电机、控制力矩陀螺仪和行驶装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电机，尤其涉及一种负载波动小的电机、具有该电机的控制力矩陀螺仪及具有这该控制力矩陀螺仪或电机的行驶装置。本发明专利技术提供的电机包括基座、定子和转子。转子包括主盘体、副盘体和旋转轴；主盘体通过旋转轴可旋转地安装在基座上；副盘体通过其自转轴可旋转地安装在主盘体上，副盘体沿主盘体的周向均匀分布；副盘体在主盘体和基座的带动下绕其自转轴自转。电机工作时，主盘体带动副盘体转动，具有电机通过副盘体自转获得较高的动能，稳定在较大负载波动下的电机转速，减少能耗。

【技术实现步骤摘要】
电机、控制力矩陀螺仪和行驶装置
本专利技术涉及一种电机，尤其涉及一种负载波动小的电机、具有该电机的控制力矩陀螺仪及具有该控制力矩陀螺仪或电机的行驶装置。
技术介绍
如今电机基本结构是包括基座、定子、转子。定子固定在基座上,转子通过旋转轴可旋转地安装在基座上，电机通过基座进行安装固定。一些盘式电机采用无铁芯设计以减少铁耗和消除齿槽转矩，其定子仅固定有线圈。一些动力电机为加强输出转矩，采用铁芯方案，定子包括铁芯和绕制在铁芯上的线圈。异步电机的转子和定子上均使用线圈阵列来形成磁极，依靠电励磁实现电能向机械能的转换。无刷永磁电机的转子上设置有永磁体制成的磁极阵列，以替代转子上的线圈阵列，无刷永磁电机的转子无需电励磁。本领域技术人员设计电机时，通常尽可能的减少电机转子的转动惯量，当负载稳定时，电机可稳定在某一转速下工作当负载突然增大时，采用单转盘结构的电机，由于转动惯量低，电机转速会被大幅度拉低，电机需要进行较大幅度的加速，才能再次将电机转速恢复并稳定。电机承受较大的负载波动时，耗能大，寿命短。现有的行驶装置中，一般都安装有电子陀螺仪以检测机身或其他部件的姿态角度，并通过控制系统控制行驶装置的姿态，使行驶装置稳定行驶。电子陀螺仪成本低、且重量轻，但难以满足恶劣行驶环境下的控制需求，如遇强风、扰流、电磁干扰等不同情况时，电子陀螺仪往往容易失效。再者，采用电子陀螺仪的控制系统为后发式的控制方式，机身姿态先倾斜，然后控制电机进行机身姿态纠正，存在控制的滞后性，使行驶装置整体恢复平稳状态需要消耗较大的能量。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种体积小而稳定性好的节能的电机。本专利技术的第二目的在于提供一种体积小且转动惯量大的控制力矩陀螺仪。本专利技术的第三目的在于提供一种稳定性好的行驶装置。本专利技术的第四目的在于提供一种有效节能的行驶装置。为实现上述第一目的，本专利技术提供的电机包括基座、定子和转子。转子包括主盘体、副盘体和旋转轴；主盘体通过旋转轴可旋转地安装在基座上；副盘体通过其自转轴可旋转地安装在主盘体上，副盘体沿主盘体的周向均匀分布；副盘体在主盘体和基座的带动下绕其自转轴自转。由以上方案可见，电机工作时，主盘体高速转动，，同时沿周向均匀分布副盘体在主盘体和基座的带动下实现绕其自转轴自转，主盘体旋转和副盘体公转本身可以存储较大的动能，同时副盘体高速自转也可进一步的存储动能，本专利技术的由主盘体和副盘体构成的复合转子能相对现有的单旋转体的转子存储更多的动能，当遇到负载突增时，副盘体通过基座向主盘体施加推动力以向主盘体释放其自转的动能，阻碍公转速度下降，从而使得本专利技术的电机可在较大的负载波动下具备较强的速度稳定能力，避免大幅度调速，节约能耗。进一步方案为，副盘体沿其周向均匀分布有第一副环形磁极阵列；基座沿其周向均匀分布有第二副环形磁极阵列；主盘体和基座通过第一副环形磁极阵列和第二副环形磁极阵列之间的磁力作用带动副盘体自转。由此方案可见，依靠环形磁极阵列之间磁力的相互作用带动副盘体自转，避免机械接触传动磨损，减少能耗，延长电机寿命。优选的，第一副环形磁极阵列和第二副环形磁极阵列均为交错布置的异性磁极。加强副盘体自转稳定，减少能耗。优选的，第一副环形磁极阵列和第二副环形磁极阵列均为同极性磁极。优选的，第一副环形磁极阵列的工作面背离其中心部位外凸，第二副环形磁极阵列的工作面朝向其中心部位内凹，外凸和内凹相互迎合。由此可见增加磁极的配合长度，增加磁极作用力，有利于增加稳定性。优选的，第二副环形磁极阵列上的磁极的磁极中心线与副盘体上第一副环形磁极阵列的磁极对应的旋转半径的自转线速度方向成第一夹角，其中第一夹角为锐角；第二副环形磁极阵列上的磁极的磁极能与第一副环形磁极阵列的磁极正对。由此方案可见，进一步加强第一副磁极阵列与第二副磁极阵列的相互作用力，使得副盘体在磁力的作用下易于启动和高速自转。另一进一步方案为，副盘体沿其周向均匀分布有第一副环形磁极阵列；基座沿其周向均匀分布有副环形线圈阵列；主盘体和基座通过副环形线圈阵列和第一副环形磁极阵列之间的磁力作用带动副盘体自转。由此方案可见，副环形线圈阵列构成闭合回路时，第一副环形磁极阵列的磁极的磁力线经过副环形线圈阵列的线圈时，由于电磁感应所产生的磁力对副盘体形成切向阻力，促使副盘体自转。环形磁极阵列位于环形线圈阵列的外侧附近是指环形磁极阵列位于环形线圈阵列的外侧，且二者之间的磁力足以促使副盘体自转。副环形线圈阵列构成闭合回路时所产生的电流可以用于驱动照明灯或导航灯，一举两得。优选的，副环形线圈阵列的每个线圈分别接入对应的全波整流电路；每个全波整流电路的输出端顺向串接。避免感应电动势相互抵消，最大化提高副环形线圈阵列的发电效率。进一步方案为，第一副环形磁极阵列包括第一子环形磁极阵列和第二子环形磁极阵列；第一子环形磁极阵列与第二子环形磁极阵列上的磁极依次错位平均分布。由此方案可见，磁极的错位分布，减少了驱动副盘体转动的磁力的波动，降低副盘体转动时的震动噪声，提高效率。进一步方案为，具电机有至少两组共轴线布置的转子和定子，以及与每个主盘体上的副盘体对应的第二副环形磁极阵列或副环形线圈阵列。由此方案可见，进一步增加了电机的稳定性和输出动力，提高电机的转动惯量。进一步方案为，副盘体的自转轴与所述旋转轴相互平行。有利于增加转子定轴性，即增加转子的稳定性。另一进一步方案为，副盘体的自转轴与所述旋转轴相互垂直。有利于将副盘体的质量远离主盘体的旋转轴布置，增加转子的转动惯量。进一步方案为，副盘体安装在所述主盘体外侧。进一步有利于将副盘体的质量远离主盘体的旋转轴布置，增加转子的转动惯量。进一步方案为，副盘体呈球状；定子包括主环形线圈阵列，且固定在所述基座上；转子还包括主环形磁极阵列，其固定在所述主盘体上；主环形线圈阵列与主环形磁极阵列均呈锥状，主环形磁极阵列面向主环形线圈阵列。由此方案可见，增加磁极与线圈的配合长度，增加电磁作用力，使电机能具有更强的动力输出。进一步方案为，副盘体的轴孔的中部设置有滚珠轴承；副盘体的轴孔的靠近旋转轴的一侧设置有第一锥形磁力轴承；副盘体的轴孔的远离旋转轴的一侧设置有第二锥形磁力轴承；；副盘体的自转轴固定在主盘体上；副盘体的自转轴穿过所述滚珠轴承、第一锥形磁力轴承和第二锥形磁力轴承的内孔。由此方案可见，磁力轴承减轻了滚珠轴承的负载，大幅度地减少滚珠轴承的摩擦力，进一步减少能耗，提高副盘体转动的稳定性。进一步方案为，副盘体的自转轴的外端与基座之间设置有V形截面磁力轴承。大幅度降低主盘体与基座之间的摩擦，同时提高主盘体转动的稳定性。为实现第二目的，本专利技术的控制力矩陀螺仪包括，如上述任一电机和用于支撑该电机的支架。由此方案可见，电机安装在支架上，形成控制力矩陀螺仪。该控制力矩陀螺仪体积较小且转动惯量大，控制力矩陀螺仪具有不受电磁环境干扰的优点，即使遇到突发状况时，也能利用其定轴性及时稳定飞行器、船、无人车等行驶装置，确保安全，能满足恶劣的环境下行驶装置对稳定性的需求。为实现第三目的，本专利技术提供行驶装置，具有上述控制力矩陀螺仪。能满足行驶装置在恶劣的环境下对稳定性的需求，同时具有较高的转动惯量，保证行驶装置行驶的稳定。为实现第四目的，本专利技术提供行驶装置，具有机架和安装在所述机架上的动力装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机， 包括基座、定子和转子，其特征在于：所述转子包括主盘体、副盘体和旋转轴；所述主盘体通过所述旋转轴可旋转地安装在所述基座上；所述副盘体通过其自转轴可旋转地安装在所述主盘体上，所述副盘体沿所述主盘体的周向均匀分布；所述副盘体在所述主盘体和所述基座的带动下绕其自转轴自转。

【技术特征摘要】
2017.06.11 CN 20171043531331.电机，包括基座、定子和转子，其特征在于：所述转子包括主盘体、副盘体和旋转轴；所述主盘体通过所述旋转轴可旋转地安装在所述基座上；所述副盘体通过其自转轴可旋转地安装在所述主盘体上，所述副盘体沿所述主盘体的周向均匀分布；所述副盘体在所述主盘体和所述基座的带动下绕其自转轴自转。2.根据权利要求1所述电机，其特征在于：所述副盘体沿其周向均匀分布有第一副环形磁极阵列；所述基座沿其周向均匀分布有第二副环形磁极阵列；所述主盘体和所述基座通过所述第一副环形磁极阵列和所述第二副环形磁极阵列之间的磁力作用带动所述副盘体自转。3.根据权利要求1所述电机，其特征在于：所述副盘体沿其周向均匀分布有第一副环形磁极阵列；所述基座沿其周向均匀分布有副环形线圈阵列；所述主盘体和所述基座通过所述副环形线圈阵列和所述第一副环形磁极阵列之间的磁力作用带动所述副盘体自转。4.根据权利要求2或3所述电机，其特征在于：所述第一副环形磁极阵列包括第一子环形磁极阵列和第二子环形磁极阵列；所述第一子环形磁极阵列与所述第二子环形磁极阵列上的磁极依次错位平均分布。5.根据权利要求2或3所述的电机，其特征在于：具有至少两组共轴线布置的转子和定子，以及与每个所述主盘体上的所述副盘体对应的所述第二副环形磁极阵列或所述副环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春旺，
申请(专利权)人：珠海磐磊智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44