[發明專利]三自由度電磁機器的控制系統和方法

有效

• 申請號: 201711261196.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108155770B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: P.班德拉
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H02K21/26
• 分類號: H02K21/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;譚祐祥

1.一種多自由度電磁機器，包括：

包括第一定子導體、第二定子導體和第三定子導體的定子，所述第一定子導體遵循第一總體軌跡，所述第二定子導體遵循不同于所述第一總體軌跡的第二總體軌跡，所述第三定子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，所述第一定子導體、第二定子導體和第三定子導體共同地形成球體的總體形狀；

設置成與所述定子相鄰并且能夠在三個自由度上相對于所述定子運動的電樞，所述電樞完全地或部分地環繞所述定子并且包括多個間隔的電樞線圈，各電樞線圈構造成當被通電時產生磁場；和

聯接到所述第一、第二和第三定子導體并聯接到所述電樞線圈的控件，所述控件構造成：

（i）將直流電提供至所述第一、第二和第三定子導體，并且

（ii）將直流電提供至所述電樞線圈中的一個或多個，由此產生與所述定子導體相互作用的一個或多個磁場并且改變所述一個或多個磁場相對于所述定子導體的取向，由此導致所述電樞圍繞一個或多個垂直軸線相對于所述定子發生期望的旋轉。

2.如權利要求1所述的機器，還包括：

聯接到所述電樞的多個永磁體，各電樞線圈與所述永磁體的一個或多個是相關的。

3.如權利要求1所述的機器，其中，

所述第一定子導體、所述第二定子導體和所述第三定子導體中的一個或多個包括多個導電段；并且

所述導電段中的每個包括預定長度的導體。

4.如權利要求1所述的機器，其中，所述第一定子導體、所述第二定子導體和所述第三定子導體中的一個或多個包括鄰接的導體。

5.如權利要求1所述的機器，其中：

所述定子還包括由導磁材料所構成且具有外表面的第一主體，所述外表面的至少一部分具有所述球體的總體形狀；并且

所述第一定子導體、所述第二定子導體和所述第三定子導體被設置成至少與所述定子的所述外表面的至少所述部分相鄰。

6.如權利要求1所述的機器，其中：

所述第一、第二和第三總體軌跡是使得所述第一定子導體、所述第二定子導體和所述第三定子導體相對于彼此以預定角度而取向。

7.一種控制包括定子和電樞的多自由度電磁機器的方法，其中所述定子包括第一定子導體、第二定子導體和第三定子導體，其中所述第一定子導體遵循第一總體軌跡，所述第二定子導體遵循不同于所述第一總體軌跡的第二總體軌跡，所述第三定子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，并且其中所述第一定子導體、所述第二定子導體和所述第三定子導體共同地形成球體的總體形狀；并且其中所述電樞被設置成與所述定子相鄰并且能夠在三個自由度上相對于所述定子運動，并且所述電樞完全地或部分地環繞所述定子并且包括多個間隔的電樞線圈，所述方法包括以下步驟：

可控制地將直流電提供至所述第一、第二和第三定子導體中的一個或多個；和

可控制地將直流電提供至所述電樞線圈中的一個或多個，由此產生與所述定子導體相互作用的一個或多個磁場并且改變所述一個或多個磁場相對于所述定子導體的取向，由此導致所述電樞圍繞一個或多個垂直軸線相對于所述定子發生期望的旋轉。