一种永磁球形电机转子支撑结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109617281A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201910038507.9(22)申请日2019.01.16(71)申请人安徽大学地址230601安徽省合肥市经济技术开发区九龙路111号(72)发明人李国丽文彦王群京过希文付冠东(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人杨学明顾炜(51)Int.Cl.H02K1/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种永磁球形电机转子支撑结构(57)摘要本发明公开了一种永磁球形电机转子支撑结构，该支撑结构包括底面支撑柱，侧面支撑柱组，赤道面支撑柱组，定子下壳体；所述赤道面支撑柱组包括5个相同的赤道面支撑柱，安装在定子下壳体赤道面的指定位置；所述侧面支撑柱组包括5个相同的侧面支撑柱，安装在定子下壳体侧面的指定位置；所述底面支撑柱结构与侧面支撑柱相同，安装在定子下壳体底面中心点；所述定子下壳体在指定安装支撑柱的位置留有安装孔。本发明中赤道面支撑柱可以防止转子高速运动产生侧歪，同时赤道面支撑柱头部采用带弹簧的球头柱塞，抑制转子运动时产生的抖动，并减小支撑柱与转子体的接触面积，进而减小摩擦力；一个或多个支撑柱结构损坏后仍能支撑转子正常工作，可靠性高。CN109617281ACN109617281A权利要求书1/1页1.一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：该支撑结构包括底面支撑柱，侧面支撑柱组，赤道面支撑柱组，定子下壳体；所述赤道面支撑柱组包括5个相同的赤道面支撑柱，安装在定子下壳体赤道面的指定位置；所述侧面支撑柱组包括5个相同的侧面支撑柱，安装在定子下壳体侧面的指定位置；所述底面支撑柱结构与侧面支撑柱相同，安装在定子下壳体底面中心点；所述定子下壳体在指定安装支撑柱的位置留有安装孔。2.根据权利要求1所述的一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：所述赤道面支撑柱由长转子顶杆和带弹簧的球头柱塞组成，球头柱塞通过粘合剂嵌入长转子顶杆的头部；所述长转子顶杆中间部分为带有外螺纹的圆柱体，用于和定子下壳体通过螺纹联结；所述长转子顶杆尾部为方形杆。3.根据权利要求1或2所述的一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：所述侧面支撑柱由短转子顶杆和带杆万向球组成；所述短转子顶杆头部有螺纹安装孔，带杆万向球和短转子顶杆通过螺纹联结；所述短转子顶杆中部部为带有外螺纹的圆柱体，用于和定子下壳体通过螺纹联结，并通过垫片和螺栓锁紧；所述长转子顶杆尾部为方形杆。4.根据权利要求1所述的一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：所述定子下壳体与转子球同心安装。5.根据权利要求1或4所述的一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：所述定子下壳体的赤道面圆周上均匀设有与赤道面支撑柱配合的螺纹安装孔，每个螺纹安装孔间隔角度为72度。6.根据权利要求1所述的一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：所述定子下壳体上，与赤道面平行的截面圆周上均匀设有与侧面支撑柱配合的螺纹安装孔，每个螺纹安装孔间隔角度为72度；所述截面圆周上任意一点与球心的连线与转子球中心轴夹角为35度。7.根据权利要求1所述的一种永磁球形电机转子支撑结构，其特征在于：所述定子下壳体底面与转子球中心轴交点处设有与底面支撑柱配合的螺纹安装孔。2CN109617281A说明书1/3页一种永磁球形电机转子支撑结构技术领域[0001]本发明涉及球形电机的技术领域，具体涉及一种永磁球形电机转子支撑结构。背景技术[0002]随着工业制造业的快速发展以及人力成本的急剧上升，机器人、机械臂、全景摄像头等可以在多维空间内实现高精密伺服运动装置得到了广泛需要和应用。为了实现多自由度运动通常采用多台单自由度电机结合机械传动机构相互配合，导致系统体积和重量增加、机械可靠性降低、动态性能较差。因此，国内外的研究学者提出了一种可实现多自由度运动的球形电机，其中永磁球形电机以其结构简单、体积小、重量轻等优点受到较多关注。[0003]永磁球形电机转子多为球形结构，定子为球壳结构。永磁体和通电绕组按照一定规律分布在转子球体和定子球壳上。转子球体和定子球壳之间需要保持一定距离，并且转子体必须能够在定子球壳里自由运动，这为转子体的支撑结构设计带来了难度。例如：1.在定子球壳底端中心位置安装一个万向球；2.在定子球壳底端侧安装组成圆环形的若干万向球或圆凸面支撑柱；3.转子体设计为半球状，并掏空内部。定子球壳底端安装支撑柱，支撑柱顶端通过万向节与转子体联结。存在的缺陷在于：1.只在定子球壳底端中心位置安装一个万向球的结构稳定性差，当转子运动时非常容易造成转子体的侧歪，与定子球壳相撞。不仅影响转子体正常运动，还会造成电机损坏；2.在定子球壳底端侧安装组