[發明專利]液控可變多自由度驅動球形感應電機

在審

• 申請號: 201810065885.1
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108039806A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 鄧濤;蘇振華;姜路;唐鵬
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: H02K17/02
• 分類號: H02K17/02;H02K16/04;H02K1/28;H02K7/08;H02K1/22;H02K17/12
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所 50224
• 代理人: 李賓

本發明公開了一種液控可變多自由度驅動球形感應電機，其包括設置在球形轉子上下兩端的環形固定框架、設置在上下兩個所述環形固定框架之間的定子固定支架以及固定在所述定子固定支架上的驅動單元；所述定子固定支架的兩端分別與所述環形固定框架滑動連接，使定子固定支架的兩端均可沿所述環形固定框架滑動以帶動定子偏轉。該電機可實現空間內多自由度旋轉運動，可經球形轉子上下表面直接輸出轉矩，同時可調控轉矩大小；并且，其結構簡單，輸出性能良好、集膚效應小；此外，其應用廣泛，可應用于球形攝像頭、混合動力汽車復合驅動系統等。

技術領域

本發明涉及一種液控可變多自由度驅動球形感應電機。

背景技術

隨著機器人技術、傳感器檢測技術、自動控制技術等高新技術的飛速發展，電機也在不斷的需求中獲得了極大的進步和發展。比較成熟的電動機與執行裝置相連接都采用機械連接，比如法蘭連接、聯軸器連接、鍵連接等，這種電動機只有單個自由度，只能對外輸出轉矩，在需要兩自由度甚至多自由度的場合，往往需要多個電機提供動力支持，而這種方式會造成系統體積龐大、動作協調性低、制造安裝困難、效率低、響應速度慢、動態性能差、檢查維護不便等缺點。同時，傳統旋轉電機定子360°全覆蓋于轉子，轉子無法進行直接輸出，一般通過軸傳輸轉矩，對轉矩多自由度的輸出起到了一定的限制，比如將其作為驅動部件(如車用輪轂電機)只能提供車輪單自由度的旋轉，其轉向還要由轉向機構實現，增大了機構的復雜程度。

此外，在探測領域，攝像頭是一個極為基礎的探測元件，在深海探測中尤為突出，攝像頭需要精準、及時的拍攝海洋中的生物，而現在最先進的3D攝像頭技術往往需要不同視角的拍攝，單一平面的鏡頭不能滿足其拍攝的要求，而需要集成多個攝像頭進行追蹤，結構復雜，控制困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種液控可變多自由度驅動球形感應電機，以解決現有旋轉電機轉子無法進行直接輸出，對轉矩多自由度的輸出起到了一定的限制的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種液控可變多自由度驅動球形感應電機，包括設置在球形轉子上下兩端的環形固定框架、設置在上下兩個所述環形固定框架之間的定子固定支架以及固定在所述定子固定支架上的驅動單元；所述定子固定支架的兩端分別與所述環形固定框架滑動連接，使定子固定支架的兩端均可沿所述環形固定框架滑動以帶動定子偏轉。

進一步地，所述環形固定框架包括間隔相連的U形段和弧形段，且所述U形段和弧形段分別向兩個相反的方向凹陷。

進一步地，所述弧形段為空心結構，其內部設有與其弧度相配合的弧形液壓活塞缸桿，所述定子固定支架的兩端分別通過一固定件固定在上下相對的兩個所述弧形液壓活塞缸桿上。

進一步地，所述U形段為空心結構，且所述U形段上分別設有第一液壓油進出接口和第二液壓油進出接口。

進一步地，所述環形固定框架與所述球形轉子接觸的一側上設有若干萬向牛眼球軸承，使球形轉子與定子之間形成氣隙。

進一步地，所述U形段的開口端之間設有加強筋。

進一步地，所述定子固定支架的數量為三個，且三個所述定子固定支架繞著所述球形轉子呈圓周均勻分布。

進一步地，每個所述環形固定框架分別安裝有六個萬向牛眼球軸承，六個所述萬向牛眼球軸承兩兩相隔60°呈圓周分布。

進一步地，所述驅動單元包括固定在所述定子固定支架上的定子以及設置在所述定子上的若干線圈。

進一步地，該電機還包括液控單元，所述液控單元包括分別與所述第一液壓油進出接口和第二液壓油進出接口連接三位四通電磁閥，所述三位四通電磁閥的T口與第一油箱連通，所述三位四通電磁閥的P口與第二油箱連通，且所述三位四通電磁閥的P口與所述第二油箱之間設有液壓泵；所述液壓泵與所述三位四通電磁閥之間設有溢流閥。