一種改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于磁場(chǎng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架。
【背景技術(shù)】
[0002]亥姆霍茲線圈就是一對(duì)間距等于半徑的共軸圓線圈。將大、中、小號(hào)三組亥姆霍茲線圈正交放置，就組成一套三維亥姆霍茲線圈，能在三維線圈中心處橢球形范圍內(nèi)產(chǎn)生均勾磁場(chǎng)。
[0003]目前，普通的三維亥姆霍茲線圈架是這樣連接的。首先，分別用四支螺桿連接每一對(duì)共軸線圈架(大、中、小三對(duì)線圈架共用12支螺桿)；然后，用四支(甚至是八支)螺桿連接小號(hào)線圈架與中號(hào)線圈架;最后，再用四支(甚至是八支)螺桿連接中號(hào)線圈架與大號(hào)線圈架。這樣一來，總共要用多達(dá)20支(甚至28支)螺桿才能將三組亥姆霍茲線圈架組合在一起。
[0004]普通的三維亥姆霍茲線圈架，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接點(diǎn)過多，增加了線圈架零件的數(shù)量和組裝的難度。更不利的是，這些增加的螺桿占用了本可屬于內(nèi)層線圈架的空間，使得大、中、小號(hào)三組線圈架的半徑差值變大，這就直接增大了橢球磁場(chǎng)的偏心率，不能最大限度地獲得均勻磁場(chǎng)空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架，優(yōu)化三維線圈架結(jié)構(gòu)，增大可用空間，減小均勻磁場(chǎng)的偏心率。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架，包括三組成對(duì)正交布置的線圈架:小號(hào)線圈架1、中號(hào)線圈架2和大號(hào)線圈架3。
[0008]小號(hào)、大號(hào)成對(duì)線圈架之間分別有固定用螺桿，三組線圈架以大套小，各個(gè)線圈架有至少一個(gè)內(nèi)棱和/或至少一個(gè)外棱上開有卡槽，通過棱與相應(yīng)卡槽嵌套、約束，構(gòu)成三維正交關(guān)系;其中:每個(gè)小號(hào)線圈架I的外棱上設(shè)置有一對(duì)第一卡槽11，每個(gè)中號(hào)線圈架2的內(nèi)棱上設(shè)置有一對(duì)第二卡槽21、外棱上設(shè)置有一對(duì)第三卡槽22，每個(gè)大號(hào)線圈架3的內(nèi)棱設(shè)置有一對(duì)第四卡槽31。
[0009]—對(duì)小號(hào)線圈架I通過內(nèi)連接螺桿4連接固定，一對(duì)大號(hào)線圈架3通過外連接螺桿5連接固定；中號(hào)線圈架2通過自身上的棱與卡槽以及小號(hào)線圈架I和大號(hào)線圈架3上的棱與卡槽嵌套固定。
[0010]同一棱上的一對(duì)卡槽沿過線圈架圓心、垂直于線圈架平面的軸線呈軸對(duì)稱布置。
[0011]兩個(gè)小號(hào)線圈架I通過在其周向均勻布置的四支內(nèi)連接螺桿4連接，兩個(gè)大號(hào)線圈架3通過在其周向均勻布置的四支外連接螺桿5連接。
[0012]小號(hào)線圈架I的外棱卡固于第二卡槽21中；中號(hào)線圈架2的內(nèi)棱卡固于第--^槽11
中，其外棱卡固于第四卡槽31中；大號(hào)線圈架3的內(nèi)棱卡固于第三卡槽22中。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0014]本實(shí)用新型優(yōu)化了三維線圈架結(jié)構(gòu)，省掉了中號(hào)線圈架之間的固定螺桿，減少了連接件數(shù)量，簡(jiǎn)化了組裝步驟，在不增加外層大號(hào)線圈架半徑的前提下，使中號(hào)和小號(hào)線圈架半徑增大，更接近大號(hào)線圈架半徑，即增大了可用空間，減小了均勻磁場(chǎng)的偏心率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為小號(hào)、中號(hào)線圈架通過棱與卡槽嵌套的局部放大圖；
[0017]圖3為中號(hào)、大號(hào)線圈架通過棱與卡槽嵌套的局部放大圖；
[0018]圖4為小號(hào)線圈架示意圖；
[0019]圖5為中號(hào)線圈架示意圖；
[0020]圖6為大號(hào)線圈架示意圖。
[0021]其中的附圖標(biāo)記為:
[0022]I小號(hào)線圈架11第一^^槽
[0023]2中號(hào)線圈架21第二卡槽
[0024]22第三卡槽3大號(hào)線圈架
[0025]31第四卡槽4內(nèi)連接螺桿
[0026]5外連接螺桿
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0028]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的。由圖1可以看到，省掉了中號(hào)線圈架之間的固定螺桿。三組線圈架以大套小，是通過棱與相應(yīng)卡槽嵌套、約束固定的，這樣就省去了(至少12個(gè))各組線圈架之間的連接件，簡(jiǎn)化了組裝步驟。在大號(hào)線圈架尺寸不變的前提下，可使中號(hào)及小號(hào)線圈架的尺寸盡量加大，減少了大、中、小三組線圈架的半徑差，從而提高了空間利用率，降低了磁場(chǎng)的偏心率，增大了三維磁場(chǎng)的均勻空間。
[0029]本實(shí)用新型改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架，包括小號(hào)線圈架1、中號(hào)線圈架2、大號(hào)線圈架3、內(nèi)連接螺桿4和外連接螺桿5;
[0030]兩個(gè)小號(hào)線圈架I通過在其周向均勻布置的四支內(nèi)連接螺桿4連接，每個(gè)小號(hào)線圈架I的外棱上設(shè)置有兩個(gè)第一卡槽11，兩個(gè)第一卡槽11沿過小號(hào)線圈架I圓心，垂直于線圈架平面的軸線呈軸對(duì)稱分布(詳見圖4);
[0031]中號(hào)線圈架(2)之間沒有固定螺桿。每個(gè)中號(hào)線圈架2的內(nèi)棱上沿過線圈架圓心，垂直于線圈架平面的軸線呈軸對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)第二卡槽21，其外棱上沿過線圈架圓心，垂直于線圈架平面的軸線呈軸對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)第三卡槽22(詳見圖5);
[0032]兩個(gè)大號(hào)線圈架3通過在其周向均勻布置的四支外連接螺桿5連接，每個(gè)大號(hào)線圈架3的內(nèi)棱上沿過線圈架圓心，垂直于線圈架平面的軸線呈軸對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)第四卡槽31(詳見圖6);
[0033]三組線圈架間的約束關(guān)系類似于榫卯結(jié)構(gòu)；
[0034]小號(hào)線圈架I的外棱卡固于第二卡槽21中；
[0035]中號(hào)線圈架2的內(nèi)棱卡固于第--^槽11中，其外棱卡固于第四卡槽31中；
[0036]大號(hào)線圈架3的內(nèi)棱卡固于第三卡槽22中。
[0037]三組線圈架的組合步驟如下:
[0038]首先，用四支內(nèi)連接螺桿4將小號(hào)線圈架I連接起來，形成一維的亥姆霍茲線圈架；
[0039]其次，通過中號(hào)線圈架2內(nèi)棱與小號(hào)線圈架I外棱第一卡槽11(圖2左上角)、中號(hào)線圈架2內(nèi)棱第二卡槽21與小號(hào)線圈架外棱(圖2右下角)實(shí)現(xiàn)中號(hào)線圈架對(duì)小號(hào)線圈架的嵌套；
[0040]再次，通過大號(hào)線圈架3內(nèi)棱與中號(hào)線圈架2外棱第三卡槽22(圖3右上角)、大號(hào)線圈架3內(nèi)棱第四卡槽31與中號(hào)線圈架2外棱(圖3右下角)實(shí)現(xiàn)大號(hào)線圈架對(duì)中號(hào)線圈架的嵌套；
[0041]最后，用四支外連接螺桿5將兩個(gè)大號(hào)線圈架3連接起來，完成對(duì)三組線圈架的整體、正交約束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架，包括三組成對(duì)正交布置的線圈架:小號(hào)線圈架(1)、中號(hào)線圈架(2)和大號(hào)線圈架(3)，其特征在于: 小號(hào)、大號(hào)成對(duì)線圈架之間分別有固定用螺桿，三組線圈架以大套小，各個(gè)線圈架有至少一個(gè)內(nèi)棱和/或至少一個(gè)外棱上開有卡槽，通過棱與相應(yīng)卡槽嵌套、約束，構(gòu)成三維正交關(guān)系;其中: 每個(gè)小號(hào)線圈架(I)的外棱上設(shè)置有一對(duì)第一卡槽(11)，每個(gè)中號(hào)線圈架(2)的內(nèi)棱上設(shè)置有一對(duì)第二卡槽(21)、外棱上設(shè)置有一對(duì)第三卡槽(22)，每個(gè)大號(hào)線圈架(3)的內(nèi)棱設(shè)置有一對(duì)第四卡槽(31)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維亥姆霍茲線圈架，其特征在于:一對(duì)小號(hào)線圈架(I)通過內(nèi)連接螺桿(4)連接固定，一對(duì)大號(hào)線圈架(3)通過外連接螺桿(5)連接固定；中號(hào)線圈架(2)通過自身上的棱與卡槽以及小號(hào)線圈架(I)和大號(hào)線圈架(3)上的棱與卡槽嵌套固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維亥姆霍茲線圈架，其特征在于:同一棱上的一對(duì)卡槽沿過線圈架圓心、垂直于線圈架平面的軸線呈軸對(duì)稱布置。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維亥姆霍茲線圈架，其特征在于:兩個(gè)小號(hào)線圈架(I)通過在其周向均勻布置的四支內(nèi)連接螺桿(4)連接，兩個(gè)大號(hào)線圈架(3)通過在其周向均勻布置的四支外連接螺桿(5)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維亥姆霍茲線圈架，其特征在于: 小號(hào)線圈架(I)的外棱卡固于第二卡槽(21)中； 中號(hào)線圈架(2)的內(nèi)棱卡固于第—^槽(11)中，其外棱卡固于第四卡槽(31)中； 大號(hào)線圈架(3)的內(nèi)棱卡固于第三卡槽(22)中。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的三維亥姆霍茲線圈架，小號(hào)線圈架(1)、中號(hào)線圈架(2)和大號(hào)線圈架(3)，小號(hào)、大號(hào)成對(duì)線圈架之間分別有固定用螺桿，省掉了中號(hào)線圈架之間的固定螺桿；三組線圈架以大套小，各個(gè)線圈架有至少一個(gè)內(nèi)棱和/或至少一個(gè)外棱上開有卡槽，通過棱與相應(yīng)卡槽嵌套、約束，構(gòu)成三維正交關(guān)系。本實(shí)用新型優(yōu)化了三維線圈架結(jié)構(gòu)，減少了連接件數(shù)量，簡(jiǎn)化了組裝步驟，在不增加外層大號(hào)線圈架半徑的前提下，使中號(hào)和小號(hào)線圈架半徑增大，更接近大號(hào)線圈架半徑，即增大了可用空間，減小了均勻磁場(chǎng)的偏心率。
【IPC分類】H01F5/00, H01F5/02
【公開號(hào)】CN205264434
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521089719
【發(fā)明人】朱弢, 楊鋒, 朱熠, 孫永紅
【申請(qǐng)人】鋼鐵研究總院
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日