[發(fā)明專利]一種混合驅動式三自由度運動電動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810134255.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108462346B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 李爭;何威
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K7/075;H02K1/27;H02K1/30;H02K11/21;H02P6/17;H02K3/12
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

1.一種混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：主要包括外部自轉模塊和內(nèi)部偏轉模塊，所述外部自轉模塊包括定子(1)和自轉轉子(2)，所述定子(1)位于自轉轉子(2)的外圍；所述自轉轉子(2)包括偏轉轉子(4)和位于偏轉轉子(4)外圍的偏轉定子(3)；所述偏轉轉子(4)與輸出軸(14)相連；偏轉定子(3)和偏轉轉子(4)構成內(nèi)部偏轉模塊；所述定子(1)包括定子軛(6)、定子槽和定子分布式繞組(11)；所述自轉轉子(2)的周圍的外圓柱面上設置有與所述定子分布式繞組(11)適配的自轉轉子永磁體(8)，采用Halbach陣列排布模式；所述偏轉轉子磁軛(7)凸球面上沿圓柱面的軸向方向均布有四列轉子永磁體(9)，所述永磁體(9)呈Halbach陣列排列；通過自轉和偏轉協(xié)同控制，實現(xiàn)輸出軸(14)的三自由度運動。

2.根據(jù)權利要求1所述的混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：所述偏轉轉子(4)和偏轉定子(3)旋轉結合處呈球面形，其間有氣隙；所述偏轉轉子(4)采用單側輸出軸式結構，所述偏轉轉子(4)的一側與輸出軸(14)連接，另一側通過關節(jié)軸承(16)與偏轉定子(3)連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：所述偏轉定子(3)包括自轉轉子磁軛(5)，所述自轉轉子磁軛(5)內(nèi)部設有和頂部凹槽(19)相連的凹球面，凹球面上設有與所述永磁體(9)適配的繞組磁軛(10)及其繞組(12)。

4.根據(jù)權利要求3所述的混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：所述轉子磁軛(5)采用磁鋼片壓制而成，外部為圓柱體，內(nèi)腔有凹球面。

5.根據(jù)權利要求2所述的混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：所述偏轉轉子(4)包括轉子磁軛支架(22)，偏轉轉子(4)凸球面上沿圓柱面的軸線方向均布有四列轉子永磁體(9)，每極永磁體分為2～5塊；所述四列轉子永磁體(9)和輸出軸(14)均與所述轉子磁軛支架(22)固定連接；所述偏轉定子(3)的凹球面上沿圓柱面的軸線方向均布有與所述四列轉子永磁體(9)適配的四列繞組磁軛(10)及其繞組(12)。

6.根據(jù)權利要求5所述的混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：所述磁軛支架(22)上裝有4個內(nèi)部偏轉模塊轉子位置檢測系統(tǒng)，適配于磁軛支架(22)的十字型對稱結構，分別為X正負向編碼器與Y軸正負向編碼器。

7.根據(jù)權利要求5所述的混合驅動式三自由度運動電動機，其特征在于：繞組(12)和定子分布式繞組(11)的匝數(shù)與繞組類別可調(diào)；定子分布式繞組(11)為雙層分布式繞組，漆包線繞制，無絕緣層；自轉轉子永磁體(8)與轉子永磁體(9)永磁體塊數(shù)可調(diào)。