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专利号: 2022115643130
申请人: 湖南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,包括定子机构和动子机构,其特征在于:所述定子机构包括两个侧边线圈(1)、两个侧边铁芯(11)、一个中部线圈(5)、一个中部铁芯(4)和两个连接铁轭(12),所述侧边线圈(1)绕设在侧边铁芯(11)上,两个所述连接铁轭(12)和两个所述侧边铁芯(11)围成一个环形结构,所述连接铁轭(12)与侧边铁芯(11)交错设置,所述中部铁芯(4)连接在两个所述连接铁轭(12)之间,所述中部线圈(5)绕设在中部铁芯(4)上;所述动子机构包括两块侧边永磁体(6)、一块中部永磁体(10)和一个动子支架(7),所述动子支架(7)活动安装在定子机构的上端,两块所述侧边永磁体(6)安装在动子支架(7)的两端,所述中部永磁体(10)安装在动子支架(7)的中部。

2.根据权利要求1所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:两个所述连接铁轭(12)的侧部均连接有滑轨支架(2),两个所述滑轨支架(2)上连接有直线滑轨(3),所述动子支架(7)可沿着直线滑轨(3)滑动。

3.根据权利要求2所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:所述直线滑轨(3)的下端安装有直线滑块(9),所述动子支架(7)通过转动轴承(8)转动安装在直线滑块(9)的下端。

4.根据权利要求3所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:所述转动轴承(8)嵌设在直线滑块(9)上,所述转动轴承(8)的内圈插接有运动输出终端(13),所述运动输出终端(13)的端部连接在动子支架(7)上。

5.根据权利要求1所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:两块所述侧边永磁体(6)的尺寸相同,两个所述侧边线圈(1)的匝数和结构尺寸均相同。

6.根据权利要求1所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:在定子机构和动子机构的配合下,可实现直线运动、旋转运动以及直线旋转运动三种运动方式。

7.根据权利要求6所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:直线运动时,所述中部线圈(5)通直流电,根据洛伦兹力原理F=BIL,由于力的作用是相互的,中部永磁体(10)受到持续的作用力,以生成直线运动;

两个所述侧边线圈(1)可根据实际需求确认通电方向或是否通电,若两个侧边永磁体(6)充磁方向相同,两个侧边线圈(1)通入相同方向直流电机,则两个侧边永磁体(6)受到相同方向电磁力进而生成直线运动;若两个侧边永磁体(6)充磁方向相反,两个侧边线圈(1)通入相反方向直流电机,则两个侧边永磁体(6)受到相同方向电磁力进而生成直线运动;若实际工况对直线推力要求不高,两个侧边线圈(1)可不通电,由中部线圈(5)和中部永磁体(10)提供直线推力。

8.根据权利要求6所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:旋转运动时,若需生成单独的旋转运动,中部线圈(5)不通电,两个侧边线圈(1)可根据实际需求选择通电方向,若两个侧边永磁体(6)充磁方向相同,两个侧边线圈(1)通入相反方向直流电机,则两个侧边永磁体(6)受到相反方向电磁力进而生成有效的旋转转矩,以产生旋转运动;若两个侧边永磁体(6)充磁方向相反,两个侧边线圈(1)通入相同方向直流电机,则两个侧边永磁体(6)受到相反方向电磁力进而生成有效的旋转转矩。

9.根据权利要求6所述的一种直线运动轴线与旋转运动轴线垂直的直线旋转永磁电机,其特征在于:直线旋转运动时,中部线圈(5)通直流电,根据洛伦兹力原理F=BIL,由于力的作用是相互的,中部永磁体(10)受到持续的作用力,以生成直线运动;

如两个侧边永磁体(6)充磁方向相同,两个侧边线圈(1)通入相反方向直流电机,则两个侧边永磁体受到相反方向电磁力进而生成有效的旋转转矩,以产生旋转运动;若两个侧边永磁体(6)充磁方向相反,两个侧边线圈(1)通入相同方向直流电机,则两个侧边永磁体(6)受到相反方向电磁力进而生成有效的旋转转矩,以产生旋转运动。