寧波材料所成功研制磁懸浮直驅(qū)門機(jī)
近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所所屬先進(jìn)制造技術(shù)研究所精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)行程重載高速直驅(qū)裝備領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，成功研制了用于安防系統(tǒng)的長(zhǎng)行程重載高速磁懸浮門機(jī)。該磁懸浮門機(jī)，總長(zhǎng)約8.4米，有效行程約4.1米，門重約900Kg，最大運(yùn)行速度≥1.8m/s。目前，該磁懸浮門機(jī)已穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月以上。
在長(zhǎng)行程重載高速裝備領(lǐng)域，通常采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)加齒輪齒條傳動(dòng)或帶鏈傳動(dòng)的間接驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。這種間接驅(qū)動(dòng)方式傳動(dòng)效率、速度、使用壽命有限，存在機(jī)械磨損和機(jī)械間隙，運(yùn)行平穩(wěn)性不高，啟動(dòng)速度較慢，需要定期維護(hù)或更換傳動(dòng)裝置。若采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，可以省去中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，速度更快，平穩(wěn)性更高，從而實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)的“零傳動(dòng)”和“零接觸”，但常規(guī)的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)受制于長(zhǎng)行程引起的加工難和安裝調(diào)整難問題、以及重載高速引起的導(dǎo)軌高磨損問題。
精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)上述問題，提出了一種新型的磁懸浮直驅(qū)門機(jī)，并申報(bào)了國家發(fā)明專利。該磁懸浮門機(jī)，門的底部懸空無任何支撐，直線電機(jī)及導(dǎo)軌安裝在頂部，利用平板型直線電機(jī)的法向永磁吸力“浮起”900多公斤的大門從而克服門的重力，而電機(jī)產(chǎn)生的橫向推力驅(qū)動(dòng)安防門快速移動(dòng)，不但解決了導(dǎo)軌的高磨損問題，而且提高了門的運(yùn)行速度。同時(shí)，通過獨(dú)特的變平面模塊結(jié)構(gòu)解決了加工難、安裝調(diào)整難等問題。本裝置使用分辨率為5微米的磁柵尺作為位置反饋信號(hào)，通過高速高精度運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，控制精度可達(dá)±0.015毫米以上。該項(xiàng)技術(shù)具有國內(nèi)領(lǐng)先國際先進(jìn)水平，目前國內(nèi)外尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。
該團(tuán)隊(duì)研制的磁懸浮直驅(qū)門機(jī)可廣泛應(yīng)用于安防、海關(guān)、消防等領(lǐng)域的大型門機(jī)領(lǐng)域，也可用于其它各類長(zhǎng)行程重載高速高精度自動(dòng)化裝備，目前已有多個(gè)單位表示了濃厚興趣并提出了具體需求。
