[發明專利]一種用于飛機主動側桿系統的球電機

有效

• 申請號: 201710422683.3
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107181339B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 嚴亮;劉瑩煌;尚耀星;焦宗夏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K3/28;H02K3/46
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種用于飛機主動側桿系統的球電機，其特征在于：所述球電機包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、轉子(3)、輸出桿(4)、底座(5)、電樞繞組組件(6)、磁力塊組件(7)和牛眼軸承組件(8)；其中，A半球定子(1)與B半球定子(2)的結構相同，且A半球定子(1)與B半球定子(2)對接后則形成一個空心球體；

電樞繞組組件(6)包括有結構相同的A電樞繞組(6A)、B電樞繞組(6B)、C電樞繞組(6C)、D電樞繞組(6D)、E電樞繞組(6E)、F電樞繞組(6F)、G電樞繞組(6G)、H電樞繞組(6H)、I電樞繞組(6I)、J電樞繞組(6J)、K電樞繞組(6K)和L電樞繞組(6L)；每三個電樞繞組組成一列；

磁力塊組件(7)包括有結構相同的A組哈爾巴赫永磁體陣列(7A)、B組哈爾巴赫永磁體陣列(7B)、C組哈爾巴赫永磁體陣列(7C)和D組哈爾巴赫永磁體陣列(7D)；

所述A組哈爾巴赫永磁體陣列(7A)為弧形；其包括有AA永磁體(7A1)、AB永磁體(7A2)、AC永磁體(7A3)、AD永磁體(7A4)和AE永磁體(7A5)；A組哈爾巴赫永磁體陣列(7A)安裝在轉子(3)的A間隙(3E)處；A組哈爾巴赫永磁體陣列(7A)的充磁方向分別為：AA永磁體(7A1)和AE永磁體(7A5)的充磁方向為指向轉子(3)的中心點O的徑向充磁；AC永磁體(7A3)的充磁方向為轉子(3)的中心點O指向外向的徑向充磁；AB永磁體(7A2)和AD永磁體(7A4)的充磁方向為垂直轉子(3)直徑的切向充磁，且AB永磁體(7A2)與AD永磁體(7A4)的充磁方向相反；

所述B組哈爾巴赫永磁體陣列(7B)為弧形；其包括有BA永磁體(7B1)、BB永磁體(7B2)、BC永磁體(7B3)、BD永磁體(7B4)和BE永磁體(7B5)；B組哈爾巴赫永磁體陣列(7B)安裝在轉子(3)的B間隙(3F)處；B組哈爾巴赫永磁體陣列(7B)的充磁方向分別為：BA永磁體(7B1)和BE永磁體(7B5)的充磁方向為指向轉子(3)的中心點O的徑向充磁；BC永磁體(7B3)的充磁方向為轉子(3)的中心點O指向外向的徑向充磁；BB永磁體(7B2)和BD永磁體(7B4)的充磁方向為垂直轉子(3)直徑的切向充磁，且BB永磁體(7B2)與BD永磁體(7B4)的充磁方向相反；

所述C組哈爾巴赫永磁體陣列(7C)為弧形；其包括有CA永磁體(7C1)、CB永磁體(7C2)、CC永磁體(7C3)、CD永磁體(7C4)和CE永磁體(7C5)；C組哈爾巴赫永磁體陣列(7C)安裝在轉子(3)的C間隙(3G)處；C組哈爾巴赫永磁體陣列(7C)的充磁方向分別為：CA永磁體(7C1)和CE永磁體(7C5)的充磁方向為指向轉子(3)的中心點O的徑向充磁；CC永磁體(7C3)的充磁方向為轉子(3)的中心點O指向外向的徑向充磁；CB永磁體(7C2)和CD永磁體(7C4)的充磁方向為垂直轉子(3)直徑的切向充磁，且CB永磁體(7C2)與CD永磁體(7C4)的充磁方向相反；

所述D組哈爾巴赫永磁體陣列(7D)為弧形；其包括有DA永磁體(7D1)、DB永磁體(7D2)、DC永磁體(7D3)、DD永磁體(7D4)和DE永磁體(7D5)；D組哈爾巴赫永磁體陣列(7D)安裝在轉子(3)的D間隙(3H)處；D組哈爾巴赫永磁體陣列(7D)的充磁方向分別為：DA永磁體(7D1)和DE永磁體(7D5)的充磁方向為指向轉子(3)的中心點O的徑向充磁；DC永磁體(7D3)的充磁方向為轉子(3)的中心點O指向外向的徑向充磁；DB永磁體(7D2)和DD永磁體(7D4)的充磁方向為垂直轉子(3)直徑的切向充磁，且DB永磁體(7D2)與DD永磁體(7D4)的充磁方向相反；

牛眼軸承組件(8)包括有結構相同的A牛眼軸承(8A)、B牛眼軸承(8B)、C牛眼軸承(8C)、D牛眼軸承(8D)、E牛眼軸承(8E)、F牛眼軸承(8F)、G牛眼軸承(8G)和H牛眼軸承(8H)；

A半球定子(1)的中部設有AA錐形通孔(1A)、AB錐形通孔(1B)、AC錐形通孔(1C)；A半球定子(1)的一端設有AA開口錐形通孔(1D)、AB開口錐形通孔(1E)、AC開口錐形通孔(1F)；A半球定子(1)的另一端設有(AD)開口錐形通孔(1G)、AE開口錐形通孔(1H)、AF開口錐形通孔(1I)；A半球定子(1)上設有AA通孔(1-1)和AB通孔(1-2)；A半球定子(1)的底部設有用于與底座(5)的內凸圓臺(5A)固定的AA螺紋孔(1-3)，EA螺釘(5A3)穿過底座(5)的內凸圓臺(5A)上的EA通孔(5A1)后螺紋連接在A半球定子(1)的底部的AA螺紋孔(1-3)中；A半球定子(1)的內球面上設有用于安裝A牛眼軸承(8A)的AC軸承孔(1L)、用于安裝B牛眼軸承(8B)的AD軸承孔(1M)、用于安裝C牛眼軸承(8C)的AA軸承孔(1J)、用于安裝D牛眼軸承(8D)的AB軸承孔(1K)；

AA錐形通孔(1A)處用于固定安裝A電樞繞組(6A)；

AB錐形通孔(1B)處用于固定安裝B電樞繞組(6B)；

AC錐形通孔(1C)處用于固定安裝C電樞繞組(6C)；

B半球定子(2)的中部設有BA錐形通孔(2A)、BB錐形通孔(2B)、BC錐形通孔(2C)；B半球定子(2)的一端設有BA開口錐形通孔(2D)、BB開口錐形通孔(2E)、BC開口錐形通孔(2F)；B半球定子(2)的另一端設有BD開口錐形通孔(2G)、BE開口錐形通孔(2H)、BF開口錐形通孔(2I)；B半球定子(2)上設有BA通孔(2-1)和BB通孔(2-2)；B半球定子(2)的底部設有用于與底座(5)的內凸圓臺(5A)固定的BA螺紋孔(2-3)，EB螺釘(5A4)穿過底座(5)的內凸圓臺(5A)上的EB通孔(5A2)后螺紋連接在B半球定子(2)的底部的BA螺紋孔(2-3)中；B半球定子(2)的內球面上設有用于安裝E牛眼軸承(8E)的BA軸承孔(2J)、用于安裝F牛眼軸承(8F)的BB軸承孔(2K)、用于安裝G牛眼軸承(8G)的BC軸承孔(2L)、用于安裝H牛眼軸承(8H)的BD軸承孔(2M)；

BA錐形通孔(2A)處用于固定安裝G電樞繞組(6G)；

BB錐形通孔(2B)處用于固定安裝H電樞繞組(6H)；

BC錐形通孔(2C)處用于固定安裝I電樞繞組(6I)；

AA開口錐形通孔(1D)與BA開口錐形通孔(2D)對接后形成A錐形通孔(1-4A)，所述A錐形通孔(1-4A)處用于固定安裝D電樞繞組(6D)；

AB開口錐形通孔(1E)與BB開口錐形通孔(2E)對接后形成B錐形通孔(1-4B)，所述B錐形通孔(1-4B)處用于固定安裝E電樞繞組(6E)；

AC開口錐形通孔(1F)與BC開口錐形通孔(2F)對接后形成C錐形通孔(1-4C)，所述C錐形通孔(1-4C)處用于固定安裝F電樞繞組(6F)；

AD開口錐形通孔(1G)與BD開口錐形通孔(2G)對接后形成D錐形通孔(2-4A)，所述D錐形通孔(2-4A)處用于固定安裝J電樞繞組(6J)；

AE開口錐形通孔(1H)與BE開口錐形通孔(2H)對接后形成E錐形通孔(2-4B)，所述E錐形通孔(2-4B)處用于固定安裝K電樞繞組(6K)；

AF開口錐形通孔(1I)與BF開口錐形通孔(2I)對接后形成F錐形通孔(2-4C)，所述F錐形通孔(2-4B)處用于固定安裝L電樞繞組(6L)；

轉子(3)的上部是頂部面板(3I)，所述頂部面板(3I)上設有用于固定輸出桿(4)的連接圓盤(4B)的CA螺紋孔(3I1)；轉子(3)的下部是底部面板(3J)；轉子(3)的球體上設有A葉瓣(3A)、B葉瓣(3B)、C葉瓣(3C)和D葉瓣(3D)，A葉瓣(3A)與B葉瓣(3B)之間是A間隙(3E)，B葉瓣(3B)與C葉瓣(3C)之間是B間隙(3F)，C葉瓣(3C)與D葉瓣(3D)之間是C間隙(3G)，D葉瓣(3D)與A葉瓣(3A)之間是D間隙(3H)；轉子(3)的中心體(3-1)上設有A端面(3-1A)、B端面(3-1B)、C端面(3-1C)、D端面(3-1D)、E端面(3-1E)、F端面(3-1F)、G端面(3-1G)、H端面(3-1H)、I端面(3-1I)、J端面、K端面、L端面；其中，A端面(3-1A)、B端面(3-1B)和C端面(3-1C)位于A間隙(3E)；D端面(3-1D)、E端面(3-1E)和F端面(3-1F)位于B間隙(3F)；G端面(3-1G)、H端面(3-1H)和I端面(3-1I)位于C間隙(3G)；J端面、K端面和L端面位于D間隙(3H)；

所述A間隙(3E)用于放置A組哈爾巴赫永磁體陣列(7A)，且AA永磁體(7A1)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的A端面(3-1A)上，AC永磁體(7A3)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的B端面(3-1B)上，AE永磁體(7A5)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的C端面(3-1C)上，AB永磁體(7A2)安裝在AA永磁體(7A1)與AC永磁體(7A3)之間，AD永磁體(7A4)安裝在AC永磁體(7A3)與AE永磁體(7A5)之間；

所述B間隙(3F)用于放置B組哈爾巴赫永磁體陣列(7B)，且BA永磁體(7B1)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的D端面(3-1D)上，BC永磁體(7B3)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的E端面(3-1E)上，BE永磁體(7B5)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的F端面(3-1F)上，BB永磁體(7B2)安裝在BA永磁體(7B1)與BC永磁體(7B3)之間，BD永磁體(7B4)安裝在BC永磁體(7B3)與BE永磁體(7B5)之間；

所述C間隙(3G)用于放置C組哈爾巴赫永磁體陣列(7C)，且CA永磁體(7C1)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的G端面(3-1G)上，CC永磁體(7C3)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的H端面(3-1H)上，CE永磁體(7C5)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的I端面(3-1I)上，CB永磁體(7C2)安裝在CA永磁體(7C1)與CC永磁體(7C3)之間，CD永磁體(7C4)安裝在CC永磁體(7C3)與CE永磁體(7C5)之間；

所述D間隙(3H)用于放置D組哈爾巴赫永磁體陣列(7D)，且DA永磁體(7D1)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的J端面上，DC永磁體(7D3)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的K端面上，DE永磁體(7D5)安裝在轉子(3)的中心體(3-1)的L端面上，DB永磁體(7D2)安裝在DA永磁體(7D1)與DC永磁體(7D3)之間，DD永磁體(7D4)安裝在DC永磁體(7D3)與DE永磁體(7D5)之間；

輸出桿(4)的一端是操縱桿(4A)，輸出桿(4)的另一端是連接圓盤(4B)；操縱桿(4A)用于飛行員的手抓持；連接圓盤(4B)上設有用于DA螺釘(4B2)穿過的DA通孔(4B1)，穿過DA通孔(4B1)的DA螺釘(4B2)固定在轉子(3)的頂部面板(3I)的CA螺紋孔(3I1)中；

底座(5)上設有外圓臺(5B)和內凸圓臺(5A)；內凸圓臺(5A)上設有EA通孔(5A1)、EB通孔(5A2)，EA通孔(5A1)用于EA螺釘(5A3)穿過，穿過EA通孔(5A1)的EA螺釘(5A3)螺紋固定在A半球定子(1)的底部的AA螺紋孔(1-3)中；EB通孔(5A2)用于EB螺釘(5A4)穿過，穿過EB通孔(5A2)的EB螺釘(5A4)螺紋固定在B半球定子(2)的底部的BA螺紋孔(2-3)中；外圓臺(5B)上設有EC通孔(5B1)，穿過EC通孔(5B1)的螺釘螺紋固定在飛機操縱面板(10A)上的螺紋孔中。