[發明專利]一種適用于球形電機的轉子抱閘機構及球形電機

有效

• 申請號: 201810521874.X
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108768058B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 白坤;李國民;王浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00;H02K7/10
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

本發明屬于制動機構相關技術領域，其公開了一種適用于球形電機的轉子抱閘機構及球形電機，所述轉子抱閘機構收容于所述球形電機的定子內，其包括支撐組件，所述支撐組件穿過所述定子而凸出于所述定子，且其凸出于所述定子的一端朝向所述球形電機的轉子；所述轉子抱閘機構通過轉動來驅動所述支撐組件朝向所述轉子移動或者朝向所述定子移動，以使所述支撐組件與所述轉子相抵靠或者相脫離，由此使得所述球形電機處于鎖定狀態或者可轉動狀態。本發明能夠使得轉子停止在任意姿態保持靜止，結構簡單，降低了能源消耗，成本較低。

技術領域

本發明屬于制動機構相關技術領域，更具體地，涉及一種適用于球形電機的轉子抱閘機構及球形電機。

背景技術

傳統的多自由度驅動通常采用多臺電機共同作用，因而傳動系統結構復雜，體積龐大。新型的電磁式球形電機可以提供三個自由度的運動，并且能夠簡化機械系統的結構，縮小體積，提高了系統的運動性能和定位精度。

實際應用中，球形電機可能需要長時間保持在某一姿態，如工作結束后或者工作中避免長時間通電發熱等等，而這一姿態往往是任意的。此時，需要一直通電來給所述球形電機提供電磁力以使所述球形電機保持姿態，能源消耗大，成本較高。相應地，本領域存在著發展一種成本較低的適用于球形電機的轉子抱閘機構的技術需求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種適用于球形電機的轉子抱閘機構及球形電機，其基于現有球形電機保持某一姿態的方式，研究及設計了一種成本較低的適用于球形電機的轉子抱閘機構及球形電機。所述轉子抱閘機構通過轉動來驅動所述支撐組件朝向所述轉子移動或者朝向所述定子移動，以使所述支撐組件與所述轉子相抵靠或者相脫離，由此使得所述球形電機處于鎖定狀態或者可轉動狀態，所述球形電機能夠停止在任意姿態保持靜止，且無需一直消耗電能，降低了能源消耗，成本較低。此外，通過拉動所述鋼絲繩來使所述凸輪沿第一方向轉動；同時，所述扭簧的預緊力用于驅動所述凸輪沿與所述第一方向相反的方向轉動，可見無需消耗能源或者消耗一小部分能源來拉動鋼絲繩即可，降低了成本，綠色環保，且操作簡單。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種適用于球形電機的轉子抱閘機構，所述轉子抱閘機構收容于所述球形電機的定子內，其包括支撐組件，所述支撐組件穿過所述定子而凸出于所述定子，且其凸出于所述定子的一端朝向所述球形電機的轉子；

所述轉子抱閘機構通過轉動來驅動所述支撐組件朝向所述轉子移動或者朝向所述定子移動，以使所述支撐組件與所述轉子相抵靠或者相脫離，由此使得所述球形電機處于鎖定狀態或者可轉動狀態。

進一步地，所述轉子抱閘機構還包括凸輪旋轉組件，所述凸輪旋轉組件與所述支撐組件之間形成滑動連接，所述凸輪旋轉組件通過轉動來驅動所述支撐組件朝向所述轉子或者所述定子移動，進而使所述轉子處于鎖定狀態或者可轉動狀態。

進一步地，所述凸輪旋轉組件包括凸輪、凸輪底座及扭簧，所述扭簧的一端連接于所述凸輪，另一端連接于所述凸輪底座；所述凸輪活動的連接于所述凸輪底座；所述凸輪底座開設有凹形槽，所述凹形槽用于收容所述扭簧。

進一步地，所述凸輪為階梯狀的圓筒，其形成有環形臺；所述凸輪還開設有圓形的收容槽，所述收容槽用于收容所述扭簧的一端；所述環形臺的外周開設有多個間隔設置的弧形槽，所述弧形槽貫穿所述環形凸臺，其用于為所述支撐組件的滑動提供導向。

進一步地，所述弧形槽的底面與垂直于所述收容槽的中心軸的平面之間的交線為曲線，所述曲線與所述收容槽的中心軸之間的距離自所述曲線的一端向所述曲線的另一端逐漸增大，由此使得所述支撐組件沿著所述弧形槽的底面滑動的同時朝向所述定子移動或者朝向所述轉子移動。