[發明專利]永磁軸承磁懸浮飛輪系統及球形機器人

在審

• 申請號: 201810675374.1
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108708936A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 賀智威;鄧力;楊猛;劉瀏
• 申請（專利權）人: 坎德拉（深圳）科技創新有限公司
• 主分類號: F16F15/30
• 分類號: F16F15/30;F16C32/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明提供一種永磁軸承磁懸浮飛輪系統及球形機器人，通過在飛輪的兩側分別設置永磁軸承，所述永磁軸承的定子及轉子均為永磁體。當所述永磁軸承磁懸浮飛輪系統偏擺時，通過所述永磁軸承的定子與所述轉子之間的斥力的作用，保持所述飛輪在其轉動平面內進行穩定的轉動，從而避免所述飛輪相對其轉動平面的偏擺使所述機械軸承產生磨損，延長所述永磁軸承磁懸浮飛輪系統的使用壽命。

技術領域

本發明涉及飛輪系統，尤其涉及一種永磁軸承磁懸浮飛輪系統及球形機器人。

背景技術

目前，大部分飛輪系統的飛輪一般都是在機械軸承的支承下進行高速的旋轉。在所述飛輪的旋轉過程中，當所述飛輪系統發生偏擺時，由于高速轉動的所述飛輪會產生陀螺力矩，使得所述飛輪相對其轉動平面產生偏擺，從而使得支承所述飛輪旋轉的所述機械軸承容易產生磨損，從而會嚴重影響所述飛輪的使用壽命。

發明內容

本發明的提供一種永磁軸承磁懸浮飛輪系統及球形機器人，所述永磁軸承磁懸浮飛輪系統的機械軸承不容易產生磨損，所述永磁軸承磁懸浮飛輪系統的使用壽命較長。

所述永磁軸承磁懸浮飛輪系統包括殼體、設于所述殼體內的飛輪、轉軸、兩個永磁軸承及機械軸承；所述轉軸穿過所述飛輪的中心，并與所述飛輪同軸固定；所述機械軸承與所述轉軸固定，用于支撐所述飛輪的轉動；兩個所述永磁軸承與所述轉軸同軸，所述飛輪位于兩個所述永磁軸承之間，用于保持所述飛輪的轉動的穩定；每個所述永磁軸承包括定子及與所述定子相對的轉子，所述定子及所述轉子均為永磁體，所述轉子套設于所述轉軸上并與所述轉軸固定，所述定子套設于所述轉子外周并與所述轉子之間有間隙，所述定子固定于所述殼體內壁，所述定子與所述轉子之間磁力方向相反。

其中，所述飛輪的軸心位置設有一穿孔，所述轉軸包括固定軸及套設于所述固定軸外的兩個套筒，所述固定軸穿過所述穿孔，兩個所述套筒分別設于所述飛輪的兩側并覆蓋所述穿孔的兩端，兩個所述套筒均與所述飛輪固定連接，所述固定軸與所述殼體固定，通過所述套筒帶動所述飛輪相對所述固定軸及所述殼體轉動。

其中，兩個所述套筒之間間隔，兩個所述套筒與所述穿孔的孔壁形成一收容腔，所述收容腔內收容有所述機械軸承及偏擺件。

其中，所述偏擺件包括收容筒及收容于所述收容筒內的關節軸承，所述機械軸承包括內環及相對所述內環轉動的外環，所述內環與所述收容筒的外壁固定；所述關節軸承包括外圈及相對所述外圈滾動的內圈，所述固定軸穿過所述內圈并與所述內圈固定，所述外圈固定于所述收容筒的內壁；所述飛輪相對其轉動平面擺動帶動所述偏擺件的外圈相對所述內圈進行偏擺。

其中，所述飛輪與所述轉軸一體成型，所述機械軸承為兩個，兩個所述機械軸承分別位于所述飛輪兩側。

其中，所述永磁軸承磁懸浮飛輪系統還包括兩個偏擺塊，兩個所述偏擺塊套于所述轉軸上，并分別位于所述飛輪的兩側，兩個所述偏擺塊均與所述殼體的內壁接觸；所述機械軸承設于所述轉軸與所述偏擺塊之間，所述機械軸承的外圈與所述偏擺塊固定，所述機械軸承的外圈與所述轉軸固定；所述飛輪相對其轉動平面進行偏擺，通過所述機械軸承帶動所述偏擺件相對所述殼體進行偏擺。

其中，所述偏擺塊背離所述飛輪的一側包括一第一圓弧面，所述殼體內壁朝向所述飛輪的一側設有與所述第一圓弧面相對應的第二圓弧面，所述第一圓弧面與所述第二圓弧面相接觸；所述飛輪偏擺帶動所述偏擺塊的第一圓弧面相對所述第二圓弧面擺動。

其中，所述第一圓弧面與所述第二圓弧面共圓心，且所述第一圓弧面與所述第二圓弧面的圓心與所述飛輪的中心重合。

其中，所述定子包括多個大小相同的第一永磁環，多個所述第一永磁環同軸設置并沿軸向堆疊；所述轉子包括多個大小相同的第二永磁環，多個所述第二永磁環同軸設置并沿軸向堆疊；多個所述第一永磁環與多個所述第二永磁環一一對應，且每個所述第一永磁環的厚度與同其對應的第二永磁環的厚度相同，每個所述第一永磁環與對應的第二永磁環之間磁力相斥。