一种磁体模块、一种磁场发射装置的制作方法

本公开涉及磁场发射，特别是涉及一种磁体模块、一种磁场发射装置。

背景技术：

1、许多电气化、自动化设备的运动部件需要追踪或需要对其运动进行研究。例如手术机器人的运动部件需要追踪识别。

2、电磁导航系统是主流手术导航系统技术方案之一。常见的电磁导航系统的原理基于时变磁场，具体地，可通过场发射器产生时变磁场，同时通过磁传感器探测该时变磁场后，进行磁传感器的位姿解算。为了产生时变磁场，可以对电磁线圈通交变电流，也可以旋转永磁体。旋转永磁体的方案相比电磁线圈方案能产生强度更大的磁场，且功耗更低、无发热问题。

3、永磁体如果为了与机械构件配合而设计有结构缺陷，则转动时会造成时变磁场的波动，时变磁场不稳定。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对如何提升时变磁场稳定性、准确性的问题，提供一种磁体模块、一种磁场发射装置。

2、本公开实施方式提供一种磁体模块，该磁体模块包括：转轴组件；第一摩擦盘，沿转轴组件的轴向限位地连接于转轴组件，第一摩擦盘具有第一摩擦面；磁体，具有沿转轴组件的轴向相背对的第一端面和第二端面，第一端面抵顶于第一摩擦面；以及第二摩擦盘，沿转轴组件的轴向限位地连接于转轴组件，第二摩擦盘具有抵顶于第二端面的第二摩擦面。

3、本公开实施方式提供的磁体模块可利用第一摩擦盘和第二摩擦盘夹持磁体，继而能够带动磁体转动，磁体结构完整、均衡，不必为了配合机械构件而使磁体形成结构缺损。本公开实施方式提供的磁体模块可用于产生稳定的时变磁场。

4、在一些实施方式中，第一摩擦面为环形，第一摩擦面接触在第一端面的外环部；第二摩擦面为环形，第二摩擦面接触在第二端面的外环部。

5、如此设置，沿杆体的径向方向，第一摩擦面/第二摩擦面接触在磁体的外边缘区域，继而能够增大摩擦力的力臂，增大了摩擦力矩，能够有效地带动磁体转动，有助于避免打滑现象。

6、在一些实施方式中，磁体的外形轮廓为圆环柱形，磁体的磁极方向沿杆体的径向。

7、如此设置，磁体具有较好的动平衡性能，继而有利于确保时变磁场的稳定可靠。

8、在一些实施方式中，转轴组件包括杆体、第一限位件及第二限位件，第一限位件和第二限位件沿杆体的轴向间隔设置，且第一限位件和第二限位件分别连接于杆体；第一摩擦盘套设于杆体并沿杆体的轴向抵顶于第一限位件；磁体套设于杆体，并位于第一摩擦盘背向第一限位件的一侧；以及第二摩擦盘套设于杆体，其中，第一限位件与第二限位件夹持第一摩擦盘、磁体及第二摩擦盘。

9、如此设置，转轴组件更容易制造使用，磁体及配合于磁体的摩擦盘能够被更好地适应性设计、调整。

10、在一些实施方式中，第一限位件为与杆体形成一体式结构的轴肩；第二限位件包括螺母和弹簧垫圈，螺母螺纹连接于杆体，弹簧垫圈位于第二摩擦盘和螺母之间。

11、如此设置，能够利用轴肩对磁体进行定位；另外，通过螺母的螺纹连接能够方便地安装磁体，并且通过配合弹簧垫圈而能够保证磁体被牢固可靠地夹持。

12、在一些实施方式中，磁体模块还包括驱动器、联轴器及编码器，驱动器的输出端通过联轴器连接于转轴组件的第一端，编码器连接于转轴组件的第二端。

13、如此设置，能够控制磁体的转动并识别转动状态；同时磁体模块的整体布局为纵长型，可便于安装。

14、在一些实施方式中，磁体模块还包括立板和定位销，立板位于第一摩擦盘沿轴向背向磁体的一侧，立板固接于驱动器的固定端，立板绕转轴组件的轴线转动连接于转轴组件；第一摩擦盘设有沿周向排列的至少一个定位孔；定位销沿周向被立板限位，定位销用于部分地穿入定位孔，以使第一摩擦盘沿周向相对立板被定位。

15、如此设置，可以对磁体进行周向定位，继而可以进行例如标定。

16、在一些实施方式中，磁体模块还包括支撑座，转轴组件以轴向转动连接于支撑座；支撑座、转轴组件、第一摩擦盘及第二摩擦盘各自的材料为无铁磁性材料。示例性地，无铁磁性材料为钛合金、陶瓷或铝合金。

17、如此设置，可以避免磁体之外的机械构件对时变磁场的影响，又可以保证磁体模块的整体结构强度及结构稳定性。

18、在一些实施方式中，磁体模块还包括支撑座，支撑座包括底板及固接于底板的至少两个立板，至少两个立板位于底板的同一侧，该至少两个立板沿转轴组件的轴向间隔地排列，立板绕转轴组件的轴线转动连接于转轴组件，底板包括多个支撑条，多个支撑条围绕出镂空图形。

19、如此设置，可以降低底板处的涡流效应，又能保证支撑座的结构强度及支撑稳定性。

20、本公开实施方式还提供一种磁场发射装置，该磁场发射装置包括多个前述的磁体模块；多个磁体模块第一磁体模块和第二磁体模块，第一磁体模块所限定的第一轴向与第二磁体模块所限定的第二轴向垂直。

21、本公开实施方式提供的磁场发射装置能够产生稳定可靠的时变磁场。

22、在一些实施方式中，多个磁体模块的多个轴向平行于同一平面，多个磁体模块沿平面环绕排列。

23、如此设置，该磁场发射装置的结构紧凑，时变磁场实现的定位效果好。

技术特征：

1.一种磁体模块，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁体模块，其特征在于，所述第一摩擦面(201)为环形，所述第一摩擦面(201)接触在所述第一端面(301)的外环部；所述第二摩擦面(401)为环形，所述第二摩擦面(401)接触在所述第二端面(302)的外环部；

3.根据权利要求1所述的磁体模块，其特征在于，所述转轴组件(1)包括杆体(11)、第一限位件(12)及第二限位件(13)，所述第一限位件(12)和所述第二限位件(13)沿所述杆体(11)的轴向间隔设置，且所述第一限位件(12)和所述第二限位件(13)分别连接于所述杆体(11)；

4.根据权利要求3所述的磁体模块，其特征在于，所述第一限位件(12)为与所述杆体(11)形成一体式结构的轴肩；

5.根据权利要求1所述的磁体模块，其特征在于，还包括驱动器(5)、联轴器(6)及编码器(7)，所述驱动器(5)的输出端(501)通过所述联轴器(6)连接于所述转轴组件(1)的第一端，所述编码器(7)连接于所述转轴组件(1)的第二端。

6.根据权利要求5所述的磁体模块，其特征在于，还包括立板(82)和定位销(9)，所述立板(82)位于所述第一摩擦盘(2)沿所述轴向背向所述磁体(3)的一侧，所述立板(82)固接于所述驱动器(5)的固定端(502)，所述立板(82)绕所述转轴组件(1)的轴线转动连接于所述转轴组件(1)；

7.根据权利要求1所述的磁体模块，其特征在于，还包括支撑座(8)，所述转轴组件(1)以所述轴向转动连接于所述支撑座(8)；

8.根据权利要求1所述的磁体模块，其特征在于，还包括支撑座(8)，所述支撑座(8)包括底板(81)及固接于所述底板(81)的至少两个立板(82)，所述至少两个立板(82)位于所述底板(81)的同一侧，所述至少两个立板(82)沿所述转轴组件(1)的轴向间隔地排列，

9.一种磁场发射装置，其特征在于，包括多个如权利要求1至8中任一项所述的磁体模块(100)；

10.根据权利要求9所述的磁场发射装置，其特征在于，所述多个磁体模块(100)的多个轴向平行于同一平面，所述多个磁体模块(100)沿所述平面环绕排列。

技术总结本公开涉及一种磁体模块、一种磁场发射装置。该磁体模块包括：转轴组件；第一摩擦盘，沿转轴组件的轴向限位地连接于转轴组件，第一摩擦盘具有第一摩擦面；磁体，具有沿转轴组件的轴向相背对的第一端面和第二端面，第一端面抵顶于第一摩擦面；以及第二摩擦盘，沿转轴组件的轴向限位地连接于转轴组件，第二摩擦盘具有抵顶于第二端面的第二摩擦面。该磁体模块可以实现稳定、易分析的时变磁场。技术研发人员：黄戬受保护的技术使用者：武汉联影智融医疗科技有限公司技术研发日：20231204技术公布日：2024/7/25