[发明专利]反扭矩驱动器及包含其的自稳小车

说明书

本发明公开了一种反扭矩驱动器及包含其的自稳小车，其中反扭矩驱动器的旋转装置沿第一方向转动并将电机轴输出的扭矩作用于流体上，电机在流体作用于其上的反扭矩作用下沿与第一方向相反的第二方向转动，并由电机的壳体输出反扭矩,反扭矩驱动器具有不堵转情况、启动力矩小，结构简单的优点,自稳小车利用反扭矩驱动器后，旋转装置有很大的陀螺力矩，自稳小车从而获得自稳性。

技术领域

本发明属于电机应用技术领域，具体地讲，涉及利用反扭矩原理进行驱动的驱动器及包含该驱动器的自稳小车。

背景技术

目前，旋转电机运用领域非常广泛，根据需求不同，使用形式也多种多样，对于高速电机来说，如果其运用到低速领域，如带动电动车轮，一般需要减速器来降低转速；如果其运用到高速领域，比如运用到无人机领域如带动螺旋桨，则只需直接输出扭矩。电机在使用过程中必须平衡电机自身受到的反扭矩，于是电机必须有转子和定子部分，需要给电机定子找一个支撑点，也因此会增加结构的复杂性。

在现有技术中，一般只关注于扭矩的输出，即将扭矩作为驱动扭矩，而反扭矩一直被认为是应该克服的或者消除的物理现象，例如，直升机飞行主要靠旋翼产生的拉力。当旋翼由发动机通过旋转轴带动旋转时，旋翼给空气以作用力矩(或称扭矩)，空气必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用力矩作用于旋翼(或称反扭矩)，从而再通过旋翼将这一反作用力矩传递到直升机机体上。如果不采取措施予以平衡，那么这个反作用力矩就会使直升机逆旋翼转动方向旋转，进而产生失稳状态。

旋转电机还应用于自稳电动小车时，其结构难以微型化。原因有二，其一现有的电机带动车轮必须安装减速器；其二对于自稳小车，必须加上复杂的控制系统来调控车身的平衡。

同时，电机在运行过程中堵转是应该尽量避免的，例如在小车遇到障碍无法前进时，电机运行过程中经常会遇到堵转的情况，然而在运行过程中是不可避免的。以中国实用新型专利CN204349719U内嵌式自平衡电机及使用内嵌式自平衡电机的电动独轮车为例，其就是利用外转子电机和加速控制系统制作独轮平衡小车，这类独轮平衡小车具有前述所说的电机驱动系统的共性缺陷。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明通过利用电机的反扭矩来实现反扭矩驱动，在运动过程中不会出现堵转，在应用于自稳小车中时，结构能够大大简化，只需四个基础部件就能实现独轮自稳小车的快速稳定行进。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种反扭矩驱动器，包括：

电机，所述电机具有壳体和输出扭矩的电机轴；

旋转装置，所述旋转装置固定安装于电机轴上；

供电装置，所述供电装置为电机供电；

其中，旋转装置沿第一方向转动并将电机轴输出的扭矩作用于流体上，电机在流体作用于其上的反扭矩作用下沿与第一方向相反的第二方向转动，并由电机的壳体输出反扭矩。

优选的是，所述旋转装置还包括：

旋转盘，其具有能够作用于流体的齿形结构、浆片结构或叶片结构。

优选的是，所述旋转装置还包括：

旋转盘在周向上具有中心对称性，均匀布置有齿形结构、浆片结构或叶片结构。

优选的是，还包括：

旋转装置与供电装置分别位于电机的两端。

优选的是，流体具体为空气或者液体介质。

本发明还提供一种自稳小车，其包括前述的反扭矩驱动器，包括：车轮，所述车轮固于在电机的壳体上，并被电机壳体提供的反扭矩驱动。