板上设置有至少一个第二长条形孔。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括所述容纳座包括基座、与所述基座连接的至少两个立杆，所述立杆安装在所述水平板上。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括每个所述立杆的顶部均设置有凸块，所述凸块穿过所述水平板，所述凸块上穿设有开口销，所述水平板上设置有通孔。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括所述基座包括基板、设置在所述基板上的环形板。
本发明一个较佳实施例中，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置进一步包括还包括第三支架、安装在所述第三支架上的升降模组，所述升降模组上安装有图像采集设备，所述图像采集设备位于所述容纳座的正上方。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明的第一永磁体、第二永磁体以及容纳座的位置均可调整，便于形成不同方向和强度的磁场，磁场平稳可靠，同时通过步进电机驱动第一永磁体和第二永磁体，产生旋转的磁场，工业相机可以采集容纳座内实验物不同安装高度下清晰的图像，方便操作，造价便宜，性能卓越稳定，大大改善当前磁控柔性机器人的实验环境，简化了磁控柔性机器人等领域的实验研究。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的立体图；
图2是本发明的优选实施例的第一永磁体、第二永磁体安装在第一支架上的立体图；
图3是图2的另一视角的立体图；
图4是图2的主视图；
图5是本发明的优选实施例的侧板上设置第一长条形孔的侧视图；
图6是本发明的优选实施例的竖直板上设置第二长条形孔的侧视图；
图7是本发明的优选实施例的开口销与凸块连接的俯视图。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图7所示，一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，包括驱动机构、第一支架6、至少一个永磁体、第二支架8，驱动机构驱动第一支架6旋转，至少一个永磁体安装在第一支架6上，第二支架8上安装有容纳座10，容纳座10位于至少一个永磁体形成的磁场之中。本发明优选永磁体的数量为两个，分别为第一永磁体13和第二永磁体14，容纳座10位于第一永磁体13与第二永磁体14形成的磁场之中，优选第一永磁体13和第二永磁体14均呈长方体形，但并不局限于长方体，也可以呈圆柱体形。根据需要的磁场选择第一永磁体13和第二永磁体14的磁强。
本发明优选第一支架6包括底板16、固定在底板16上的两个相对设置的侧板18，每个侧板18上均安装有支撑座20。优选支撑座20包括支撑板22、安装在支撑板22上的夹板24。具体的，夹板24包括顶板26、分别由顶板26的两端竖直向下延伸的两个立板28以及分别由两个立板28的底端水平向外延伸的两个支板30，第一永磁体13放置在支撑板22上，两个立板30将第一永磁体13限位住，同时可通过紧定螺钉32旋出顶板26将第一永磁体13抵住，即可将第一永磁体13夹紧，两个支板30均固定在支撑板22上。第二永磁体14的安装方式与第一永磁体13的安装方式相同，在此不再赘述。进一步优选每个侧板18上均开设有至少一个第一长条形孔34，第一长条形孔34沿竖直方向延伸，通过至少一个第一锁紧螺栓36将位于左侧的支撑板22稳固在左侧的侧板18上，松开第一锁紧螺栓36，左侧的支撑板22可沿竖直方向调整位置，即可调整第一永磁体13的高度，通过至少一个第一锁紧螺栓36将位于右侧的支撑板22稳固在右侧的侧板18上，松开第一锁紧螺栓36，右侧的支撑板22可沿竖直方向调整位置，即可调整第二永磁体14的高度。
本发明优选驱动机构为步进电机38，步进电机38的输出轴（图中未示出）与第一支架6连接。为了提高步进电机38的输出轴与第一支架6之间连接的稳固性，进一步优选步进电机38的输出轴与第一支架6之间连接有法兰40。具体的，步进电机38的输出轴与法兰40通过紧定螺钉（图中未示出）连接，法兰40与第一支架6的底板16固定。为了便于步进电机38的安装，本发明还包括底座42，优选底座42为钢制底座，强度高，底座42上固定有两个对称设置的L形支座44，两个L形支座44之间固定有安装板46，步进电机38固定在安装板46上，步进电机38的输出轴穿过安装板46与法兰40固定连接。驱动机构并不局限于步进电机38，还可以为伺服电机或直流无刷电机。
本发明优选第二支架8包括竖直板52、与竖直板52固定的水平板54，竖直板52的底端与其中一个L形支座44固定，竖直板52上设置有至少一个第二长条形孔56，第二长条形孔56沿竖直方向延伸，通过至少一个第二锁紧螺栓58将水平板54稳固在竖直板52上，松开第二锁紧螺栓58，水平板54可沿竖直方向调整位置，即可调整容纳座10的高度。具体的，容纳座10包括基座、与基座连接的至少两个立杆60，立杆60安装在水平板54上。进一步优选每个立杆60的顶部均设置有凸块61，凸块61穿过水平板54，凸块61上穿设有开口销62，水平板54上设置有通孔64，这样通过通孔64在基座内放置液态金属。基座具体包括基板66、设置在基板66上的环形板68，环形板68与基板66形成一个容纳腔。
本发明还包括第三支架70、安装在第三支架70上的升降模组72，升降模组72上安装有图像采集设备74，图像采集设备74位于容纳座10的正上方。优选图像采集设备74为工业相机。具体的，第三支架70由铝型材搭建而成，包括两个纵向铝型材76和六个横向铝型材78，纵向铝型材76由多个第一角铝80固定在底座1上，六个横向铝型材78由多个第二角铝82固定在纵向铝型材76上，其中四个横向铝型材78末端固定有连接板84，连接板84为钢制材料，升降模组72固定在连接板84上，升降模组84用于调整图像采集设备74视距，升降模组84的可调端固定有L形板86，调整图像采集设备74固定在L形板86上，通过升降模组72调节调整图像采集设备74的安装高度，即可调整调整图像采集设备74视距，便于采集清晰的图像。
本发明在使用时，当步进电机38转动时，步进电机38的输出轴连接法兰40带动第一支架6转动，从而使第一永磁体13和第二永磁体14转动，图像采集设备74给容纳座10内的实验物连续拍照，实验物可以是应用于磁控柔性机器人的室温液态金属，可以得出实验物在不同磁场方向和磁场强度作用下的运动速度和轨迹。磁场方向可通过改变第一永磁体13和第二永磁体14的安装高度进行调整，如改变第一永磁体13和第二永磁体14之间的高度差，磁场强度可通过改变磁场中心和容纳座10的高度差进行调整，容纳座10处于和磁场中心同一水平高度时，其中心磁感应强度最高，其位置越偏离磁场中心则逐渐降低。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：包括驱动机构、第一支架、至少一个永磁体、第二支架，所述驱动机构驱动所述第一支架旋转，所述至少一个永磁体安装在所述第一支架上，所述第二支架上安装有容纳座，所述容纳座位于所述至少一个永磁体形成的磁场之中；所述第一支架包括底板、固定在所述底板上的两个相对设置的侧板，每个所述侧板上均安装有支撑座；所述支撑座包括支撑板、安装在所述支撑板上的夹板；每个所述侧板上均开设有至少一个第一长条形孔。
2.根据权利要求1所述的一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：所述驱动机构为步进电机、伺服电机或直流无刷电机。
3.根据权利要求1所述的一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：所述第二支架包括竖直板、与所述竖直板固定的水平板，所述竖直板上设置有至少一个第二长条形孔。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：所述容纳座包括基座、与所述基座连接的至少两个立杆，所述立杆安装在所述水平板上。
5.根据权利要求4所述的一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：每个所述立杆的顶部均设置有凸块，所述凸块穿过所述水平板，所述凸块上穿设有开口销，所述水平板上设置有通孔。
6.根据权利要求4所述的一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：所述基座包括基板、设置在所述基板上的环形板。
7.根据权利要求1所述的一种基于永磁体的旋转磁场产生装置，其特征在于：还包括第三支架、安装在所述第三支架上的升降模组，所述升降模组上安装有图像采集设备，所述图像采集设备位于所述容纳座的正上方。
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