[发明专利]定子永磁型绕组混合励磁两自由度电机

说明书

本发明涉及两自由度电机技术，用于解决两自由度电机无法实现锁轴以及维持单一运动状态时抗干扰能力差的问题，具体为定子永磁型绕组混合励磁两自由度电机；本发明中在使用混合励磁两自由度电机时，可以根据所需要的运动状态，控制旋转锁轴机构与直线锁轴机构的启闭，来对电机中心轴的某一方向上的运动进行锁定，避免电机以及电机输出轴在运行时受到惯性、摩擦等影响发生意外运动，提高了电机运行稳定性与准确性，同时锁轴机构中的卡块均是通过电磁铁进行控制，卡块响应速度块，保证了混合励磁两自由度电机的运动状态切换速度，使得混合励磁两自由度电机能够具有更灵活的使用场景。

技术领域

本发明涉及两自由度电机技术，具体为定子永磁型绕组混合励磁两自由度电机。

背景技术

在现实生活中两自由度运动装置随处可见，例如，螺旋钻床、螺旋压缩机等装置，都需要驱动轴做两自由度运动，现有两自由度运动装置主要采用多台电机配合的方式，这种方式存在控制方法复杂、机械传动装置价格昂贵、机械磨损严重等缺点，目前，两自由度电机主要分为感应型、开关磁阻型和永磁型，与感应型和开关磁阻型两自由度电机相比，永磁型两自由度电机具有功率密度高的优点，引起了众多学者的研究；

两自由度电机在使用过程中往往都是适用于复杂的运动控制装置上，而现有的两自由度电机为了保持电机主轴的灵活性，往往没有高强度的自锁功能，从而使得两自由度电机在处于某一个运动方向时，无法保证主轴在另一方向不发生运动，也就无法实现对运动的精确控制，限制了两自由度电机的使用范围，降低了使用效果，同时若在主轴外部增加其他锁轴机构，又增加了装置体积，与两自由度运动装置的初衷相悖，不利于使用；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明在使用混合励磁两自由度电机时，可以根据所需要的运动状态，控制旋转锁轴机构与直线锁轴机构的启闭，来对电机中心轴的某一方向上的运动进行锁定，避免电机以及电机输出轴在运行时受到惯性、摩擦等影响发生意外运动，提高了电机运行稳定性与准确性，同时锁轴机构中的卡块均是通过电磁铁进行控制，卡块响应速度块，保证了混合励磁两自由度电机的运动状态切换速度，使得混合励磁两自由度电机能够具有更灵活的使用场景，解决了两自由度电机无法实现锁轴以及维持单一运动状态时抗干扰能力差的问题，而提出定子永磁型绕组混合励磁两自由度电机。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

定子永磁型绕组混合励磁两自由度电机，包括外壳，所述外壳内部固定连接有旋转定子铁芯，所述外壳中心处固定连接有直线定子铁芯，所述直线定子铁芯外壁开设有多组凹槽，所述直线定子铁芯与旋转定子铁芯之间活动设置有中心轴，所述中心轴一端贯穿外壳前端，所述外壳前端设置有旋转锁轴机构；

所述旋转锁轴机构包括有旋转锁轴壳、旋转电磁铁、旋转磁体、旋转卡块和旋转弹簧，所述旋转锁轴壳一端固定连接在外壳内部，所述旋转锁轴壳内部靠近外壳的一端固定安装有旋转电磁铁，所述旋转电磁铁外壁设置有绝缘层，所述旋转锁轴壳顶端滑动连接有旋转卡块，所述旋转卡块底部固定连接有旋转磁体，所述旋转磁体与旋转电磁铁之间设置有旋转弹簧，所述旋转弹簧两端分别连接在旋转磁体下表面与旋转电磁铁上表面，所述中心轴外壁开设有滑槽，所述旋转锁轴机构在外壳内部呈环形分布，所述滑槽与旋转锁轴机构一一对应。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外壳尾端设置有直线锁轴机构，所述直线锁轴机构包括有直线弹簧、直线电磁铁、直线卡块、直线磁铁和直线锁轴壳，所述直线锁轴壳底部固定连接在外壳内壁，所述直线电磁铁固定连接在直线锁轴壳内部，所述直线锁轴壳前端滑动连接有直线卡块，所述直线卡块底端固定连接有直线磁铁，所述直线弹簧两端连接在直线电磁铁与直线磁铁之间，所述中心轴靠近直线锁轴机构的一端固定连接有连接轴，所述连接轴中部开设有凹槽，所述直线卡块滑动连接在凹槽内部。