[实用新型]一种新型三自由度平面感应电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机设备技术领域，尤其涉及一种新型三自由度平面感应电机。

背景技术

随着现代工业技术自动化和智能化的发展，对电机提出了越来越高的要求，尤其是对能够实现平面内多自由度运动机构的需求越来越大，例如数控机床、芯片生产和产品加工等工业生产领域。传统的多自由度电机多由多个单自由度电机的机械组合或者复杂的运动转换装置构成，电机效率低。目前国内外学者通过优化定转子排布，使电机结构更加简单，大幅度提高了电机效率。

中国专利公开号为CN1996726A的“一种超薄3自由度平面电机”特征在于利用多组线圈组成多组驱动单元，通过控制驱动单元的工作方式实现多自由度运动。虽然简化了电机的传动机构，但其零部件依旧较多，机械结构较复杂。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而完成的，提供了一种新型三自由度平面感应电机。该电机能够实现多自由度运动，且体积小、集成度高、具有更高的工作效率和更快的响应速度。

为了达成上述目的，一种新型三自由度平面感应电机，主要包括：呈“口”字型排布的四个定子；圆盘状动子；圆筒状底座，定子设置于底座上，动子位于定子上方。

优选的，四个定子绕底座中心呈“口”字型交错排布。

优选的，相邻两个定子首尾相接。

所述的四个定子可单独供电，底座上设有若干个轴承，所述圆盘状动子通过轴承与所述定子之间存在一定气隙。通过调节每个定子供电电流的相位可改变其在所述气隙中产生的行波磁场的方向。

其中相对的两个定子为一组定子组，共两组定子组；当其中一组定子组的两个定子分别通入电流时，有两种工作方式：工作方式一，当产生的行波磁场方向一致时，驱动电机实现X轴或Y轴的平动；工作方式二，当相对的两个定子供电时，当产生的行波磁场方向相反时，驱动电机实现绕Z轴的转动。

四个定子分别通入电流时，每一组定子组的两个定子产生相同方向的行波磁场时，即同时处于工作方式一时，驱动电机实现X-Y平面内任意方向的平动，当其中一组定子组的两个定子产生同向的行波磁场，另一组定子组的两个定子产生相反方向的行波磁场时，即分别处于工作方式一和工作方式二时，驱动电机实现螺旋运动。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案产生的积极效果如下：

该实用新型可以通过调节定子的输入电流改变驱动单元的工作方式，进而实现多自由度运动。且具有体积小、集成度高、重量轻、动态响应能力好等多方面优点。

附图说明

图1为本实用新型所述平面感应电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述平面感应电机的局部剖视图（剖动子）；

图3为本实用新型所述平面感应电机的全剖视图；

图4为本实用新型所述平面感应电机的定子分布结构示意图；

图5为本实用新型所述平面感应电机的动子结构示意图；

图6a为本实用新型所述平面感应电机处于工作方式一时的示意图；

图6b为本实用新型所述平面感应电机处于工作方式二时的示意图。

图中：1、底座；2、定子；3、动子；4、轴承；5，气隙；6、铜层；7、花键。

具体实施方式

以下，结合附图对实施方式进行说明。

显然，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下对所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

如图1至图5所示，本实用新型的新型三自由度平面感应电机具有：四个长方体状定子2，圆筒状底座1，圆盘状动子3及圆柱状轴承4。定子2在底座1上成“口”字型交错排布，相邻两个定子2首尾相接。

动子3下表面附有铜层6，通过轴承4与定子2之间保持一定的气隙5；动子3通过花键7实现与外部器件的连接。

轴承4均匀分布并固定于底座1内部的圆周上和中心处。

如图6所示，其中相对的两个定子2为一组定子组，共两组定子组；当其中一组定子组的两个定子2分别通入电流时，有两种工作方式：工作方式一，如图6a所示，当产生的行波磁场方向一致时，驱动电机实现X轴或Y轴的平动；工作方式二，如图6b所示，其中一组定子组的两个定子2供电时，产生的行波磁场方向相反时，驱动电机实现绕Z轴的转动。

四个定子2同时通入电流时，每一组定子组的两个定子2产生相同方向的行波磁场时，即同时处于工作方式一时，驱动电机实现X-Y平面内任意方向的平动，当其中一组定子组的两个定子2产生同向的行波磁场，另一组定子组的两个定子2产生相反方向的行波磁场时，即分别处于工作方式一和工作方式二时，驱动电机实现螺旋运动。