超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器的制作方法

文档序号:11205086阅读:930来源:国知局
超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器的制造方法与工艺

本发明属于机器人关节致动器和超导磁悬浮电机技术领域,具体地涉及一种超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器。



背景技术:

当前,快速发展的机器人技术在众多发达国家的生产部门已经有许多应用,并显著提高了劳动生产率,降低了劳动成本。电机作为机器人或各种机械的动力源及致动器,已经成为不可或缺的重要组成部分。随着机器人技术、传感器检测技术、自动控制技术、超导技术等高新技术的进一步发展,电机也在不断的需求中获得了一定的进步和较快的发展。目前传统电机作为致动器能够与执行装置相连接,但一般采用机械连接技术较多,比如:采用法兰连接、联轴器连接、键连接等,这种电机往往只有单个自由度,在需要两自由度甚至多自由度的场合,则需要多个电机提供协同动力,而这样的驱动器技术方式存在的问题是:会造成致动装置体积过于庞大、动作协调性偏低、输出力矩偏低、运动空间偏小、效率偏低、响应速度偏慢、动态性能较差、检查维护也不方便等系列缺点;而且由于各个电机传动装置之间还存在一定的传动系统误差,也会产生较大的累积误差,因此会导致致动装置系统控制精度偏低,并影响致动装置系统工作的稳定性,以至于机器人技术还不能充分满足于精度要求高和输出力矩大的市场需求。另外,在需要电机驱动多个液压马达的场合,也容易造成液压油泄露,会对环境造成污染。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的实施例提供一种超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器,以达到优化提升多自由度致动器或电机工作效率的目的。

为解决上述技术问题,本发明实施例采用的技术方案是一种超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器,包括定子超导绕组线圈盒、石墨烯感应磁悬浮球形转子、定子冷却系统、传感器、智能控制器、电流驱动器、致动器框架和小尼龙球珠;所述定子超导绕组线圈盒、定子冷却系统的冷媒传输耦合器、传感器、智能控制器、电流驱动器、小尼龙球珠均装配在致动器框架上,并与石墨烯感应磁悬浮球形转子共同构成超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器;所述定子超导绕组线圈盒装配在石墨烯感应磁悬浮球形转子侧旁或四周,并为石墨烯感应磁悬浮球形转子提供磁悬浮力、移动力矩或旋转力矩;所述小尼龙球珠沿石墨烯感应磁悬浮球形转子赤道线四周对称装配在致动器框架内侧面;所述定子超导绕组线圈盒包括超导绕组线圈、定子导冷骨架、定子凹槽、定子冷却组件、绝热屏蔽屏;所述超导绕组线圈、定子导冷骨架、定子凹槽、定子冷却组件均位于所述绝热屏蔽屏的内部,所述超导绕组线圈装配在定子凹槽中,所述定子凹槽位于所述定子导冷骨架上;所述定子冷却组件紧靠超所述导绕组线圈,并协同定子导冷骨架,为所述超导绕组线圈提供并维持低温工作环境。

由于定子超导绕组线圈盒中的超导绕组线圈电阻小,并且电导性能优良,能够通过强电流;石墨烯感应磁悬浮球形转子最外层的石墨烯也具有电阻小、电导性能优良的性质,能够产生对应的强感应涡流,因此超导石墨烯感应磁悬浮球形致动器能够产生强磁悬浮力、强移动力矩或强旋转力矩。

上述方案中,所述石墨烯感应磁悬浮球形转子是由最外层为石墨烯层构成的多层复合球形体,包括2层或多层,其中包括:石墨烯层、铜层、铝层、钢铝复合材料层、钢铜复合材料层、铝铜复合材料层、合金材料层、有机材料层或有机和无机复合材料层;所述石墨烯层为石墨烯薄膜层、石墨烯涂层或石墨烯复合材料层;所述石墨烯感应磁悬浮球形转子为石墨烯感应磁悬浮中空球形转子、石墨烯感应磁悬浮实心球形转子、石墨烯感应磁悬浮圆柱形转子或石墨烯感应磁悬浮圆筒形转子。

上述方案中,所述小尼龙球珠为4~8个,当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器处于非工作状态时,所述小尼龙球珠托住所述石墨烯感应磁悬浮球形转子,并保持所述定子超导绕组线圈盒与所述石墨烯感应磁悬浮球形转子之间有一定的间隙;当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器处于启动工作状态时,在所述定子超导绕组线圈盒产生的电磁作用下形成磁悬浮效应,使石墨烯感应磁悬浮球形转子离开小尼龙球珠的依托移动运行或旋转运行。

上述方案中,所述的定子超导绕组线圈盒包括一个或多个;所述定子超导绕组线圈盒的空间装配方式为沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的极轴方向对称排布装配、沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的赤道线方向对称排布装配或按转子输出轴特殊功能需求的移动方向或旋转动作排布装配。

上述方案中,所述超导绕组线圈为三相超导绕组线圈,呈120度分布于所述定子凹槽中;所述绝热屏蔽屏为多层结构,包括外真空层、真空空间、内真空层、屏蔽层;所述定子导冷骨架采用矽钢片叠置,为曲面形态。

上述方案中,所述定子冷却系统包括冷媒传输耦合器、定子冷却组件和冷却工质;所述冷媒传输耦合器与定子冷却组件相连接;所述定子冷却组件包括制冷机两级直接传导冷头、低温液态物质浸泡器件、低温气体物质强迫冷却器件和管道冷却器件;所述制冷机两级直接冷头中的一级直接传导冷头与所述定子导冷骨架相连接,其二级直接传导冷头靠近超导绕组线圈侧旁装配,所述管道冷却器件装配在超导绕组线圈侧旁,并紧密相连接;所述工质为低温液态物质或低温气态物质;所述低温液态物质为液氦、液氮或纳米物质液态流体;所述低温气态物质包括氦气或氢气;;所述管道冷却器件形态结构为半圆形管、圆形管、椭圆形管、矩形管或多边形管。

所述定子冷却系统中采用二级直接传导冷头靠近超导绕组线圈侧旁连接和管道冷却器件装配在超导绕组线圈侧旁并紧密相连接的结构,能够维持超导绕组线圈在低温环境工作,克服超导绕组线圈产生失超现象。

上述方案中,所述传感器包括转子角转速传感器、转子位移传感器、转子力矩传感器;所述传感器装配在石墨烯感应磁悬浮球形转子的侧面或四周。

上述方案中,所述致动器框架采用合金钢材料、铝材料、有机材料、无机材料或复合材料。

上述方案中,所述超导绕组线圈采用单面超导石墨烯复合薄膜线/带材、双面超导石墨烯复合薄膜线/带材或超导线/带材;所述超导线/带材为yba2cu3o7-x(ybco或y-123)涂层导体带材、mgb2超导线/带材、bi2sr2ca2cu3ox或(bi,pb)2sr2ca2cu3ox(bi2223)超导带材、bi2sr2cacu2ox(bi2212)超导带材、gdba2cu3o7-x(gbco)超导带材、ybco或gbco涂敷超导带材、nbti超导材料或nb3sn超导材料。

上述方案中,所述传感器、电流驱动器和定子冷却系统均与智能控制器相连接,并均由智能控制器所控制;所述电流驱动器与所述超导绕组线圈相连接;所述转子角转速传感器、转子位移传感器和转子力矩传感器将检测到石墨烯感应磁悬浮球形转子的信息传输给智能控制器;所述智能控制器根据工作指令或检测到的石墨烯感应磁悬浮球形转子运转信息,控制石墨烯感应磁悬浮球形转子的转动速度、转动方向和转动力矩。

智能控制器包括计算机及相关控制程序,并通过计算机程序运算后发出工作指令给电流驱动器;电流驱动器则分别向各个定子超导绕组线圈盒输出不同的工作电流;各个定子超导绕组线圈盒中由于超导绕组线圈产生的强电流作用、强电磁效应和强磁悬浮效应,则石墨烯感应磁悬浮球形转子产生相应强感应涡流作用和强电磁效应;由于各个定子超导绕组线圈盒中的超导绕组线圈产生的综合力矩作用,使石墨烯感应磁悬浮球形转子的输出轴能够对外产生可控的强致动效应。

上述方案中,所述超导石墨烯感应磁悬浮球形致动器能够应用于:机器人、机械手、舰船推进器、多坐标机械加工中心、金属切削机床、搅拌机、火枪炮塔控制台、雷达无线跟踪机构、制造业和工业控制中的多维空间伺服控制、吊舱转动臂、全景摄影操纵台、球形阀、泵类、电动陀螺仪、智能表中三维空间测量、需要做多自由度运动的设备仪器。

本发明的超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器的工作过程如下:

根据超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器的具体应用领域和应用功能需求,并结合石墨烯感应磁悬浮球形转子的输出轴位置,来确定定子超导绕组线圈盒的具体数量以及定子超导绕组线圈盒在石墨烯感应磁悬浮球形转子外侧或四周的空间装配方式,包括:沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的极轴方向对称排布装配、沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的赤道线方向对称排布装配,以及按转子输出轴特殊功能需求的移动方向或旋转动作要求进行组合排布装配。

小尼龙球珠采用4~8个,分别装配在沿石墨烯感应磁悬浮球形转子赤道线四周,并装配在致动器框架内侧面;当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器处于非工作状态时,小尼龙球珠托住石墨烯感应磁悬浮球形转子,并保持定子超导绕组线圈盒与石墨烯感应磁悬浮球形转子之间有一定的间隙;当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器处于启动工作状态时,在定子超导绕组线圈盒产生的电磁作用下形成强磁悬浮效应,使石墨烯感应磁悬浮球形转子离开小尼龙球珠的依托,并在智能控制器的调控下进行移动运行或旋转运行。

将转子角转速传感器、转子位移传感器和转子力矩传感器装配在石墨烯感应磁悬浮球形转子的外侧面或四周;将转子角转速传感器、转子位移传感器、转子力矩传感器、电流驱动器和定子冷却系统均与智能控制器相连接,并均由智能控制器所控制;电流驱动器与定子超导绕组线圈盒中的超导绕组线圈相连接;转子角转速传感器、转子位移传感器和转子力矩传感器将检测到石墨烯感应球形转子的信息传输给智能控制器;智能控制器根据工作指令或检测到的石墨烯感应磁悬浮球形转子运转信息,启动、调整和控制石墨烯感应磁悬浮球形转子的转动速度、转动方向和转动力矩;智能控制器包括计算机及相关控制程序,并通过计算机程序运算后分别发出各个工作指令给各个电流驱动器;各个电流驱动器则分别向各个对应定子超导绕组线圈盒输出不同的工作电流;各个定子超导绕组线圈盒中的超导绕组线圈产生强电流作用、强电磁作用和强磁悬浮效应,则石墨烯感应磁悬浮球形转子产生相应的强感应涡流和强电磁效应;由于各个定子超导绕组线圈盒中的超导绕组线圈产生的力矩大小和力矩方向不相同,则各个定子超导绕组线圈盒中的超导绕组线圈将产生一定的综合力矩,促使石墨烯感应磁悬浮球形转子产生磁悬浮现象,脱离小尼龙球珠的支撑,并按一定的控制方向移动或旋转,因此能够使石墨烯感应球形转子的输出轴对外产生可控的强致动效应。

本发明实施例的超导石墨烯感应磁悬浮球形致动器与相关技术相比具有以下有益效果:

a、本发明采用由定子超导绕组线圈盒与石墨烯感应磁悬浮球形转子共同构成超导石墨烯感应磁悬浮球形致动器的整体协同结构,充分发挥了超导绕组线圈电阻小、电导性能好、能够通过强电流的优良性能,并结合石墨烯感应磁悬浮球形转子最外层的石墨烯也具有电阻小、电导性能优良、机械性能优良的性质,能够产生对应强感应涡流作用、强电磁效应和强磁悬浮效应;因此在智能控制器的调控下,超导石墨烯感应磁悬浮球形致动器能够实现磁悬浮现象,并方便地产生可调控、多自由度、大的移动力矩或大的旋转力矩。

b、本发明可以根据超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器的具体应用领域及功能需求,并结合石墨烯感应磁悬浮球形转子的输出轴位置,来确定定子超导绕组线圈盒的具体数量以及空间装配方式,包括:沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的极轴方向对称排布装配、沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的赤道线方向对称排布装配,以及按转子输出轴特殊功能需求的移动方向或旋转动作要求进行组合排布装配,因此本发明可以满足多领域、多功能的应用,以及能够广泛满足不同的各种应用需求。

c、本发明的超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器可以克服传统致动器或传统电机通过连杆连接来实现多自由度运动,克服了传统电机构成致动器所存在的装置输出力矩偏小、运动空间偏小、动作协调性偏低、效率偏低、响应速度偏慢、动态性能较差等问题。

附图说明

图1是本发明实施例一、实施例二的超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器结构示意图;

图2是本发明实施例三的超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器结构示意图;

图3是本发明实施例定子超导绕组线圈盒的结构剖面示意图;

图4是本发明实施例石墨烯感应磁悬浮球形转子的结构剖面示意图。

其中:第一类型致动器1、第二类型致动器12、石墨烯感应磁悬浮球形转子2、定子超导绕组线圈盒3、定子导冷骨架4、定子凹槽5、超导绕组线圈6、定子冷却组件7和绝热屏蔽屏8、石墨烯薄膜层9、钢铝复合材料层10、中空层11。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

实施例一

参照附图1、3,一种超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器,包括定子超导绕组线圈盒3、石墨烯感应磁悬浮球形转子2、定子冷却系统、传感器、智能控制器、电流驱动器、致动器框架和小尼龙球珠,所述定子超导绕组线圈盒3、定子冷却系统的冷媒传输耦合器、传感器、智能控制器、电流驱动器、小尼龙球珠均装配在所述致动器框架上,与所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2共同构成超导型石墨烯感应磁悬浮球形的第一类型致动器1;所述定子超导绕组线圈盒3装配在所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2侧旁或四周,并为石墨烯感应磁悬浮球形转子2提供磁悬浮力、移动力矩或旋转力矩;所述小尼龙球珠沿石墨烯感应磁悬浮球形转子赤道线四周对称装配在致动器框架内侧面;所述定子超导绕组线圈盒3包括定子导冷骨架4、定子凹槽5、超导绕组线圈6、定子冷却组件7和绝热屏蔽屏8;所述超导绕组线圈6、定子导冷骨架4、定子凹槽5、定子冷却组件7均位于所述绝热屏蔽屏8的内部,所述超导绕组线圈6装配在所述定子凹槽5中;所述定子凹槽5于所述定子导冷骨架4上,所述定子冷却组件7紧靠所述超导绕组线圈6,并协同所述定子导冷骨架4为所述超导绕组线圈6提供并维持低温工作环境。

优选地,所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2是由最外层为石墨烯层构成的多层复合球形体,包括2层或多层,其中包括石墨烯层、铜层、铝层、钢铝复合材料层、钢铜复合材料层、铝铜复合材料层、合金材料层、有机材料层或有机和无机复合材料层;所述石墨烯层为石墨烯薄膜层、石墨烯涂层或石墨烯复合材料层;所述石墨烯感应磁悬浮球形转子为石墨烯感应磁悬浮中空球形转子、石墨烯感应磁悬浮实心球形转子、石墨烯感应磁悬浮圆柱形转子或石墨烯感应磁悬浮圆筒形转子。

优选地,所述小尼龙球珠为4~8个,当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器处于非工作状态时,小尼龙球珠托住石墨烯感应磁悬浮球形转子,并保持所述定子超导绕组线圈盒3与石墨烯感应磁悬浮球形转子2之间有一定的间隙;当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器1处于启动工作状态时,在所述定子超导绕组线圈盒3产生的电磁作用下形成磁悬浮效应,使石墨烯感应磁悬浮球形转子2离开小尼龙球珠的依托移动运行或旋转运行。

优选地,所述定子超导绕组线圈盒3包括一个或多个;所述定子超导绕组线圈盒3的空间装配方式为沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的极轴方向对称排布装配、沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子的赤道线方向对称排布装配或按转子输出轴特殊功能需求的移动方向或旋转动作排布装配。根据超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器1的具体功能需求,并结合石墨烯感应磁悬浮球形转子2的输出轴位置,来确定定子超导绕组线圈盒3的具体数量以及空间装配方式。

优选地,所述超导绕组线圈6为三相超导绕组线圈,呈120度分布于所述定子凹槽5;所述绝热屏蔽屏8为多层结构,包括外真空层、真空空间、内真空层和屏蔽层;所述定子导冷骨架4为矽钢片叠置的曲面形态。

优选地,所述超导绕组线圈6采用单面超导石墨烯复合薄膜线/带材、双面超导石墨烯复合薄膜线/带材或超导线/带材;所述超导线/带材为yba2cu3o7-x(ybco或y-123)涂层导体带材、mgb2超导线/带材、bi2sr2ca2cu3ox或(bi,pb)2sr2ca2cu3ox(bi2223)超导带材、bi2sr2cacu2ox(bi2212)超导带材、gdba2cu3o7-x(gbco)超导带材、ybco或gbco涂敷超导带材、nbti超导材料或nb3sn超导材料。

优选地,所述定子冷却系统包括冷媒传输耦合器、定子冷却组件7和冷却工质;所述冷媒传输耦合器与定子冷却组件7相连接;所述定子冷却组件7包括制冷机两级直接传导冷头、低温液态物质浸泡器件、低温气体物质强迫冷却器件和管道冷却器件;所述制冷机两级直接传导冷头中的一级直接传导冷头与所述定子导冷骨架4相连接,其二级直接传导冷头靠近超导绕组线圈6侧旁装配,所述管道冷却器件装配在所述超导绕组线圈6侧旁,并紧密相连接;所述工质为低温液态物质或低温气态物质;所述低温液态物质为液氦、液氮或纳米物质液态流体;所述低温气态物质为氦气或氢气;所述管道冷却器件形态结构为半圆形管、圆形管、椭圆形管、矩形管或多边形管。

所述定子冷却系统中采用二级直接传导冷头靠近超导绕组线圈6侧旁连接和管道冷却器件装配在超导绕组线圈6侧旁并紧密相连接的结构,能够维持超导绕组线圈6在低温环境工作,克服超导绕组线圈6产生失超现象。

优选地,所述传感器包括转子角转速传感器、转子位移传感器或转子力矩传感器;所述传感器装配在所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2的侧面或四周。

优选地,所述致动器框架为合金钢材料、铝材料、有机材料、无机材料或复合材料。

优选地,所述传感器、电流驱动器和定子冷却系统均与智能控制器相连接,并均由智能控制器所控制;所述电流驱动器与所述超导绕组线圈相连接;所述转子角转速传感器、转子位移传感器或转子力矩传感器将检测到石墨烯感应磁悬浮球形转子的信息传输给智能控制器;所述智能控制器根据工作指令或检测到的石墨烯感应磁悬浮球形转子运转信息,控制石墨烯感应磁悬浮球形转子的转动速度、转动方向和转动力矩。所述智能控制器包括计算机及相关控制程序,并通过计算机程序运算后发出工作指令给电流驱动器;电流驱动器则分别向各个所述定子超导绕组线圈盒3输出不同的工作电流;各个所述定子超导绕组线圈盒3中由于超导绕组线圈6产生的强电流作用、强电磁效应和强磁悬浮效应,则石墨烯感应磁悬浮球形转子2产生相应强感应涡流作用和强电磁效应;由于各个定子超导绕组线圈盒3中的超导绕组线圈6产生的综合力矩作用,使石墨烯感应磁悬浮球形转子2的输出轴能够对外产生可控的强致动效应。

实施例二

参照附图1、3,一种超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器,包括定子超导绕组线圈盒3、石墨烯感应磁悬浮球形转子2、定子冷却系统、传感器、智能控制器、电流驱动器、7075-t6铝合金的致动器框架和小尼龙球珠,所述定子超导绕组线圈盒3、定子冷却系统的冷媒传输耦合器、传感器、智能控制器、电流驱动器、小尼龙球珠均装配在所述致动器框架上,与所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2共同构成超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器1;所述定子超导绕组线圈盒3设有6个,分别为j1~j6,沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子2的极轴方向对称排布装配,为所述石墨烯感应磁悬浮球形转子提供磁悬浮力、移动力矩或旋转力矩;所述小尼龙球珠采用6个,沿石墨烯感应磁悬浮球形转子2赤道线四周对称装配在致动器框架的内侧面;当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器1处于非工作状态时,小尼龙球珠托住石墨烯感应磁悬浮球形转子2,并保持定子超导绕组线圈盒3(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)与石墨烯感应磁悬浮球形转子2之间有一定的间隙;当超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器1处于启动工作状态时,在定子超导绕组线圈盒3(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)产生的电磁作用下形成了磁悬浮效应,使石墨烯感应磁悬浮球形转子2离开小尼龙球珠的依托,并在智能控制器的调控下进行旋转运行;所述定子超导绕组线圈盒3(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)包括:定子导冷骨架4、定子凹槽5、超导绕组线圈6、定子冷却组件7、绝热屏蔽屏8;;所述超导绕组线圈6、定子导冷骨架4、定子凹槽5、定子冷却组件7均位于所述绝热屏蔽屏8的内部,所述超导绕组线圈6装配在所述定子凹槽5中;所述定子凹槽5于所述定子导冷骨架4上,所述定子冷却组件7紧靠所述超导绕组线圈6,并协同定子导冷骨架4,为所述超导绕组线圈6提供并维持低温工作环境。

优选地,参照附图4,所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2是由最外层为石墨烯层构成的多层复合球形体,包括3层,由内到外依次为:石墨烯薄膜层9、钢铜复合材料层10、中空层11;所述石墨烯感应磁悬浮球形转子2为石墨烯感应磁悬浮中空球形转子。

优选地,所述定子超导绕组线圈盒3(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)具有12个定子凹槽5,并具有9组超导绕组线圈6;超导绕组线圈6装配在定子凹槽5中;9组超导绕组线圈6包括:a、b、c、d、e、f、g、h、i;9组超导绕组线圈6包括:三相绕组线圈呈120度正交分布,构成三相四极;三相绕组线圈材料采用mgb2超导线/带材;所述绝热屏蔽屏8为多层结构,包括:外真空层、真空空间、内真空层、屏蔽层;所述定子导冷骨架4采用矽钢片材料与绝缘材料组成叠置的曲面形态结构。

优选地,所述定子导冷骨架4和定子冷却组件7均与定子冷却系统的冷媒传输耦合器相连接;所述定子冷却组件7装配在超导绕组线圈6的侧旁;定子冷却组件7采用矩形管道冷却器件;所述定子冷却组件7的工质为液氮。

优选地,所述传感器使用转子位移传感器,采用光电二极管传感器测量当石墨烯感应磁悬浮球形转子2移动时led光灵敏度。

优选地,将所述转子位移传感器、电流驱动器和定子冷却系统均与智能控制器相连接,并均由智能控制器所控制;电流驱动器与定子超导绕组线圈盒3中的超导绕组线圈6(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)相连接;转子位移传感器将检测到石墨烯感应磁悬浮球形转子2的信息传输给智能控制器;智能控制器根据工作指令或检测到的石墨烯感应磁悬浮球形转子2运转信息,进行启动、调整和控制石墨烯感应磁悬浮球形转子2的转动速度、转动方向和转动力矩;智能控制器包括计算机及相关控制程序,并通过计算机程序运算后分别发出各个工作指令给各个电流驱动器;各个电流驱动器则分别向各个对应定子超导绕组线圈盒3(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)输出不同的工作电流;各个定子超导绕组线圈盒3中的超导绕组线圈6(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)产生强电流作用、强电磁作用和强磁悬浮效应,则石墨烯感应磁悬浮球形转子2产生相应的强感应涡流和强电磁效应;由于各个定子超导绕组线圈盒3中的超导绕组线圈6(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)产生的力矩大小和力矩方向不相同,则各个定子超导绕组线圈盒3中的超导绕组线圈6(包括:j1、j2、j3、j4、j5、j6)将产生一定的综合力矩,促使石墨烯感应磁悬浮球形转子2产生磁悬浮现象,并按一定的控制方向移动或旋转,因此能够使石墨烯感应磁悬浮球形转子2的输出轴对外产生可控的强致动效应。

实施例三

参照附图2,一种超导型石墨烯感应磁悬浮球形致动器,第二种类型致动器12的定子超导绕组线圈盒设有8个(k1~k8),将4个定子超导绕组线圈盒3(包括:k1、k2、k3、k4)沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子2极轴的旁侧安装,另外4个所述定子超导绕组线圈盒3(包括:k5、k6、k7、k8)沿平行于石墨烯感应磁悬浮球形转子2赤道线的旁侧安装;所述定子超导绕组线圈盒3内的超导绕组线圈6的三相绕组线圈材料采用ybco超导带材;所述传感器为光学鼠标传感器;其余同实施例二。

在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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