[發明專利]多自由度電磁機器

有效

• 申請號: 201710378195.7
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107437854B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: P.班德拉;H.羅思;M.A.卡森
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H02K1/12
• 分類號: H02K1/12;H02K3/28;H02K1/27;H02K1/22;H02K11/30;H02K7/116
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;安文森

1.一種多自由度電磁機器，其能夠作為馬達、發電機或馬達-發電機操作，所述機器包括：

第一結構，其包括第一主體、第一導體、第二導體和第三導體，所述第一主體由導磁材料形成且具有外表面，所述外表面的至少一部分具有表面的總體形狀，所述第一導體遵循第一總體軌跡，所述第二導體遵循不同于所述第一總體軌跡的第二總體軌跡，所述第三導體遵循不同于所述第一和第二總體軌跡的第三總體軌跡，所述第一、第二和第三導體至少鄰近所述第一結構的所述外表面的所述至少一部分設置并具有所述表面的總體形狀；和

第二結構，其鄰近于所述第一結構設置且包括發射磁場的磁體，所述磁體使其磁極中的至少一個面朝所述表面，

其中，在從所述至少一個磁極發射的所述磁場與所述電導體中的任一個內的電流相互作用時，洛倫茲力影響在所述第一結構和所述第二結構之間的相對運動。

2.根據權利要求1所述的機器，其中：

所述第一、第二和第三導體中的一個或多個包括多個導電段；并且

所述導電段中的每一個均包括預定長度的導體。

3.根據權利要求1所述的機器，其中，所述第一、第二和第三導體中的一個或多個包括毗連導體。

4.根據權利要求1所述的機器，其中，所述表面是閉合表面、敞開表面、閉合和敞開表面的組合、平面表面、非平面表面或平面和非平面表面的組合中的一種。

5.根據權利要求1所述的機器，其中，所述第一、第二和第三總體軌跡使得所述第一、第二和第三導體相對于彼此以預定角度定向。

6.根據權利要求1所述的機器，其中，面朝所述表面的所述磁極與所述第一結構間隔分開預定間隙。

7.根據權利要求1所述的機器，其中，所述磁體從由永磁體和電磁體組成的組中選擇。

8.根據權利要求1所述的機器，其還包括：聯接到所述第二結構的裝置。

9.根據權利要求8所述的機器，其中，所述裝置從由下述組成的組中選擇：換能器、電子電路、儲存元件、陀螺質量、電磁反射器、電磁吸收裝置、透鏡、氣體或流體噴嘴、工作器械、機器人操縱裝置、用于運輸有生命或無生命對象的載體及馬達。

10.根據權利要求1所述的機器，其還包括：

控制器，其聯接到所述第一、第二和第三導體，且配置成單獨控制在所述第一、第二和第三導體中的每一個中的電流大小和方向，以由此控制在所述第一結構和所述第二結構之間的所述相對運動。

11.根據權利要求10所述的機器，其還包括：

聯接到所述第二結構的失衡質量，

其中，所述控制器被配置成獨立地控制（i）在所述第一、第二和第三導體中的每一個中的所述電流大小和方向及（ii）供應到所述第一、第二和第三導體中的每一個的所述電流的頻率，以控制所述第二結構的運動。

12.根據權利要求10所述的機器，其還包括：

聯接到所述第一結構或所述第二結構中的一個的發射機；和

聯接到所述第一結構或所述第二結構中的一個的接收器，

其中，所述控制器被配置成（i）獨立地控制在所述第一、第二和第三導體中的每一個中的至少所述電流大小和方向，以由此使所述發射機指向第一方向，及（ii）獨立地控制在所述第一、第二和第三導體中的每一個中的至少所述電流大小和方向，以由此使所述接收器指向第二方向。

13.根據權利要求10所述的機器，其還包括：

輪子，其被配置成具有安裝在其上的車輛輪胎，所述輪子聯接到所述第二結構，

其中，所述控制器被配置成獨立地控制在所述第一、第二和第三導體中的每一個中的至少所述電流大小和方向，以由此使所述輪子沿期望方向運動。

14.根據權利要求10所述的機器，其還包括：

聯接到所述第二結構的小齒輪；

聯接到所述小齒輪的內軸；和

外軸，其具有內表面且環繞所述內軸的至少一部分，所述外軸具有在所述內表面的至少一部分上形成的環形齒輪，所述環形齒輪嚙合所述小齒輪，

其中，所述控制器被配置成獨立地控制（i）在所述第一、第二和第三導體中的每一個中的所述電流大小和方向，及（ii）供應到所述第一、第二和第三導體中的每一個的所述電流的頻率，以由此控制：

（i）所述小齒輪的轉動速度，由此控制所述外軸的轉動速度和方向，及

（ii）所述小齒輪相對于所述環形齒輪的速度和軌道的方向，由此控制所述內軸的轉動速度和方向。