一种基于分离式绕组的永磁球型驱动器制造技术

技术编号:43842722 阅读:24 留言:0更新日期:2024-12-31 18:37
本发明专利技术公开了一种基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其通过上层磁极、下层磁极与倾斜绕组所构成的电磁关系结构,实现转子的倾斜运动;通过中间层磁极与自旋绕组所构成的电磁关系结构,实现转子的旋转运动;同时通过第一隔磁环和第二隔磁环的设置,使得上层磁极、中间层磁极和下层磁极之间的磁场互不干扰,实现了多自由度解耦的倾斜运动和旋转运动;并且,通过径向弯折的端部绕组设计,能够使得绕组能与永磁磁场作用产生转矩的有效部位更加靠近其相应的磁极,而其余不与永磁磁场作用产生转矩的无效部位则远离磁极,以防止这些无效部位通电后所产生的激励磁场与转子永磁磁极所产生的磁场相互作用而造成磁场利用率降低,进而减少力矩内耗,提高输出力矩和工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机,具体涉及一种基于分离式绕组的永磁球型驱动器


技术介绍

1、在现代工业生产中,为了最大限度地提高机器人等自动化设备的工作范围和效率,往往要求机构在三维空间内实现多自由度的旋转运动。传统的解决方案是将多个单轴驱动的驱动器和大量连杆以串并联等方式组合在一起。这种机构存在难以克服的内在缺陷,比如体积庞大、动态特性差、误差积累严重等,而且数量众多的驱动器和连杆的自重也降低了系统的工作效率。

2、球型驱动器具有两个或三个旋转自由度,可绕过定点的多个空间轴线旋转,能够克服传统通过串并联实现多自由度运动机构的缺点,因此这种一体化的多自由度球型驱动器在工业机器人、高精密加工与装配、航空航天设备以及汽车工业等领域存在广泛的应用潜力。

3、然而,传统构型的球型驱动器采用永磁铁与通电线圈依据同性相斥、异性相吸的相互作用的原理产生多自由度旋转运动,这种构型存在倾斜运动和自转运动的严重耦合和相互干扰的情况,降低了磁场利用率,难免地产生力矩内耗,影响球型驱动器的实际输出力矩和工作效率。


技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,包括定子和转子;

2.如权利要求1所述的基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,同一所述倾斜绕组通电时,流经所述上端部绕组的电流的方向与流经所述下端部绕组的电流的方向相反;并且,互成180度夹角的两个所述倾斜绕组通电时,流经两个所述上端部绕组的电流的方向在所述转子球体的北纬度线所在平面上呈相反设置,流经两个所述下端部绕组的电流的方向在所述转子球体的南纬度线所在平面上呈相反设置。

3.如权利要求1所述的基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,同一所述第一自旋绕组通电时,流经所述第一左端部绕组的电流的方向与流...

【技术特征摘要】

1.一种基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,包括定子和转子;

2.如权利要求1所述的基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,同一所述倾斜绕组通电时,流经所述上端部绕组的电流的方向与流经所述下端部绕组的电流的方向相反;并且,互成180度夹角的两个所述倾斜绕组通电时,流经两个所述上端部绕组的电流的方向在所述转子球体的北纬度线所在平面上呈相反设置,流经两个所述下端部绕组的电流的方向在所述转子球体的南纬度线所在平面上呈相反设置。

3.如权利要求1所述的基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,同一所述第一自旋绕组通电时,流经所述第一左端部绕组的电流的方向与流经所述第一右端部绕组的电流的方向相反;并且,相邻的两个所述第一自旋绕组通电时,流经相互并靠的所述第一左端部绕组和所述第一右端部绕组的电流的方向相同。

4.如权利要求3所述的基于分离式绕组的永磁球型驱动器,其特征在于,所述定子还包括第二自旋绕组;所述第二自旋绕组固定在所述定子外壳上;所述第二自旋绕组设有多个且与所述中间层磁极的永磁体数目相等,多个所述第二自旋绕组沿所述转子球体的赤道的圆周方向上均匀分布,所述第二自旋绕组的左端设有朝向所述中间层磁极一侧径向弯折的第二左端部绕组,所述第二自旋绕组的右端设有朝向所述中间层磁极一侧径向弯折的第二右端部绕组;相邻的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张璐严亮苏航
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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