[发明专利]旋转/梯度复合磁场发生装置

说明书

旋转/梯度复合磁场发生装置，涉及电磁技术领域。由永磁组件、驱动系统、控制系统和散热系统组成，永磁组件由单个或多个永磁体在空间自定义布局构成，控制系统通过驱动系统与永磁组件相连，散热系统安装在驱动系统旁。永磁组件由永磁体安装在组合支架上构成，组合支架的空间结构根据需要自定义设计，通过3D打印技术制备。通过更换自定义的永磁组件，实现用一套装置产生多种类型的旋转/梯度复合磁场，通过驱动系统和控制系统实时调节磁场的方向、强度和旋转频率，通过散热系统降温，保护设备，延长工作时间，其结构简单、操作便捷、成本低，应用场景广泛。

技术领域

本发明涉及电磁技术领域，具体是涉及一种旋转/梯度复合磁场发生装置。

背景技术

磁场发生器在生物医学等领域具有广泛的应用，如利用磁场发生器驱动控制磁性微型机器人在体内运动，完成一系列工作，这在生物探测、智能载药、可控药物释放、血栓清除等领域有着重要的意义。

用于驱动磁性微型机器人的磁场类型有梯度磁场、旋转磁场等，梯度磁场可以直接拉动微型机器人沿空间磁场梯度差做直线运动，旋转磁场可以驱动微型机器人做旋转运动。目前已报道的磁场发生装置产生的磁场类型较为单一，磁场强度和方向调节困难，工作时间短，应用场景十分受限。

发明内容

本发明的目的在于解决现有磁场发生器产生的磁场类型单一，磁场强度和方向调节困难，工作时间短，应用场景受限等问题，提供一种旋转/梯度复合磁场发生装置。

本发明由永磁组件、驱动系统、控制系统和散热系统组成，所述永磁组件由单个或多个永磁体在空间自定义布局构成，所述驱动系统与永磁组件固定连接，所述控制系统与驱动系统相连，用以控制驱动系统的各参数，所述散热系统安装在驱动系统旁。

所述永磁组件由单个或多个永磁体安装在组合支架上构成，所述组合支架的空间结构根据需要自定义设计，通过3D打印技术制备，不同的永磁组件可以在空间中产生不同的磁场类型，以满足不同应用场景的需要。

所述驱动系统由平移驱动系统和旋转驱动系统组成，用于控制永磁组件在空间中的位置、角度及转速。

所述平移驱动系统由x丝杆、z丝杆、y丝杆、一号电机、二号电机、三号电机和底座组成。

所述x丝杆固定在底座上，所述z丝杆垂直安装于x丝杆上，可沿x丝杆平移；所述y丝杆垂直安装于z丝杆上且与x丝杆垂直，可沿z丝杆平移；三轴丝杆在空间中互相垂直。

所述一号电机、二号电机、三号电机的输出端分别与x丝杆、z丝杆、y丝杆的端部连接，通过控制系统控制三个电机来分别实现三轴丝杆的转动，以调节永磁组件在空间中的坐标位置。

所述旋转驱动系统由四号电机、五号电机、六号电机和连接支架组成。

所述四号电机固定在平移驱动系统y丝杆的末端，所述五号电机通过连接支架垂直固定于四号电机的输出轴，所述六号电机通过连接支架垂直固定于五号电机的输出轴，三个电机的输出轴在空间中互相垂直，通过控制系统控制四号电机和五号电机，可以调节六号电机在空间中的角度。

所述永磁组件的组合支架与六号电机的输出轴固定连接，通过控制系统控制六号电机，可以调节永磁组件的转速，进而调节所产生磁场的旋转频率。

所述散热系统由6个散热风扇组成，所述散热风扇分别安装在各电机旁，为各个运行中的电机降温，延长工作时间和使用寿命。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明所述旋转/梯度复合磁场，通过更换自定义的永磁组件，实现用一套装置产生多种类型的旋转/梯度复合磁场，通过驱动系统和控制系统实时调节磁场的方向、强度和旋转频率，通过散热系统降温，保护设备，延长工作时间，其结构简单，操作便捷，成本低，应用场景广泛。

附图说明