具有平行線圈的幻影電動機(jī)系統(tǒng)的制作方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及一種電動機(jī)系統(tǒng)，并且具體地，涉及一種無刷電動機(jī)。更具體地，本公開內(nèi)容涉及用于具有平行線圈的幻影發(fā)動機(jī)(phantommotor)的方法和設(shè)備?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]電動機(jī)是將一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。電動機(jī)可以被用于各種應(yīng)用。電動機(jī)(例如但不限于)可以被用于驅(qū)動風(fēng)扇、栗、工具、磁盤驅(qū)動器、鉆頭以及其他類型的裝置。電動機(jī)可以在各種環(huán)境中使用。例如，電動機(jī)可以被用于各種固定的和移動的平臺上的應(yīng)用，諸如，飛機(jī)以及其他交通工具。[0003]可以在飛機(jī)上使用電動機(jī)以執(zhí)行飛機(jī)上的各種功能。例如但不限于，飛機(jī)上的電動機(jī)可以被用于移動飛行控制面(flightconrolsurface)，以升起和降下起落架(landinggear)并且用于執(zhí)行飛機(jī)上的其他功能。電動機(jī)的一個普遍問題是電動機(jī)的大小、成本和重量。理想的是減少這些因素。[0004]電動機(jī)的一種類型是幻影發(fā)動機(jī)?；糜鞍l(fā)動機(jī)是無刷發(fā)動機(jī)的一種?；糜鞍l(fā)動機(jī)的發(fā)射器生成具有振蕩頻率的磁場。該磁場提供為發(fā)動機(jī)電力并且控制發(fā)動機(jī)。該磁場通過諧振電感耦合來給幻影發(fā)動機(jī)提供電力，該諧振電感與幻影發(fā)動機(jī)中的各個線圈直接發(fā)生耦合。[0005]幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中用于幻影發(fā)動機(jī)、發(fā)射器或者兩者的部件通常比期望的成本更高。該成本部分基于零件數(shù)量和組件成本。例如，該組件包括繞組線圈和堆疊層壓板。[0006]進(jìn)一步地，幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的重量通常比期望的重。磁鐵芯和銅繞組加上幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的重量。幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的這些元件也可導(dǎo)致大小比期望的大或者體積大。因此，其中幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可使用的應(yīng)用可基于幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的尺寸、成本以及重量中的一個或多個受到限制。[0007]因此，期望提供一種考慮了上面所討論的問題中的至少一些以及其他可能的問題的方法和設(shè)備。例如，期望提供一種與當(dāng)前可用的幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)相比降低了成本或者重量中的至少一個的幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。【
發(fā)明內(nèi)容】[0008]在一個示例性實施方式中，一種設(shè)備包括由磁性材料組成的轉(zhuǎn)子和一組接收線圈。該一組接收線圈具有被定位成基本上平行于來自發(fā)射線圈的磁場線的一組軸線并且具有一組諧振頻率。該一組接收線圈中的接收線圈具有不同于該一組接收線圈中的其他接收線圈的該一組諧振頻率中的諧振頻率，當(dāng)發(fā)射磁場具有與接收線圈的諧振頻率相關(guān)的選定頻率時，使得該接收線圈生成吸引轉(zhuǎn)子的接收磁場。[0009]在另一示例性實施方式中，提出了用于操作電動機(jī)的方法。在具有基本上平行于來自發(fā)射線圈的磁場線而定位的一組軸線并且具有一組諧振頻率的一組接收線圈處接收發(fā)射磁場。該一組諧振頻率中的諧振頻率不同于該一組接收線圈中的其他接收線圈。當(dāng)發(fā)射磁場具有匹配諧振頻率的選定頻率時，在該一組接收線圈中具有諧振頻率的接收線圈處生成接收磁場。接收磁場吸引電動機(jī)中的轉(zhuǎn)子。[0010]可以在本公開內(nèi)容的各個實施方式中獨立地實現(xiàn)該特征和功能或者還可以結(jié)合在其他實施方式中，可以參考以下說明和附圖來了解更多的細(xì)節(jié)?！靖綀D說明】[0011]在所附權(quán)利要求中闡述了示例性實施方式的被認(rèn)為是新穎性特征的特性。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，通過參考以下的本公開內(nèi)容的示例性實施方式的詳細(xì)說明來充分理解示例性實施方式以及所使用的優(yōu)選方式、更多目標(biāo)及其特征，在附圖中:[0012]圖1是根據(jù)示例性實施方式的電動機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的框圖的示意圖；[0013]圖2是根據(jù)示例性實施方式的幻影發(fā)動機(jī)的示意圖；[0014]圖3是根據(jù)示例性實施方式的幻影發(fā)動機(jī)的俯視圖的示意圖；[0015]圖4是根據(jù)示例性實施方式的幻影發(fā)動機(jī)的一部分的截面圖的示意圖；[0016]圖5是示出了根據(jù)示例性實施方式的發(fā)射磁場的發(fā)射頻率對時間的曲線圖的示意圖；[0017]圖6至圖8是根據(jù)示例性實施方式的幻影發(fā)動機(jī)中的轉(zhuǎn)子的位置的示意圖；[0018]圖9是示出了根據(jù)示例性實施方式的隨著轉(zhuǎn)子移動的接收線圈的諧振頻率的曲線圖的不意圖；[0019]圖10是根據(jù)示例性實施方式的用于接收線圈的諧振頻率的曲線圖的示意圖；[0020]圖11是根據(jù)示例性實施方式的用于接收線圈的諧振頻率的曲線圖的示意圖；[0021]圖12是示出了根據(jù)示例性實施方式的發(fā)射磁場的發(fā)射頻率對時間的曲線圖的示意圖；[0022]圖13是示出了根據(jù)示例性實施方式的用于接收線圈的諧振頻率的曲線圖的示意圖；[0023]圖14是示出了根據(jù)示例性實施方式的發(fā)射磁場的發(fā)射頻率對時間的曲線圖的示意圖；[0024]圖15是示出了根據(jù)示例性實施方式的用于接收線圈的諧振頻率的曲線圖的示意圖；[0025]圖16是示出了根據(jù)示例性實施方式的用于接收線圈的諧振頻率的曲線圖的示意圖；[0026]圖17是根據(jù)示例性實施方式的電動機(jī)系統(tǒng)的示意圖；[0027]圖18是根據(jù)示例性實施方式的接收線圈至發(fā)射線圈的初始定向的示意圖；[0028]圖19是根據(jù)示例性實施方式的用于接收線圈的傾斜定向的示意圖；[0029]圖20是根據(jù)示例性實施方式的幻影發(fā)動機(jī)的示意圖；[0030]圖21是示出了根據(jù)示例性實施方式的發(fā)射磁場的生成的流程圖的示意圖；[0031]圖22是示出了根據(jù)示例性實施方式的電動機(jī)的操作的流程圖的示意圖；[0032]圖23是根據(jù)示例性實施方式的用于識別轉(zhuǎn)子和電動機(jī)的位置的過程的流程圖的示意圖；并且[0033]圖24是根據(jù)示例性實施方式的用于使接收線圈中的軸線對準(zhǔn)(alignment)的過程的流程圖的示意圖。【具體實施方式】[0034]示例性實施方式識別并且考慮一個或多個不同的考慮因素。例如，示例性實施方式識別并且考慮其中幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的成本、重量或者尺寸中的至少一個減少的一個方式以減少線圈數(shù)量的方式設(shè)計幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。例如，示例性實施方式識別并且考慮其中可以減少這些參數(shù)的一個方式是使用幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)部分中的定子上減少需要對準(zhǔn)通過具有發(fā)射線圈與接收線圈生成的外場的發(fā)射線圈的數(shù)量。當(dāng)前使用的幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)具有三個發(fā)射線圈。[0035]因此，示例性實施方式提供了用于發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的方法和設(shè)備。在一個示例性實例中，設(shè)備包括發(fā)射器和無線電動機(jī)。具體地，無線電動機(jī)可以是幻影發(fā)動機(jī)。[0036]例如，其中發(fā)射線圈的數(shù)量可減少的一個方式是通過選擇用于發(fā)動機(jī)上的定子的接收線圈的定向。例如，接收線圈可從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行放射狀布置。換言之，可安置線圈使得通過線圈延伸的軸基本上垂直于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸。示例性實施方式識別并且考慮接收線圈的這類定向，可使用單個發(fā)射線圈。發(fā)射線圈可具有與旋轉(zhuǎn)軸平行的定向。[0037]在另一示例性實例中，電動機(jī)可具有轉(zhuǎn)子和一組接收線圈。該轉(zhuǎn)子關(guān)于轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，并且該轉(zhuǎn)子由磁性材料組成。該一組接收線圈具有基本上平行于轉(zhuǎn)子軸而定位的一組軸線。接收線圈具有用于該一組線圈的一組諧振頻率。在示例性實例中，當(dāng)發(fā)射磁場具有與線圈的諧振頻率相關(guān)的選定頻率時，該一組線圈中的線圈具有來自該一組線圈中的其他線圈的不同諧振頻率，使得該線圈生成吸引轉(zhuǎn)子的接收磁場。如本文中使用的，當(dāng)參考項目使用“一組”時表示一個或多個項目。例如，一組接收線圈是一個或多個接收線圈。[0038]在示例性實例中，選擇相對于發(fā)射線圈的不同定位的接收線圈，使得接收線圈的軸線基本上平行于通過發(fā)射線圈生成的發(fā)射磁場中的磁場線而定位。以這種方式，可選擇接收線圈的定向來增加從發(fā)射線圈無線接收電力的電動機(jī)的效率。[0039]參考附圖并且具體地參考圖1，根據(jù)示例性實施方式描述了電動機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的框圖的示意圖。在此示例性實例中，電動機(jī)系統(tǒng)環(huán)境100包括電動機(jī)系統(tǒng)102。[0040]電動機(jī)系統(tǒng)102可與平臺(platform)104相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一個部件與另一個部件“相關(guān)聯(lián)”時，該關(guān)聯(lián)在所描述的實例中是物理關(guān)聯(lián)。例如，第一部件可被認(rèn)為通過固定至第二部件、結(jié)合至第二部件、安裝至第二部件、焊接至第二部件、緊固至第二部件或以一些其他適當(dāng)?shù)姆绞竭B接至第二部件中的至少一個來與第二部件在物理上相關(guān)聯(lián)。第一部件還可以使用第三部件連接至第二部件。第一部件還可以被認(rèn)為是通過形成為第二部件的部分、第二部件的延伸或者兩者而與第二部件在物理上相關(guān)聯(lián)。[0041]在此示例性實例中，平臺104可以采用各種形式。例如，平臺104可以選自移動平臺、固定平臺、陸上結(jié)構(gòu)(land-basedstucture)、水上結(jié)構(gòu)(aquatic-basedstucture)和空中結(jié)構(gòu)(space-basedstructure)中的一個。更具體地，該平臺可以是飛機(jī)、無人駕駛飛行器、無人駕駛的陸上車輛、水面艦艇、坦克、人員輸送車、火車、航天器、空間站、衛(wèi)星、潛水艇、汽車、發(fā)電廠、橋梁、水壩、房屋、制造設(shè)施、建筑物、假肢、人造器官、可植入藥栗(implantabledrugpump)、生物醫(yī)學(xué)植入物、機(jī)械臂和納米機(jī)器人以及其他合適的平臺。[0042]如所描述的，電動機(jī)系統(tǒng)102包括控制器106和電動機(jī)108。在示例性實例中，電動機(jī)系統(tǒng)102可以是幻影發(fā)動機(jī)系統(tǒng)110，其中，電動機(jī)108是幻影發(fā)動機(jī)112。如所描述的，當(dāng)電動機(jī)108采用幻影發(fā)動機(jī)112的形式時，將電力無線發(fā)送至幻影發(fā)動機(jī)112。換言之，幻影發(fā)動機(jī)112不具有供應(yīng)用于操作幻影發(fā)動機(jī)112的電力的電力電纜或者配線。[0043]在示例性實例中，控制器106包括發(fā)射器114。如所描述的，發(fā)射器114控制電動機(jī)108的操作。例如，發(fā)射器114包括以發(fā)射磁場118的形式供應(yīng)電力的發(fā)射線圈116。[0044]如所描述的，電動機(jī)108由多個不同的部件構(gòu)成。在示例性實例中，電動機(jī)108包括轉(zhuǎn)子120、一組接收線圈122、一組電容器124以及殼體126。[0045]轉(zhuǎn)子120圍繞轉(zhuǎn)子軸128旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子120由磁性材料130組成。在示例性實例中，磁性材料130可以是生成磁場的任何材料。響應(yīng)于外加磁場而出現(xiàn)通過磁性材料130生成的磁場。[0046]在示例性實例中，該一組接收線圈122具有一組軸線132。如所描述的，該一組軸線132被定向為基本上平行于轉(zhuǎn)子軸128。該一組接收線圈122具有一組諧振頻率134。[0047]如所描述的，該一組電容器124電連接至該一組接收線圈122。當(dāng)該一組電容器124連接至該一組接收線圈122時，該一組電容器124設(shè)置用于該一組接收線圈122的該一組諧振頻率134。在示例性實例中，當(dāng)接收線圈描述為具有諧振頻率時，該描述意味著接收線圈和連接至接收線圈的電容器形成具有諧振頻率的電路。[0048]該一組電容器124可具有不同值，使得該一組接收線圈122具有用于該一組諧振頻率134的不同值。例如，該一組接收線圈122中的接收線圈136具有不同于該一組接收線圈122中的其他接收線圈的該一組諧振頻率134中的諧振頻率138。換言之，接收線圈136與電容器140形成具有諧振頻率138的電路。[0049]在一個示例性實例中，該一組諧振頻率134中的每一個都是唯一的。換言之，該一組諧振頻率134中沒有一個具有與該一組諧振頻率134中的其他諧振頻率相同的值。[0050]如所描述的，該一組接收線圈122中的接收線圈136電連接至該一組電容器124中的電容器140。在此示例性實例中，接收線圈136和電容器140形成電感電路，使得接收線圈136具有諧振頻率138。電感電路是LC電路。在示例性實例中，諧振頻率138是其中圍繞由接收線圈136和電容器140形成的LC電路的阻抗約為零的頻率。[0051]在此示例性實例中，當(dāng)發(fā)射磁場118具有與接收線圈136的諧振頻率138相關(guān)的選定頻率144時，接收線圈136生成吸引轉(zhuǎn)子120的接收磁場142。換言之，接收磁場142吸引轉(zhuǎn)子120的使轉(zhuǎn)子120旋轉(zhuǎn)的部分，使得轉(zhuǎn)子120的該部分朝向接收線圈136移動。[0052]具有選定頻率144的發(fā)射磁場118可具有生成接收磁場142的幅值(magnitude)。具體地，發(fā)射磁場118的選定頻率144可以是生成接收線圈136中的接收磁場142的諧振頻率138。選定頻率144可當(dāng)前第1頁1 2 3 4 5 6