[发明专利]一种球形电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多自由度的球形电动机，属于电机技术领域。

背景技术

现在的圆轮式车只能实现一个方向的行进，转向时需要使用转向机构来实现，结构复杂，且转动的角度有限，无法实现360度行进。例如，在拥挤的停车位，汽车必须经过繁琐的前进后退才能停靠在停车位上，浪费时间，需要司机有高超的驾车技术，同时车距相对较大，浪费宝贵的停车场地。

弧型定子电机是一种典型的圆盘型直线电机，它将初级做成弧形，并安放于次级圆柱面外侧，也称为弧型初级柱面次级直线电机。虽然圆盘型直线电机实际上是作圆周运动的，但由于其结构型式和运动原理与扁平型直线电机基本一致，故仍可归并于直线电机的范畴之中。弧型定子电机同样遵循直线感应电动机的基本原理，与旋转式感应电动机相类似，也可以分为三相、两相或单相。弧型定子电机的次级为绕固定轴转动的圆筒，因其转轴固定，所以无法实现其他方向的转动。

发明内容

为使车子能够360度轻松行进，简化车轮结构，本发明专利公开了一种球形电动机。本发明基于弧型直线感应电动机的基本原理，通过设计一种新形式的结构，提供了异于现有弧型定子电动机的能够实现动子（次级）360度任意方向转向的球形电动机。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案如下。

本发明所提出的多自由度的球形电动机包括环形座、球形动子、动子连接体、长圆弧定子、次长圆弧定子、短圆弧定子、减阻滚珠。长圆弧定子、次长圆弧定子、短圆弧定子通过动子连接体与环形座连接在一起，组成一体，置于球形动子上方。减阻滚珠分别置于上半球和下半球，防止球形动子从圆弧定子脱落。

本发明的特征在于：所述的长圆弧定子在俯视方向延直径安置，次长圆弧定子、短圆弧定子在俯视方向依次等间隔安置在长圆弧定子两侧，次长圆弧定子、短圆弧定子分别为6个、8个。圆弧定子之间的夹角为22.5度。圆弧定子的个数可以根据球形动子和圆弧定子的尺寸增加，但它们之间的夹角是相等的。

本发明的特征在于：所述的长圆弧定子为圆弧形，由带齿槽的铁心和嵌入齿槽的线圈组成；所述铁心的两端部加工有球形槽，在铁心的中部加工有球形槽；所述的圆弧定子靠近球形动子的一侧加工成球面，且与球形动子同心。

本发明的特征在于：所述的次长圆弧定子、短圆弧定子为圆弧形，由带齿槽的铁心和嵌入齿槽的线圈组成；所述铁心的端部加工有球形槽；所述的圆弧定子靠近球形动子的一侧加工成球面，且与球形动子同心。

本发明的特征在于：所述的球形动子由减摩涂层、球形导体、球形导磁材料组成；所述的球形导体为铜或铝；其特征在于球形导磁材料为铁或钢。

本发明有益效果是：本发明能够实现动子（即轮子）向平面内的任意方向转动，结构简单，在多自由度设备中有很好的应用前景。当其安装在车上充当轮子时能够简化传动机构，实现电机的快速响应，方便车子的转向；当其当作关节使用时可以获得更加灵活的动作。

附图说明

图1为本发明专利具体实施方式的截面结构示意图。

图2为本发明专利具体实施方式的总俯视图。

图3为本发明专利具体实施方式的初级布置俯视图。

图4为本发明专利具体实施方式的长初级截面示意图。

图5为本发明专利具体实施方式的次长初级、短截初级面示意图。

图中：1环形座；2球形动子；6动子连接体；3长圆弧定子；4次长圆弧定子；5短圆弧定子；7减阻滚珠；31、41铁心；32、42线圈；33、34、43球形槽；8减摩涂层；9球形导体；10球形导磁材料。

具体实施方式

以下结合附图描述本发明的具体实施方式。