[发明专利]多自由度运动电机

说明书

本发明提供了多自由度运动电机，涉及多自由度电机技术领域。包括可做自转和偏转运动的多自由度运动电机，包括外壳、定子、可做自转和偏转运动的转子，转子上设有输出轴；定子固定在升降台上，升降台与伸缩机构相连，伸缩机构与外壳固定连接；通过不同的通电策略能使电机进行自转、偏转和上下伸缩运动。本发明主要是解决现有多自由度电机无法完成某些特定运动及带入机械传动齿轮机构摩擦损耗大、难以维护、效率低等问题。通过对多自由度电机下方固定电磁驱动的升降机构来帮助多自由度电机提升伸缩运动的自由度，具有损耗小、驱动便利可控、响应快、精度高、用途广泛等优点。

技术领域

本发明涉及多自由度电动机技术领域。

背景技术

随着经济水平的提升与科学技术的进步，对于电机运动精度的要求越来越高，某些高新技术领域要求电机完成更精确更多的自由度运动，但是传统多自由度电机大多都是通过传动机构实现多自由度运动，这类电机不仅不易维护而且体积较大，很难在某些需要精细的运动上有所作为，因此在许多高新领域迫切需要为电机提供更多的自由度来帮助电机完成所需的运动。

对于某些需要电机完成四自由度运动的领域，三自由度电机将无法继续完成所需运动，但三自由度电机又有着控制简单、体积小的优点，直接放弃显得非常可惜，若急需一种能为三自由度电机添加更多自由度的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供多自由度运动电机，主要是解决现有多自由度电机无法完成某些特定运动以及带入机械传动齿轮机构摩擦损耗大、难以维护、效率低和不能实现机械仿生眼视觉仿生等问题。本发明通过对多自由度电机下端添加驱动伸缩机构以升降台为传动媒介为电机提供更多的自由度运动；该伸缩运动单独驱动，方便可控；有利于降低成本，简化传动机构，最大程度提升电机的效率；本发明具有能提供更多的自由度运动、结构简单紧凑、体积小、损耗低、效率高、精度高、响应快、简单易控、使用方便和用途广泛等优点。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：多自由度运动电机，其特征在于，包括可做自转和偏转运动的多自由度运动电机，所述多自由度运动电机包括外壳、定子、可做自转和偏转运动的转子，转子上设有输出轴；定子固定在升降台上，升降台与伸缩机构相连，伸缩机构与外壳固定连接；所述的伸缩机构设有缓冲机构或导向机构；通过不同的通电策略能使电机进行自转、偏转和上下伸缩运动。

优选的，所述的多自由度运动电机包括永磁式和/或压电陶瓷式多自由度运动电机。

优选的，所述的伸缩机构为电磁直接驱动式升降机构。使该伸缩运动的控制变得更简单便捷精确。

优选的，所述的电磁直接驱动式升降机构，包括：升降台与外壳底部端盖之间通过压缩弹簧相固定，压缩弹簧中上端设有固定在升降台底部的永磁体，压缩弹簧中下端设有固定在外壳底部端盖上的伸缩线圈轭及其电磁伸缩驱动线圈；电磁伸缩驱动线圈控制伸缩永磁体和压缩弹簧，利用压缩弹簧的弹性可以使升降台完成伸缩运动。电磁驱动升降机构为一个或若干个。

优选的，所述电磁驱动伸缩机构为5个，其中1个在中心，其余4个呈圆形分布在升降台与底座之间。

优选的，所述的电磁伸缩驱动线圈为采用平行充磁的充磁方式充磁的。

所述电磁直接驱动式升降机构也可包括直线电机式伸缩机构。所述直线电机最佳为圆筒形直线电机，直线电机电机底架与底座连接，直线电机输出端即直轴与升降台连接，当直线电机运动时，会带动升降台进行伸缩运动。

所述的伸缩机构也可为其他结构。

优选的，所述的永磁式多自由度运动电机，包括外壳、定子、转子；转子包括下部的固定轴，固定轴的上端设有自调心式球轴承，固定轴顶部与自调心式球轴承(7)的内环固定连接，固定轴顶部通过油膜与上方的输出轴底端连接；自调心式球轴承的外环通过连接件与输出轴固定连接；自调心式球轴承的外环还固定有转子架，转子架周围有若干个永磁轭部，永磁轭部之间设有转子永磁体，转子转动部分外轮廓为球形；