專利名稱：一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及科學(xué)研究或教學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，該裝置可為欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供所需的力矩，廣泛地應(yīng)用于獨(dú)輪機(jī)器人側(cè)向姿態(tài)調(diào)整、獨(dú)輪機(jī)器人轉(zhuǎn)向、衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整、航天器姿態(tài)調(diào)整、導(dǎo)彈姿態(tài)調(diào)整、直升飛機(jī)或蝶形飛行器主螺旋槳反扭矩克服等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于缺少直接作用的力或力矩，給系統(tǒng)控制帶來很大難度，例如獨(dú)輪機(jī)器人，由于只有一個(gè)輪子和地面接觸，且普通輪子只可以前后移動(dòng)，所以不能提供側(cè)向力矩，另外獨(dú)輪機(jī)器人轉(zhuǎn)向也需要力矩；衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈等為了指向預(yù)定的方向都需要力矩驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)中航天器和導(dǎo)彈一般通過向外噴出氣體實(shí)現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整，衛(wèi)星采用慣性飛輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生反作用輪和磁力矩器或液體回路實(shí)現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整，直升飛機(jī)或蝶形飛行器主螺旋 槳的反旋轉(zhuǎn)力矩克服使用與主槳正交的旋轉(zhuǎn)尾槳實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)《獨(dú)輪自平衡機(jī)器人建模與控制研究》和《獨(dú)輪機(jī)器人姿態(tài)控制研究》公開了一種利用慣性飛輪控制獨(dú)輪機(jī)器人側(cè)平衡的方案，文獻(xiàn)《六自由度獨(dú)輪機(jī)器人本體研制及動(dòng)力學(xué)控制方法研究》公開了利用慣性飛輪控制獨(dú)輪機(jī)器人轉(zhuǎn)向的方案，慣性飛輪提供反轉(zhuǎn)力矩的方式也廣泛的應(yīng)用于衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整上，但是經(jīng)論證利用慣性飛輪提供反扭矩控制姿態(tài)仍然控制起來難度大，這是因?yàn)閼T性飛輪旋轉(zhuǎn)提供的反扭矩大小與飛輪的旋轉(zhuǎn)加速度成正比，而電機(jī)是一速度伺服系統(tǒng)故對(duì)加速度的跟蹤不易實(shí)現(xiàn)，當(dāng)飛輪勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)就沒有反扭矩產(chǎn)生了，而且由于電機(jī)轉(zhuǎn)速限制提供的反扭矩大小亦有限。發(fā)明專利號(hào)為200510111490. 3的主動(dòng)磁控為主的微小衛(wèi)星姿態(tài)控制方法及系統(tǒng)采用以磁力矩器主動(dòng)磁控為主，結(jié)合重力梯度桿與動(dòng)量輪偏置穩(wěn)定的控制系統(tǒng)作為衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定平臺(tái)，利用地磁場(chǎng)和衛(wèi)星上的線圈電流相互作用提供轉(zhuǎn)矩調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)；這與本專利的公開的利用永磁鐵和電樞繞組在磁場(chǎng)中相互作用產(chǎn)生反力矩有顯著區(qū)別。發(fā)明專利號(hào)為200910152010. 6的專利利用液體在管道中流動(dòng)產(chǎn)生的角動(dòng)量使得衛(wèi)星姿態(tài)發(fā)生改變與本專利公開的利用電磁效應(yīng)調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)方案亦有顯著區(qū)別。對(duì)于航天器來說其攜帶的可供噴出的氣體畢竟有限，而本發(fā)明公開的利用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能方案可以應(yīng)用太陽(yáng)能可以說是取之不盡用之不竭。此外本發(fā)明還可為導(dǎo)彈姿態(tài)調(diào)整和直升飛機(jī)反扭矩克服提供新的解決方案。申請(qǐng)?zhí)柗謩e為200720037988. 4和200820120359. 2，名稱為電磁力矩實(shí)驗(yàn)儀的實(shí)用新型專利，利用生活中常見的物品制作實(shí)驗(yàn)器材來完成電磁電動(dòng)的產(chǎn)生原理、渦電流做功原理、渦電流的產(chǎn)生作用、渦電流在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生力矩實(shí)驗(yàn)；公開號(hào)為CN102529574A名稱為移動(dòng)式醫(yī)療設(shè)備電磁力矩平衡摩擦腳輪的發(fā)明專利公開了一種利用安裝電磁力矩平衡電機(jī)的移動(dòng)式醫(yī)療設(shè)備腳輪，該專利利用腳輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電磁力矩平衡腳輪的摩擦力矩以減小人員的推力。以上專利與本發(fā)明的提出的方案均是基于麥克斯韋方程揭示的電磁感應(yīng)原理而提出的，但是以上專利在技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)方案和產(chǎn)生的有益效果方面均有顯著區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
為了給欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供所需力矩，而且該力矩與速度成正比，方便利用電機(jī)進(jìn)行控制，本發(fā)明提出一種利用電磁效應(yīng)產(chǎn)生反力矩的裝置，可廣泛應(yīng)用于獨(dú)輪機(jī)器人、衛(wèi)星、航天飛機(jī)和導(dǎo)彈的姿態(tài)調(diào)整，亦可應(yīng)用于直升飛機(jī)或蝶形飛行器反扭矩克服?！N基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置,本發(fā)明特征在于,包括外殼I、磁鐵組2、電樞繞組3、前軸承4、后軸承5、前端蓋6、后端蓋7、電機(jī)8、電機(jī)支架9,負(fù)載11,其中外殼1，下部呈長(zhǎng)方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少包括獨(dú)輪機(jī)器人、直升飛機(jī)、蝶形飛行器、衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈中任何一個(gè)待驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，磁鐵組2，至少由四塊永久磁鐵組成，所述的四塊永久磁鐵對(duì)稱固定分布于所述的外殼I內(nèi)側(cè)，且固定連接，以形成恒定磁場(chǎng)，
電樞繞組3，同軸插入所述的外殼I內(nèi)且固定，所述的磁鐵組2與電樞繞組3之間有氣隙，所述的電樞繞組3并聯(lián)連接負(fù)載11，前軸承4，與所述的電樞繞組3同軸連接，嵌入所述的前端蓋6中心的軸承槽內(nèi)，所述的前端蓋6是扣壓在所述的外殼I前端口上面， 后軸承5，與所述的電樞繞組3同軸連接，嵌入所述的后端蓋7中心的軸承槽內(nèi)，所述的后端蓋6是扣壓在所述的外殼I后端口上面，電機(jī)8，與伸出所述前端蓋6的電樞繞組3的軸用弓形鍵同軸固定連接，電機(jī)支架9，由位于上部的圓環(huán)和下部的長(zhǎng)方條二者構(gòu)成，所述的電機(jī)支架9上部的圓環(huán)與所述的電機(jī)8同軸插入固定，所述的電機(jī)支架9下部長(zhǎng)方條與所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接。—種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置,其特征還在于所述的外殼I外周連接著一層電磁屏蔽材料。一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征還在于所述的磁鐵組2的永久磁鐵用主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組代替，以形成磁場(chǎng)?！N基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置,其特征在于,包括外殼I、磁鐵組2、電樞繞組3、后軸承5、后端蓋7、電機(jī)8、負(fù)載11，其中外殼1，下部呈長(zhǎng)方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少包括獨(dú)輪機(jī)器人、直升飛機(jī)、蝶形飛行器、衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈中任何一個(gè)待驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，磁鐵組2，至少由四塊永久磁鐵組成，所述的四塊永久磁鐵對(duì)稱固定分布于所述的外殼I內(nèi)側(cè)，且固定連接，以形成恒定磁場(chǎng)，電樞繞組3，同軸插入所述的外殼I內(nèi)且固定，所述的磁鐵組2與電樞繞組3之間有氣隙，所述的電樞繞組3并聯(lián)連接負(fù)載11，后軸承5，與所述的電樞繞組3同軸連接，嵌入所述的后端蓋7中心的軸承槽內(nèi)，所述的后端蓋6是扣壓在所述的外殼I后端口上面， 電機(jī)8，嵌入所述的外殼I的前端口內(nèi)，所述的電機(jī)8的軸與所述的電樞繞組3的軸用弓形鍵同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
本發(fā)明可以取得如下有益效果通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生正比于該轉(zhuǎn)速的電磁反力矩，該反力矩作用于欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)便地使欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)變?yōu)槿?qū)動(dòng)系統(tǒng)，大大降低了控制難度。


圖I 一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 —種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置等軸測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 —種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置左視圖；圖4 一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置第二種方案不意圖；圖5 —種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置受力分析
其中1、外殼,2、磁鐵組,3、電樞繞組,4、前軸承,5、后軸承,6、前端蓋，7、后端蓋，8、電機(jī)，9、電機(jī)支架,11、負(fù)載
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)于本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明米用如下技術(shù)方案，參照?qǐng)DI、圖2、圖3，一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，包括外殼I，磁鐵組2,電樞繞組3,前軸承4,后軸承5,前端蓋6,后端蓋7,電機(jī)8,電機(jī)支架9，負(fù)載11 ；外殼1，下部呈長(zhǎng)方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少包括獨(dú)輪機(jī)器人、直升飛機(jī)、蝶形飛行器、衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈中任何一個(gè)待驅(qū)動(dòng)的部件，磁鐵組2，至少由四塊永久磁鐵組成，所述的四塊永久磁鐵對(duì)稱固定分布于所述的外殼I內(nèi)側(cè)，且固定連接，以形成恒定磁場(chǎng)，電樞繞組3，同軸插入所述的外殼I內(nèi)且固定，所述的磁鐵組2與電樞繞組3之間有氣隙，所述的電樞繞組3并聯(lián)連接負(fù)載11，前軸承4，與所述的電樞繞組3同軸連接，嵌入所述的前端蓋6中心的軸承槽內(nèi)，所述的前端蓋6是扣壓在所述的外殼I前端口上面，后軸承5，與所述的電樞繞組3同軸連接，嵌入所述的后端蓋7中心的軸承槽內(nèi)，所述的后端蓋6是扣壓在所述的外殼I后端口上面，電機(jī)8，與伸出所述前端蓋6的電樞繞組3的軸用弓形鍵同軸固定連接，電機(jī)支架9，由位于上部d圓環(huán)和下部的長(zhǎng)方條二者構(gòu)成，所述的電機(jī)支架9上部的圓環(huán)與所述的電機(jī)8同軸插入固定，所述的電機(jī)支架9下部長(zhǎng)方條與所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接?！N基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置,其特征還在于所述的外殼I外周連接著一層電磁屏蔽材料。一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征還在于所述的磁鐵組2的永久磁鐵用主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組代替，以形成磁場(chǎng)。本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案如下，參照?qǐng)D4，一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括外殼I、磁鐵組2、電樞繞組3、后軸承5、后端蓋7、電機(jī)8、負(fù)載11，其中外殼1，下部呈長(zhǎng)方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少包括獨(dú)輪機(jī)器人、直升飛機(jī)、蝶形飛行器、衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈中任何一個(gè)待驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，磁鐵組2，至少由四塊永久磁鐵組成，所述的四塊永久磁鐵對(duì)稱固定分布于所述的外殼I內(nèi)側(cè)，且固定連接，以形成恒定磁場(chǎng)，電樞繞組3，同軸插入所述的外殼I內(nèi)且固定，所述的磁鐵組2與電樞繞組3之間有氣隙，所述的電樞繞組3并聯(lián)連接負(fù)載11，后軸承5，與所述的電樞繞組3同軸連接，嵌入所述的后端蓋7中心的軸承槽內(nèi)，所述的后端蓋6是扣壓在所述的外殼I后端口上面，
電機(jī)8，嵌入所述的外殼I的前端口內(nèi)，所述的電機(jī)8的軸與所述的電樞繞組3的軸用弓形鍵同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接?！N基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，負(fù)載11亦可為電源裝置，為電機(jī)8提供部分電力，節(jié)約能源。一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，電樞繞組3軸與電機(jī)8軸通過弓形鍵同軸連接，其中弓形鍵數(shù)目可以為多個(gè)，或者電樞繞組3與電機(jī)8連接的軸為方形恰好與電機(jī)8的軸吻合。一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，電樞繞組3在磁鐵組2每對(duì)磁極下的電流方向相反?！N基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，電機(jī)8驅(qū)動(dòng)電樞繞組3在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞繞組3切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)接通電阻等負(fù)載時(shí)在電樞繞組3中產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而電樞繞組3受到一個(gè)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)方向反向的電磁轉(zhuǎn)矩T effl,同時(shí)磁鐵組2受到一個(gè)與電樞繞組3等大反向的反電磁轉(zhuǎn)矩T ―，由于外殼與磁鐵組2固定連接所有該反電磁轉(zhuǎn)矩Tantiem傳遞到外殼上，進(jìn)而傳遞到欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，為其提供所需力矩。參照?qǐng)D5，當(dāng)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要提供逆時(shí)針方向力矩時(shí)，依據(jù)力矩大小與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比即T = k ]!反計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速,驅(qū)動(dòng)電機(jī)以所需的轉(zhuǎn)速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，電樞繞組切割磁感線，形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea,該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea正比于電樞繞組轉(zhuǎn)速n,由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)接通恒定負(fù)載R，故在電樞繞組中嘗試感應(yīng)電流Ia，在磁場(chǎng)中電樞繞組受到的順時(shí)針方向電磁轉(zhuǎn)矩T ，該電磁轉(zhuǎn)矩正比于感應(yīng)電流Ia，由于力的作用是相互的所有磁鐵組同時(shí)受到等大的逆時(shí)針方向的反電磁轉(zhuǎn)矩I—在該反電磁轉(zhuǎn)矩Tantiffli作用下本發(fā)明裝置將逆時(shí)針方向的力矩傳遞并作用于欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。同理當(dāng)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要提供順時(shí)針方向力矩時(shí)，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)受力分析同上，不再贅述。這樣欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)便的獲取的所需力矩并按照期望繞定點(diǎn)或定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，完成姿態(tài)調(diào)整任務(wù)。實(shí)施例1，獨(dú)輪機(jī)器人側(cè)平衡控制。將本發(fā)明裝置加載到獨(dú)輪機(jī)器人本體上，安裝時(shí)保持電樞繞組的轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的面與獨(dú)輪機(jī)器人前進(jìn)方向垂直，即電樞繞組的軸與獨(dú)輪機(jī)器人系統(tǒng)的橫滾軸roll平行。獨(dú)輪機(jī)器人在正常行走時(shí)整體要保持豎直狀態(tài)，即保持橫滾角為零度。如果不施加側(cè)向力矩，在重力作用下獨(dú)輪機(jī)器人受到一點(diǎn)干擾就會(huì)發(fā)生側(cè)倒，而且啟動(dòng)時(shí)亦不能從傾斜狀態(tài)自動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài)。設(shè)獨(dú)輪機(jī)器人的期望橫滾角為Oe，獨(dú)輪機(jī)器人通過姿態(tài)傳感器獲得的實(shí)時(shí)橫滾角為O，角度均以逆時(shí)針方向?yàn)檎?，下同。通過計(jì)算Oe-O值，首先控制器參照預(yù)設(shè)的線性或非線性PID算法或值模糊算法等根據(jù)輸入Oe-O的值計(jì)算出所需力矩，然后根據(jù)裝置具體參數(shù)計(jì)算出電樞繞組的轉(zhuǎn)速，最后根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的具體參數(shù)輸出電機(jī)的控制電壓U。實(shí)施例2，獨(dú)輪機(jī)器人轉(zhuǎn)向控制。將本發(fā)明裝置加載到獨(dú)輪機(jī)器人本體上，安裝時(shí)保持電樞繞組的轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的面與獨(dú)輪機(jī)器人前進(jìn)方向平行，即電樞繞組的軸與獨(dú)輪機(jī)器人系統(tǒng)的偏航軸yaw平行。對(duì)偏航力矩的控制方案同獨(dú)輪機(jī)器人側(cè)平衡控制類似，不再贅述。實(shí)施例3，衛(wèi)星、航天飛機(jī)、導(dǎo)彈姿態(tài)控制。將三個(gè)本發(fā)明裝置正交地固定安裝在衛(wèi)星、航天飛機(jī)或?qū)椛?，?dāng)檢測(cè)到上述物體需要做出姿態(tài)調(diào)整時(shí)，首先根據(jù)控制算法計(jì)算出要繞哪些軸轉(zhuǎn)動(dòng)，然后依次驅(qū)動(dòng)該軸方向上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以提高所需的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，完成姿態(tài)調(diào)整。在控制時(shí)效性很高情況下，在裝置配置足夠高時(shí)，可以三個(gè)軸的力矩同時(shí)提供，一步到位完成姿態(tài)調(diào)整。 實(shí)施例4，直升飛機(jī)或蝶形飛行器反扭矩克服。將本發(fā)明裝置加載到直升飛機(jī)或蝶形飛行器機(jī)身上，安裝時(shí)保持電樞繞組的轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的面與直升飛機(jī)或蝶形飛行器主螺旋槳旋轉(zhuǎn)軸平行。從上面俯看直升飛機(jī)或蝶形飛行器，當(dāng)直升飛機(jī)或蝶形飛行器主螺旋槳逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于角動(dòng)量守恒所以機(jī)身會(huì)受到一個(gè)順時(shí)針方向的力矩，為克服這一力矩驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)以提供逆時(shí)針方向反力矩，這樣就可以使得兩個(gè)力矩相互抵消，直升飛機(jī)或蝶形飛行器就不會(huì)發(fā)生自旋現(xiàn)象了。最后要說明的是以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此盡管本說明書參照上述實(shí)施例已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括外殼(I)、磁鐵組(2)、電樞繞組(3)、前軸承(4)、后軸承(5)、前端蓋(6)、后端蓋(7)、電機(jī)(8)、電機(jī)支架(9),負(fù)載(11)，其中 外殼(1)，下部呈長(zhǎng)方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少包括獨(dú)輪機(jī)器人、直升飛機(jī)、蝶形飛行器、衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈中任何一個(gè)待驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)， 磁鐵組(2)，至少由四塊永久磁鐵組成，所述的四塊永久磁鐵對(duì)稱固定分布于所述的外殼(I)內(nèi)側(cè)，且固定連接，以形成恒定磁場(chǎng)， 電樞繞組(3)，同軸插入所述的外殼(I)內(nèi)且固定，所述的磁鐵組(2)與電樞繞組(3)之間有氣隙，所述的電樞繞組(3)并聯(lián)連接負(fù)載(11)， 前軸承(4)，與所述的電樞繞組(3)同軸連接，嵌入所述的前端蓋(6)中心的軸承槽內(nèi)，所述的前端蓋(6)是扣壓在所述的外殼(I)前端口上面， 后軸承(5)，與所述的電樞繞組(3)同軸連接，嵌入所述的后端蓋(7)中心的軸承槽內(nèi)，所述的后端蓋(6)是扣壓在所述的外殼(I)后端口上面， 電機(jī)(8)，與伸出所述前端蓋(6)的電樞繞組(3)的軸用弓形鍵同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 電機(jī)支架(9)，由位于上部的圓環(huán)和下部的長(zhǎng)方條二者構(gòu)成，所述的電機(jī)支架(9)上部的圓環(huán)與所述的電機(jī)(8)同軸插入固定，所述的電機(jī)支架(9)下部長(zhǎng)方條與所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)固定部件固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征在于所述的外殼(I)外周連接著一層電磁屏蔽材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征在于所述的磁鐵組(2)的永久磁鐵用主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組代替，以形成磁場(chǎng)。
4.一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括外殼(I)、磁鐵組(2)、電樞繞組(3)、后軸承(5)、后端蓋(7)、電機(jī)(8)、負(fù)載(11)，其中 外殼(1)，下部呈長(zhǎng)方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個(gè)欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少包括獨(dú)輪機(jī)器人、直升飛機(jī)、蝶形飛行器、衛(wèi)星、航天器、導(dǎo)彈中任何一個(gè)待驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)， 磁鐵組(2)，至少由四塊永久磁鐵組成，所述的四塊永久磁鐵對(duì)稱固定分布于所述的外殼(I)內(nèi)側(cè)，且固定連接，以形成恒定磁場(chǎng)， 電樞繞組(3)，同軸插入所述的外殼(I)內(nèi)且固定，所述的磁鐵組(2)與電樞繞組(3)之間有氣隙，所述的電樞繞組(3)并聯(lián)連接負(fù)載(11)， 后軸承(5)，與所述的電樞繞組(3)同軸連接，嵌入所述的后端蓋(7)中心的軸承槽內(nèi)，所述的后端蓋(6)是扣壓在所述的外殼(I)后端口上面， 電機(jī)(8)，嵌入所述的外殼(I)的前端口內(nèi)，所述的電機(jī)(8)的軸與所述的電樞繞組(3)的軸用弓形鍵同軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
全文摘要
一種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，屬于電磁力矩式力矩發(fā)生器，其特征在于，包括外殼、磁鐵組、電樞繞組、后軸承、后端蓋、電機(jī)、負(fù)載。本發(fā)明利用電磁感應(yīng)原理，使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)電樞繞組在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)方向反向的電磁轉(zhuǎn)矩，同時(shí)磁鐵組受到一個(gè)與電樞繞組等大反向的反電磁轉(zhuǎn)矩并傳遞到欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，為其提供所需力矩。特別地本裝置提供的力矩與速度項(xiàng)成正比，顯著降低了控制難度。本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，結(jié)構(gòu)清晰明了，可以應(yīng)用于獨(dú)輪機(jī)器人、衛(wèi)星、航天飛機(jī)和導(dǎo)彈的姿態(tài)調(diào)整，亦可應(yīng)用于直升飛機(jī)或蝶形飛行器反扭矩克服等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02K51/00GK102832782SQ20121027245
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者阮曉鋼, 朱曉慶, 孫榮毅, 魏若巖, 于乃功, 龔道雄, 左國(guó)玉, 馬圣策, 林佳, 張曉平 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)