三自由度运动永磁球形步进电动机制造技术

三自由度运动永磁球形步进电动机，其特征是在空心转子球壳上，分布有永磁体槽，在位于球形转子外围的定子球壳上分布有线圈孔，定子绕组线圈设置在各线圈孔中；输出轴与空心转子球壳固连；位于定子球壳的外围，在输出轴上固定设置半球形外壳，外壳的球心与空心转子球壳的球心相重合，在外壳的表面设置编码图案。本实用新型专利技术以球形转子结构实现三自由度运动，并且可以利用机器视觉的方法对转子位置进行检测，解决球形电机转子位置检测难的问题。同时可以利用所获取的转子位置对电动机进行反馈控制，从而简化三自由度机械装置结构，提高系统的动静态性能和控制精度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及球形步进电动机，更具体地说是一种利用转子上分布的永磁体和定子上通电线圈绕组的相互作用使转子产生三自由度运动的永磁球形步进电动机，主要应用在航空、航天、机器人、仿生学等
中。
技术介绍
要实现多自由度运动，传统方法往往需要多台单自由度驱动电机来实现，从而导致整个系统体积庞大、可靠性差、精度不高、效率低下。球形电机与传统多自由度传动机构相比，其结构简单、体积小、重量轻，广泛应用于机器人的关节、球形阀、全景摄像云台、全方位运输机构等传动领域。计算机技术、电力电子技术的发展、控制理论和电机理论研究的不断深入以及新材料和制造工艺水平的提高，为多维电动机的发展提供了坚定的基础。针对多自由度传动系统存在的问题，国内外专家提出并研究了多种结构形式的球形电机。随着永磁材料的日益发展和在电机中的广泛应用，永磁材料也逐渐引入球型电机，目前出现的球形电动机主要有以下几种结构1、 感应型球形电机2、 变磁阻型球形电机3、 永磁球形步进电动机4、 表面覆盖磁钢式永磁球形电动机5、 Halbach阵列永磁球形同步电动机上述第1种结构定转子均采用分布绕组，电机结构复杂，伺服性能受感应电机限制；第2本文档来自技高网...

【技术保护点】
三自由度运动永磁球形步进电动机，其特征是：　球形转子是由不导磁材料制成空心转子球壳（１），在所述空心转子球壳（１）上，按等经度和等纬度的间隔分布有永磁体槽（１２），相邻永磁体槽（１２）中沿空心转子球壳（１）径向设置的圆柱状永磁体（１４ ）以Ｎ极和Ｓ极交错分布；　在位于球形转子外围的定子球壳（２）上分布有依球面等纬度均匀分布的多层线圈孔，与空心转子球壳（１）的径向距离可调的定子绕组线圈（３）设置在各线圈孔中；　输出轴（６）穿过球形转子轭上部与空心转子球壳（１）固 连；位于定子球壳（２）的外围，在所述输出轴（６）上固定设置半球形外壳（４），所述外壳（４）的球心与空心...

【技术特征摘要】
1、三自由度运动永磁球形步进电动机，其特征是球形转子是由不导磁材料制成空心转子球壳(1)，在所述空心转子球壳(1)上，按等经度和等纬度的间隔分布有永磁体槽(12)，相邻永磁体槽(12)中沿空心转子球壳(1)径向设置的圆柱状永磁体(14)以N极和S极交错分布；在位于球形转子外围的定子球壳(2)上分布有依球面等纬度均匀分布的多层线圈孔，与空心转子球壳(1)的径向距离可调的定子绕组线圈(3)设置在各线圈孔中；输出轴(6)穿过球形转子轭上部与空心转子球壳(1)固连；位于定子球壳(2)的外围，在所述输出轴(6)上固定设置半球形外壳(4)，所述外壳(4)的球心与空心转子球壳(1)的球心相重合，在所述外壳(4)的表面，设置编码图案(18)。2、 根据权利要求1所述的三自由度运动永磁球形步进电动机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群京，钱喆，李争，李国丽，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：实用新型
国别省市：34[]