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，由于只有一個輪子和地面接觸，且普通輪子只可以前后移動，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，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)故對加速度的跟蹤不易實(shí)現(xiàn)，當(dāng)飛輪勻速旋轉(zhuǎn)時就沒有反扭矩產(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)明專利號為200510111490. 3的主動磁控為主的微小衛(wèi)星姿態(tài)控制方法及系統(tǒng)采用以磁力矩器主動磁控為主，結(jié)合重力梯度桿與動量輪偏置穩(wěn)定的控制系統(tǒng)作為衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定平臺，利用地磁場和衛(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中相互作用產(chǎn)生反力矩有顯著區(qū)別。發(fā)明專利號為200910152010. 6的專利利用液體在管道中流動產(chǎn)生的角動量使得衛(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?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、渦電流在磁場作用下產(chǎn)生力矩實(shí)驗(yàn)；公開號為CN102529574A名稱為移動式醫(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)的移動式醫(yī)療設(shè)備腳輪，該專利利用腳輪轉(zhuǎn)動時產(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，下部呈長方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個欠驅(qū)動系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動系統(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)彈中任何一個待驅(qū)動的系統(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，
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下部長方條與所述的欠驅(qū)動系統(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磁繞組代替，以形成磁場?！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，下部呈長方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個欠驅(qū)動系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動系統(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)彈中任何一個待驅(qū)動的系統(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，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)動系統(tǒng)，簡便地使欠驅(qū)動系統(tǒng)變?yōu)槿?qū)動系統(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，參照圖I、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，下部呈長方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個欠驅(qū)動系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動系統(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)彈中任何一個待驅(qū)動的部件，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，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下部長方條與所述的欠驅(qū)動系統(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磁繞組代替，以形成磁場。本發(fā)明采用的第二種技術(shù)方案如下，參照圖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，下部呈長方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個欠驅(qū)動系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動系統(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)彈中任何一個待驅(qū)動的系統(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，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)動連接。—種基于電磁效應(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，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每對磁極下的電流方向相反。—種基于電磁效應(yīng)的力矩產(chǎn)生裝置，電機(jī)8驅(qū)動電樞繞組3在磁場中轉(zhuǎn)動，電樞繞組3切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該感應(yīng)電動勢接通電阻等負(fù)載時在電樞繞組3中產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而電樞繞組3受到一個與電機(jī)驅(qū)動方向反向的電磁轉(zhuǎn)矩T effl,同時磁鐵組2受到一個與電樞繞組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)動系統(tǒng)上，為其提供所需力矩。參照圖5，當(dāng)欠驅(qū)動系統(tǒng)需要提供逆時針方向力矩時，依據(jù)力矩大小與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比即T = k ]!反計算出電機(jī)轉(zhuǎn)速,驅(qū)動電機(jī)以所需的轉(zhuǎn)速逆時針旋轉(zhuǎn)，電樞繞組切割磁感線，形成感應(yīng)電動勢Ea,該感應(yīng)電動勢Ea正比于電樞繞組轉(zhuǎn)速n,由于感應(yīng)電動勢接通恒定負(fù)載R，故在電樞繞組中嘗試感應(yīng)電流Ia，在磁場中電樞繞組受到的順時針方向電磁轉(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受到等大的逆時針方向的反電磁轉(zhuǎn)矩I—在該反電磁轉(zhuǎn)矩Tantiffli作用下本發(fā)明裝置將逆時針方向的力矩傳遞并作用于欠驅(qū)動系統(tǒng)。同理當(dāng)欠驅(qū)動系統(tǒng)需要提供順時針方向力矩時，電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動受力分析同上，不再贅述。這樣欠驅(qū)動系統(tǒng)簡便的獲取的所需力矩并按照期望繞定點(diǎn)或定軸轉(zhuǎn)動，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，安裝時保持電樞繞組的轉(zhuǎn)動所形成的面與獨(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)干擾就會發(fā)生側(cè)倒，而且啟動時亦不能從傾斜狀態(tài)自動達(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)時橫滾角為O，角度均以逆時針方向?yàn)檎?，下同。通過計算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的值計算出所需力矩，然后根據(jù)裝置具體參數(shù)計算出電樞繞組的轉(zhuǎn)速，最后根據(jù)驅(qū)動電機(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，安裝時保持電樞繞組的轉(zhuǎn)動所形成的面與獨(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)檢測到上述物體需要做出姿態(tài)調(diào)整時，首先根據(jù)控制算法計算出要繞哪些軸轉(zhuǎn)動，然后依次驅(qū)動該軸方向上的電機(jī)轉(zhuǎn)動以提高所需的轉(zhuǎn)動力矩，完成姿態(tài)調(diào)整。在控制時效性很高情況下，在裝置配置足夠高時，可以三個軸的力矩同時提供，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，安裝時保持電樞繞組的轉(zhuǎn)動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針方向轉(zhuǎn)動時，由于角動量守恒所以機(jī)身會受到一個順時針方向的力矩，為克服這一力矩驅(qū)動電機(jī)逆時針方向旋轉(zhuǎn)以提供逆時針方向反力矩，這樣就可以使得兩個力矩相互抵消，直升飛機(jī)或蝶形飛行器就不會發(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)，下部呈長方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個欠驅(qū)動系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動系統(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)彈中任何一個待驅(qū)動的系統(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， 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)動連接， 電機(jī)支架(9)，由位于上部的圓環(huán)和下部的長方條二者構(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)下部長方條與所述的欠驅(qū)動系統(tǒng)的一個固定部件固定連接。
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磁繞組代替，以形成磁場。
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)，下部呈長方形，與位于所述的力矩產(chǎn)生裝置外部的某個欠驅(qū)動系統(tǒng)固定連接，所述的欠驅(qū)動系統(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)彈中任何一個待驅(qū)動的系統(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， 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)動電樞繞組在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生一個與電機(jī)驅(qū)動方向反向的電磁轉(zhuǎn)矩，同時磁鐵組受到一個與電樞繞組等大反向的反電磁轉(zhuǎn)矩并傳遞到欠驅(qū)動系統(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)計簡單可靠，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H02K51/00GK102832782SQ20121027245
公開日2012年12月19日 申請日期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, 左國玉, 馬圣策, 林佳, 張曉平 申請人:北京工業(yè)大學(xué)