一種球形電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多自由度的球形電動(dòng)機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的圓輪式車只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的行進(jìn)，轉(zhuǎn)向時(shí)需要使用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且轉(zhuǎn)動(dòng)的角度有限，無法實(shí)現(xiàn)360度行進(jìn)。例如，在擁擠的停車位，汽車必須經(jīng)過繁瑣的前進(jìn)后退才能?？吭谕＼囄簧?，浪費(fèi)時(shí)間，需要司機(jī)有高超的駕車技術(shù)，同時(shí)車距相對(duì)較大，浪費(fèi)寶貴的停車場地。
[0003]弧型定子電機(jī)是一種典型的圓盤型直線電機(jī)，它將初級(jí)做成弧形，并安放于次級(jí)圓柱面外側(cè)，也稱為弧型初級(jí)柱面次級(jí)直線電機(jī)。雖然圓盤型直線電機(jī)實(shí)際上是作圓周運(yùn)動(dòng)的，但由于其結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)動(dòng)原理與扁平型直線電機(jī)基本一致，故仍可歸并于直線電機(jī)的范疇之中?；⌒投ㄗ与姍C(jī)同樣遵循直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本原理，與旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相類似，也可以分為三相、兩相或單相?；⌒投ㄗ与姍C(jī)的次級(jí)為繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒，因其轉(zhuǎn)軸固定，所以無法實(shí)現(xiàn)其他方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為使車子能夠360度輕松行進(jìn)，簡化車輪結(jié)構(gòu)，本發(fā)明專利公開了一種球形電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明基于弧型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本原理，通過設(shè)計(jì)一種新形式的結(jié)構(gòu)，提供了異于現(xiàn)有弧型定子電動(dòng)機(jī)的能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)子(次級(jí))360度任意方向轉(zhuǎn)向的球形電動(dòng)機(jī)。
[0005]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下。
[0006]本發(fā)明所提出的多自由度的球形電動(dòng)機(jī)包括環(huán)形座、球形動(dòng)子、動(dòng)子連接體、長圓弧定子、次長圓弧定子、短圓弧定子、減阻滾珠。長圓弧定子、次長圓弧定子、短圓弧定子通過動(dòng)子連接體與環(huán)形座連接在一起，組成一體，置于球形動(dòng)子上方。減阻滾珠分別置于上半球和下半球，防止球形動(dòng)子從圓弧定子脫落。
[0007]本發(fā)明的特征在于:所述的長圓弧定子在俯視方向延直徑安置，次長圓弧定子、短圓弧定子在俯視方向依次等間隔安置在長圓弧定子兩側(cè)，次長圓弧定子、短圓弧定子分別為6個(gè)、8個(gè)。圓弧定子之間的夾角為22.5度。圓弧定子的個(gè)數(shù)可以根據(jù)球形動(dòng)子和圓弧定子的尺寸增加，但它們之間的夾角是相等的。
[0008]本發(fā)明的特征在于:所述的長圓弧定子為圓弧形，由帶齒槽的鐵心和嵌入齒槽的線圈組成；所述鐵心的兩端部加工有球形槽，在鐵心的中部加工有球形槽；所述的圓弧定子靠近球形動(dòng)子的一側(cè)加工成球面，且與球形動(dòng)子同心。
[0009]本發(fā)明的特征在于:所述的次長圓弧定子、短圓弧定子為圓弧形，由帶齒槽的鐵心和嵌入齒槽的線圈組成；所述鐵心的端部加工有球形槽；所述的圓弧定子靠近球形動(dòng)子的一側(cè)加工成球面，且與球形動(dòng)子同心。
[0010]本發(fā)明的特征在于:所述的球形動(dòng)子由減摩涂層、球形導(dǎo)體、球形導(dǎo)磁材料組成；所述的球形導(dǎo)體為銅或鋁；其特征在于球形導(dǎo)磁材料為鐵或鋼。
[0011]本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)子(即輪子)向平面內(nèi)的任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，在多自由度設(shè)備中有很好的應(yīng)用前景。當(dāng)其安裝在車上充當(dāng)輪子時(shí)能夠簡化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的快速響應(yīng)，方便車子的轉(zhuǎn)向；當(dāng)其當(dāng)作關(guān)節(jié)使用時(shí)可以獲得更加靈活的動(dòng)作。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明專利【具體實(shí)施方式】的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明專利【具體實(shí)施方式】的總俯視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明專利【具體實(shí)施方式】的初級(jí)布置俯視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明專利【具體實(shí)施方式】的長初級(jí)截面示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明專利【具體實(shí)施方式】的次長初級(jí)、短截初級(jí)面示意圖。
[0017]圖中:1環(huán)形座；2球形動(dòng)子；6動(dòng)子連接體；3長圓弧定子；4次長圓弧定子；5短圓弧定子；7減阻滾珠；31、41鐵心；32、42線圈；33、34、43球形槽；8減摩涂層；9球形導(dǎo)體；10球形導(dǎo)磁材料。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0019]如圖所示，本發(fā)明一種球形電機(jī)的主要實(shí)施方式主要由環(huán)形座1、球形動(dòng)子2、動(dòng)子連接體6、長圓弧定子3、次長圓弧定子4、短圓弧定子5、減阻滾珠7組成。其中長圓弧定子3在俯視方向延直徑安置，次長圓弧定子4、短圓弧定子5在俯視方向依次等間隔安置在長圓弧定子3兩側(cè)，次長圓弧定子4、短圓弧定子5分別為6個(gè)、8個(gè)。長圓弧定子3包括帶齒槽的鐵心31，嵌入齒槽的多相(兩相、三相或更多相)線圈32。在鐵心31的兩端部加工有球形槽34，在鐵心31的中部加工有球形槽33，減阻滾珠7安放在之中，用來減少摩擦阻力。次長圓弧定子4和短圓弧定子5結(jié)構(gòu)相似，包括帶齒槽的鐵心41，嵌入齒槽的多相(兩相、三相或更多相)線圈42。在鐵心41的兩端部加工有球形槽43，減阻滾珠7安放在之中，用來減少摩擦阻力。圓弧定子3、4靠近球形動(dòng)子的一側(cè)加工成球面，且與球形動(dòng)子同心。球形動(dòng)子2與單邊型直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的次級(jí)類似，由減摩涂層8、球形導(dǎo)體9、球形導(dǎo)磁材料10組成。球形導(dǎo)體9為銅或鋁，球形導(dǎo)磁材料10為鐵或鋼。圓弧定子3、4與球形動(dòng)子2由氣隙隔開相對(duì)。
[0020]圖中的多相(兩相、三相或更多相)線圈42繞組采用常規(guī)方式構(gòu)成，如采用波繞組、疊繞組或混合繞組等。
[0021]多相(兩相、三相或更多相)線圈42繞組的嵌放可按常規(guī)直線感應(yīng)電機(jī)的嵌放方式及工藝進(jìn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球形電機(jī)，包括環(huán)形座1、球形動(dòng)子2、動(dòng)子連接體6、長圓弧定子3、次長圓弧定子4、短圓弧定子5、減阻滾珠7，所述的長圓弧定子3、次長圓弧定子4、短圓弧定子5通過動(dòng)子連接體6與環(huán)形座I連接在一起，組成一體，其特征在于長圓弧定子3在俯視方向延直徑安置，次長圓弧定子4、短圓弧定子5在俯視方向依次等間隔安置在長圓弧定子3兩側(cè)，次長圓弧定子4、短圓弧定子5分別為6個(gè)、8個(gè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形電機(jī)，其特征在于長圓弧定子3為圓弧形，由帶齒槽的鐵心31和嵌入齒槽的線圈32組成；其特征在于在鐵心31的兩端部加工有球形槽34，在鐵心31的中部加工有球形槽33 ;其特征在于所述的圓弧定子靠近球形動(dòng)子的一側(cè)加工成球面，且與球形動(dòng)子同心。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形電機(jī)，其特征在于次長圓弧定子4、短圓弧定子5為圓弧形，由帶齒槽的鐵心41和嵌入齒槽的線圈42組成；其特征在于在鐵心41的端部加工有球形槽43。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形電機(jī)，其特征在于球形動(dòng)子2由減摩涂層8、球形導(dǎo)體9、球形導(dǎo)磁材料10組成；其特征在于球形導(dǎo)體9為銅或鋁；其特征在于球形導(dǎo)磁材料10為鐵或鋼。
【專利摘要】一種球形電機(jī)，包括環(huán)形座1、球形動(dòng)子2、動(dòng)子連接體6、長圓弧定子3、次長圓弧定子4、短圓弧定子5、減阻滾珠7，其中長圓弧定子3、次長圓弧定子4、短圓弧定子5通過動(dòng)子連接體6與環(huán)形座1連接在一起，組成一體。屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域?；诨⌒椭本€感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本原理，通過設(shè)計(jì)一種新形式的結(jié)構(gòu)，提供了異于現(xiàn)有弧型定子電動(dòng)機(jī)的能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)子（次級(jí)）360度任意方向轉(zhuǎn)向的球形電動(dòng)機(jī)?？墒鞘褂迷谌f向移動(dòng)的諸多場合，例如充當(dāng)車輪，車子能夠360度輕松行進(jìn)，簡化車輪結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】H02K16/00
【公開號(hào)】CN105226891
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410313375
【發(fā)明人】馬濤, 楊學(xué)鋒, 顧杰, 蔡喜光
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2014年7月3日