一種球形電機的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多自由度的球形電動機，屬于電機技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的圓輪式車只能實現(xiàn)一個方向的行進，轉(zhuǎn)向時需要使用轉(zhuǎn)向機構(gòu)來實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復雜，且轉(zhuǎn)動的角度有限，無法實現(xiàn)360度行進。例如，在擁擠的停車位，汽車必須經(jīng)過繁瑣的前進后退才能停靠在停車位上，浪費時間，需要司機有高超的駕車技術(shù)，同時車距相對較大，浪費寶貴的停車場地。
[0003]弧型定子電機是一種典型的圓盤型直線電機，它將初級做成弧形，并安放于次級圓柱面外側(cè)，也稱為弧型初級柱面次級直線電機。雖然圓盤型直線電機實際上是作圓周運動的，但由于其結(jié)構(gòu)型式和運動原理與扁平型直線電機基本一致，故仍可歸并于直線電機的范疇之中?；⌒投ㄗ与姍C同樣遵循直線感應電動機的基本原理，與旋轉(zhuǎn)式感應電動機相類似，也可以分為三相、兩相或單相。弧型定子電機的次級為繞固定軸轉(zhuǎn)動的圓筒，因其轉(zhuǎn)軸固定，所以無法實現(xiàn)其他方向的轉(zhuǎn)動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為使車子能夠360度輕松行進，簡化車輪結(jié)構(gòu)，本發(fā)明專利公開了一種球形電動機。本發(fā)明基于弧型直線感應電動機的基本原理，通過設計一種新形式的結(jié)構(gòu)，提供了異于現(xiàn)有弧型定子電動機的能夠?qū)崿F(xiàn)動子(次級)360度任意方向轉(zhuǎn)向的球形電動機。
[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機包括環(huán)形座、球形動子、動子連接體、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、短圓弧定子通過動子連接體與環(huán)形座連接在一起，組成一體，置于球形動子上方。減阻滾珠分別置于上半球和下半球，防止球形動子從圓弧定子脫落。
[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、8個。圓弧定子之間的夾角為22.5度。圓弧定子的個數(shù)可以根據(jù)球形動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子的一側(cè)加工成球面，且與球形動子同心。
[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子的一側(cè)加工成球面，且與球形動子同心。
[0010]本發(fā)明的特征在于:所述的球形動子由減摩涂層、球形導體、球形導磁材料組成；所述的球形導體為銅或鋁；其特征在于球形導磁材料為鐵或鋼。
[0011]本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)動子(即輪子)向平面內(nèi)的任意方向轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單，在多自由度設備中有很好的應用前景。當其安裝在車上充當輪子時能夠簡化傳動機構(gòu)，實現(xiàn)電機的快速響應，方便車子的轉(zhuǎn)向；當其當作關(guān)節(jié)使用時可以獲得更加靈活的動作。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明專利【具體實施方式】的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明專利【具體實施方式】的總俯視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明專利【具體實施方式】的初級布置俯視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明專利【具體實施方式】的長初級截面示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明專利【具體實施方式】的次長初級、短截初級面示意圖。
[0017]圖中:1環(huán)形座；2球形動子；6動子連接體；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球形導體；10球形導磁材料。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0019]如圖所示，本發(fā)明一種球形電機的主要實施方式主要由環(huán)形座1、球形動子2、動子連接體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、8個。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靠近球形動子的一側(cè)加工成球面，且與球形動子同心。球形動子2與單邊型直線感應電動機的次級類似，由減摩涂層8、球形導體9、球形導磁材料10組成。球形導體9為銅或鋁，球形導磁材料10為鐵或鋼。圓弧定子3、4與球形動子2由氣隙隔開相對。
[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)直線感應電機的嵌放方式及工藝進行。
【主權(quán)項】
1.一種球形電機，包括環(huán)形座1、球形動子2、動子連接體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、8個。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形電機，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子的一側(cè)加工成球面，且與球形動子同心。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形電機，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，其特征在于球形動子2由減摩涂層8、球形導體9、球形導磁材料10組成；其特征在于球形導體9為銅或鋁；其特征在于球形導磁材料10為鐵或鋼。
【專利摘要】一種球形電機，包括環(huán)形座1、球形動子2、動子連接體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通過動子連接體6與環(huán)形座1連接在一起，組成一體。屬于電機技術(shù)領域?；诨⌒椭本€感應電動機的基本原理，通過設計一種新形式的結(jié)構(gòu)，提供了異于現(xiàn)有弧型定子電動機的能夠?qū)崿F(xiàn)動子（次級）360度任意方向轉(zhuǎn)向的球形電動機?？墒鞘褂迷谌f向移動的諸多場合，例如充當車輪，車子能夠360度輕松行進，簡化車輪結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】H02K16/00
【公開號】CN105226891
【申請?zhí)枴緾N201410313375
【發(fā)明人】馬濤, 楊學鋒, 顧杰, 蔡喜光
【申請人】濟南大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年7月3日