[发明专利]液控可变多自由度驱动球形感应电机

说明书

本发明公开了一种液控可变多自由度驱动球形感应电机，其包括设置在球形转子上下两端的环形固定框架、设置在上下两个所述环形固定框架之间的定子固定支架以及固定在所述定子固定支架上的驱动单元；所述定子固定支架的两端分别与所述环形固定框架滑动连接，使定子固定支架的两端均可沿所述环形固定框架滑动以带动定子偏转。该电机可实现空间内多自由度旋转运动，可经球形转子上下表面直接输出转矩，同时可调控转矩大小；并且，其结构简单，输出性能良好、集肤效应小；此外，其应用广泛，可应用于球形摄像头、混合动力汽车复合驱动系统等。

技术领域

本发明涉及一种液控可变多自由度驱动球形感应电机。

背景技术

随着机器人技术、传感器检测技术、自动控制技术等高新技术的飞速发展，电机也在不断的需求中获得了极大的进步和发展。比较成熟的电动机与执行装置相连接都采用机械连接，比如法兰连接、联轴器连接、键连接等，这种电动机只有单个自由度，只能对外输出转矩，在需要两自由度甚至多自由度的场合，往往需要多个电机提供动力支持，而这种方式会造成系统体积庞大、动作协调性低、制造安装困难、效率低、响应速度慢、动态性能差、检查维护不便等缺点。同时，传统旋转电机定子360°全覆盖于转子，转子无法进行直接输出，一般通过轴传输转矩，对转矩多自由度的输出起到了一定的限制，比如将其作为驱动部件(如车用轮毂电机)只能提供车轮单自由度的旋转，其转向还要由转向机构实现，增大了机构的复杂程度。

此外，在探测领域，摄像头是一个极为基础的探测元件，在深海探测中尤为突出，摄像头需要精准、及时的拍摄海洋中的生物，而现在最先进的3D摄像头技术往往需要不同视角的拍摄，单一平面的镜头不能满足其拍摄的要求，而需要集成多个摄像头进行追踪，结构复杂，控制困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种液控可变多自由度驱动球形感应电机，以解决现有旋转电机转子无法进行直接输出，对转矩多自由度的输出起到了一定的限制的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液控可变多自由度驱动球形感应电机，包括设置在球形转子上下两端的环形固定框架、设置在上下两个所述环形固定框架之间的定子固定支架以及固定在所述定子固定支架上的驱动单元；所述定子固定支架的两端分别与所述环形固定框架滑动连接，使定子固定支架的两端均可沿所述环形固定框架滑动以带动定子偏转。

进一步地，所述环形固定框架包括间隔相连的U形段和弧形段，且所述U形段和弧形段分别向两个相反的方向凹陷。

进一步地，所述弧形段为空心结构，其内部设有与其弧度相配合的弧形液压活塞缸杆，所述定子固定支架的两端分别通过一固定件固定在上下相对的两个所述弧形液压活塞缸杆上。

进一步地，所述U形段为空心结构，且所述U形段上分别设有第一液压油进出接口和第二液压油进出接口。

进一步地，所述环形固定框架与所述球形转子接触的一侧上设有若干万向牛眼球轴承，使球形转子与定子之间形成气隙。

进一步地，所述U形段的开口端之间设有加强筋。

进一步地，所述定子固定支架的数量为三个，且三个所述定子固定支架绕着所述球形转子呈圆周均匀分布。

进一步地，每个所述环形固定框架分别安装有六个万向牛眼球轴承，六个所述万向牛眼球轴承两两相隔60°呈圆周分布。

进一步地，所述驱动单元包括固定在所述定子固定支架上的定子以及设置在所述定子上的若干线圈。

进一步地，该电机还包括液控单元，所述液控单元包括分别与所述第一液压油进出接口和第二液压油进出接口连接三位四通电磁阀，所述三位四通电磁阀的T口与第一油箱连通，所述三位四通电磁阀的P口与第二油箱连通，且所述三位四通电磁阀的P口与所述第二油箱之间设有液压泵；所述液压泵与所述三位四通电磁阀之间设有溢流阀。