一种球形电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多自由度的球形电动机，属于电机技术领域。
【背景技术】
[0002]现在的圆轮式车只能实现一个方向的行进，转向时需要使用转向机构来实现，结构复杂，且转动的角度有限，无法实现360度行进。例如，在拥挤的停车位，汽车必须经过繁琐的前进后退才能停靠在停车位上，浪费时间，需要司机有高超的驾车技术，同时车距相对较大，浪费宝贵的停车场地。
[0003]弧型定子电机是一种典型的圆盘型直线电机，它将初级做成弧形，并安放于次级圆柱面外侧，也称为弧型初级柱面次级直线电机。虽然圆盘型直线电机实际上是作圆周运动的，但由于其结构型式和运动原理与扁平型直线电机基本一致，故仍可归并于直线电机的范畴之中。弧型定子电机同样遵循直线感应电动机的基本原理，与旋转式感应电动机相类似，也可以分为三相、两相或单相。弧型定子电机的次级为绕固定轴转动的圆筒，因其转轴固定，所以无法实现其他方向的转动。
【发明内容】
[0004]为使车子能够360度轻松行进，简化车轮结构，本发明专利公开了一种球形电动机。本发明基于弧型直线感应电动机的基本原理，通过设计一种新形式的结构，提供了异于现有弧型定子电动机的能够实现动子(次级)360度任意方向转向的球形电动机。
[0005]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案如下。
[0006]本发明所提出的多自由度的球形电动机包括环形座、球形动子、动子连接体、长圆弧定子、次长圆弧定子、短圆弧定子、减阻滚珠。长圆弧定子、次长圆弧定子、短圆弧定子通过动子连接体与环形座连接在一起，组成一体，置于球形动子上方。减阻滚珠分别置于上半球和下半球，防止球形动子从圆弧定子脱落。
[0007]本发明的特征在于:所述的长圆弧定子在俯视方向延直径安置，次长圆弧定子、短圆弧定子在俯视方向依次等间隔安置在长圆弧定子两侧，次长圆弧定子、短圆弧定子分别为6个、8个。圆弧定子之间的夹角为22.5度。圆弧定子的个数可以根据球形动子和圆弧定子的尺寸增加，但它们之间的夹角是相等的。
[0008]本发明的特征在于:所述的长圆弧定子为圆弧形，由带齿槽的铁心和嵌入齿槽的线圈组成；所述铁心的两端部加工有球形槽，在铁心的中部加工有球形槽；所述的圆弧定子靠近球形动子的一侧加工成球面，且与球形动子同心。
[0009]本发明的特征在于:所述的次长圆弧定子、短圆弧定子为圆弧形，由带齿槽的铁心和嵌入齿槽的线圈组成；所述铁心的端部加工有球形槽；所述的圆弧定子靠近球形动子的一侧加工成球面，且与球形动子同心。
[0010]本发明的特征在于:所述的球形动子由减摩涂层、球形导体、球形导磁材料组成；所述的球形导体为铜或铝；其特征在于球形导磁材料为铁或钢。
[0011]本发明有益效果是:本发明能够实现动子(即轮子)向平面内的任意方向转动，结构简单，在多自由度设备中有很好的应用前景。当其安装在车上充当轮子时能够简化传动机构，实现电机的快速响应，方便车子的转向；当其当作关节使用时可以获得更加灵活的动作。
【附图说明】
[0012]图1为本发明专利【具体实施方式】的截面结构示意图。
[0013]图2为本发明专利【具体实施方式】的总俯视图。
[0014]图3为本发明专利【具体实施方式】的初级布置俯视图。
[0015]图4为本发明专利【具体实施方式】的长初级截面示意图。
[0016]图5为本发明专利【具体实施方式】的次长初级、短截初级面示意图。
[0017]图中:1环形座；2球形动子；6动子连接体；3长圆弧定子；4次长圆弧定子；5短圆弧定子；7减阻滚珠；31、41铁心；32、42线圈；33、34、43球形槽；8减摩涂层；9球形导体；10球形导磁材料。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图描述本发明的【具体实施方式】。
[0019]如图所示，本发明一种球形电机的主要实施方式主要由环形座1、球形动子2、动子连接体6、长圆弧定子3、次长圆弧定子4、短圆弧定子5、减阻滚珠7组成。其中长圆弧定子3在俯视方向延直径安置，次长圆弧定子4、短圆弧定子5在俯视方向依次等间隔安置在长圆弧定子3两侧，次长圆弧定子4、短圆弧定子5分别为6个、8个。长圆弧定子3包括带齿槽的铁心31，嵌入齿槽的多相(两相、三相或更多相)线圈32。在铁心31的两端部加工有球形槽34，在铁心31的中部加工有球形槽33，减阻滚珠7安放在之中，用来减少摩擦阻力。次长圆弧定子4和短圆弧定子5结构相似，包括带齿槽的铁心41，嵌入齿槽的多相(两相、三相或更多相)线圈42。在铁心41的两端部加工有球形槽43，减阻滚珠7安放在之中，用来减少摩擦阻力。圆弧定子3、4靠近球形动子的一侧加工成球面，且与球形动子同心。球形动子2与单边型直线感应电动机的次级类似，由减摩涂层8、球形导体9、球形导磁材料10组成。球形导体9为铜或铝，球形导磁材料10为铁或钢。圆弧定子3、4与球形动子2由气隙隔开相对。
[0020]图中的多相(两相、三相或更多相)线圈42绕组采用常规方式构成，如采用波绕组、叠绕组或混合绕组等。
[0021]多相(两相、三相或更多相)线圈42绕组的嵌放可按常规直线感应电机的嵌放方式及工艺进行。
【主权项】
1.一种球形电机，包括环形座1、球形动子2、动子连接体6、长圆弧定子3、次长圆弧定子4、短圆弧定子5、减阻滚珠7，所述的长圆弧定子3、次长圆弧定子4、短圆弧定子5通过动子连接体6与环形座I连接在一起，组成一体，其特征在于长圆弧定子3在俯视方向延直径安置，次长圆弧定子4、短圆弧定子5在俯视方向依次等间隔安置在长圆弧定子3两侧，次长圆弧定子4、短圆弧定子5分别为6个、8个。2.根据权利要求1所述的一种球形电机，其特征在于长圆弧定子3为圆弧形，由带齿槽的铁心31和嵌入齿槽的线圈32组成；其特征在于在铁心31的两端部加工有球形槽34，在铁心31的中部加工有球形槽33 ;其特征在于所述的圆弧定子靠近球形动子的一侧加工成球面，且与球形动子同心。3.根据权利要求1所述的一种球形电机，其特征在于次长圆弧定子4、短圆弧定子5为圆弧形，由带齿槽的铁心41和嵌入齿槽的线圈42组成；其特征在于在铁心41的端部加工有球形槽43。4.根据权利要求1所述的一种球形电机，其特征在于球形动子2由减摩涂层8、球形导体9、球形导磁材料10组成；其特征在于球形导体9为铜或铝；其特征在于球形导磁材料10为铁或钢。
【专利摘要】一种球形电机，包括环形座1、球形动子2、动子连接体6、长圆弧定子3、次长圆弧定子4、短圆弧定子5、减阻滚珠7，其中长圆弧定子3、次长圆弧定子4、短圆弧定子5通过动子连接体6与环形座1连接在一起，组成一体。属于电机技术领域。基于弧型直线感应电动机的基本原理，通过设计一种新形式的结构，提供了异于现有弧型定子电动机的能够实现动子（次级）360度任意方向转向的球形电动机。可是使用在万向移动的诸多场合，例如充当车轮，车子能够360度轻松行进，简化车轮结构。
【IPC分类】H02K16/00
【公开号】CN105226891
【申请号】CN201410313375
【发明人】马涛, 杨学锋, 顾杰, 蔡喜光
【申请人】济南大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年7月3日