[发明专利]具有海尔贝克阵列的多自由度电磁机器

权利要求书

1.一种多自由度电磁机器，包括：

球形结构，所述球形结构具有第一对称轴线、第二对称轴线和第三对称轴线，所述第一对称轴线、所述第二对称轴线和所述第三对称轴线垂直于彼此而设置；

第一线圈，所述第一线圈围绕所述第一对称轴线缠绕于所述球形结构上；

第二线圈，所述第二线圈围绕所述第二对称轴线缠绕于所述球形结构上；

非磁性结构，所述非磁性结构与所述球形结构间隔开并且至少部分地围绕所述球形结构；和

安装于所述非磁性结构上的海尔贝克阵列，所述海尔贝克阵列包括N个磁体，其中N为4的倍数，

其中所述球形结构和所述非磁性结构被安装成允许所述非磁性结构与所述球形结构之间的相对旋转。

2.根据权利要求1所述的电磁机器，其中：

所述非磁性结构包含铝和塑料中的一者；并且

N等于16。

3.根据权利要求1所述的电磁机器，其中所述非磁性结构被安装成相对于所述球形结构围绕所述第一对称轴线和所述第二对称轴线而旋转。

4.根据权利要求3所述的电磁机器，进一步包括：

框架，所述框架旋转地联接到所述球形结构和所述非磁性结构，使得(i)所述非磁性结构和所述框架能够相对于所述球形结构围绕所述第一对称轴线而共同地旋转，并且(ii)所述非磁性结构能够相对于所述框架和所述球形结构围绕所述第二对称轴线而旋转。

5.根据权利要求4所述的电磁机器，其中所述框架包括：

安装凸缘；

固定轴，所述固定轴延伸穿过所述球形结构，所述固定轴固定地联接到所述安装凸缘和所述球形结构两者；

下磁轭，所述下磁轭旋转地联接到所述轴并且能够相对于所述轴和所述安装凸缘围绕所述第一对称轴线而旋转；和

上磁轭，所述上磁轭旋转地联接至所述轴，所述上磁轭联接到所述下磁轭并且能够与所述下磁轭一起旋转。

6.根据权利要求5所述的电磁机器，其中所述非磁性结构包括：

主体；

第一轴部，所述第一轴部从所述主体径向地向外延伸并且旋转地安装于所述下磁轭与所述上磁轭之间；和

第二轴部，所述第二轴部从所述主体径向地向外延伸并且与所述第一轴部沿直径相对，所述第二轴部旋转地安装于所述下磁轭与所述上磁轭之间。

7.根据权利要求6所述的电磁机器，进一步包括：

第一轴承组件，所述第一轴承组件安装于所述固定轴上并且联接到所述下磁轭；和

第二轴承组件，所述第二轴承组件安装于所述固定轴上并且联接到所述上磁轭。

8.根据权利要求7所述的电磁机器，进一步包括：

第三轴承组件，所述第三轴承组件安装于所述第一轴部上并且联接到所述下磁轭和所述上磁轭；和

第四轴承组件，所述第四轴承组件安装于所述第二轴部上并且联接到所述下磁轭和所述上磁轭。

9.根据权利要求1所述的电磁机器，进一步包括：

框架，所述框架旋转地联接到所述球形结构并且固定地联接到所述非磁性结构，使得所述球形结构能够相对于所述框架和所述非磁性结构至少围绕所述第一对称轴线和所述第二对称轴线而旋转；

球窝，所述球窝形成于所述球形结构中；和

轴，所述轴具有第一端部和第二端部并且从所述框架径向向内延伸，所述第一端部联接到所述框架，所述第二端部具有形成于其上的球窝接头，所述窝球接头设置于所述球窝内。

10.根据权利要求1所述的电磁机器，进一步包括：

第三线圈，所述第三线圈围绕所述第三对称轴线缠绕于所述球形结构上。