本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及虛擬橢圓電機(jī)。提供了一種虛擬橢圓電機(jī)和方法。支點(diǎn)承擔(dān)章動(dòng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷，并且擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)耦合到該支點(diǎn)且圍繞該支點(diǎn)章動(dòng)。擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外周環(huán)齒輪，固定齒輪嚙合外周環(huán)齒輪并向擺盤(pán)提供杠桿作用。旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)嚙合內(nèi)周環(huán)齒輪并響應(yīng)于擺盤(pán)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。定子包括電磁體并電磁吸引擺盤(pán)的第一側(cè)面，使得擺盤(pán)的第二側(cè)面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
虛擬橢圓電機(jī)
本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例總體涉及電機(jī)。更具體地，本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例涉及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
技術(shù)介紹
電機(jī)從電磁式電流生成機(jī)械力。交流(AC)電機(jī)(AC電機(jī)）主要包括固定的定子和 轉(zhuǎn)子。固定的定子主要包括電線線圈，電線線圈被供應(yīng)交流電流，該交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)。轉(zhuǎn)子被附連到輸出軸，輸出軸由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)給出轉(zhuǎn)矩。 -種類(lèi)型的電機(jī)是通過(guò)磁阻產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的磁阻電機(jī)。磁阻電機(jī)在鐵磁轉(zhuǎn)子上感應(yīng)非 永久性磁極。現(xiàn)有磁阻電機(jī)主要具有高轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)（ripple)，其中當(dāng)電機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，在一 個(gè)旋轉(zhuǎn)期間的最大與最小轉(zhuǎn)矩之間的差很大。 需要一種小型、低重量、高轉(zhuǎn)矩并能夠在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的機(jī)電電機(jī)。還需要這類(lèi)機(jī)電 電機(jī)提供低振動(dòng)、無(wú)阻塞和/或耐阻塞的致動(dòng)，并提供高保持載荷能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
提供了一種虛擬橢圓電機(jī)和方法。支點(diǎn)承擔(dān)章動(dòng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷，并且擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)地耦合 到該支點(diǎn)且圍繞該支點(diǎn)章動(dòng)。擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外周環(huán)齒輪。固定齒輪嚙合外周環(huán)齒 輪并向擺盤(pán)提供杠桿作用。旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)嚙合內(nèi)周環(huán)齒輪并響應(yīng)于擺盤(pán)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。定子 包括電磁體并電磁吸引擺盤(pán)的第一側(cè)面，使得擺盤(pán)的第二側(cè)面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉(zhuǎn) 輸出盤(pán)。 通過(guò)這種方式，本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例提供了像液壓致動(dòng)一樣執(zhí)行或比液壓致動(dòng)執(zhí)行更 好且功率和能量密度等于或大于液壓致動(dòng)的高轉(zhuǎn)矩低速機(jī)電電機(jī)。在少于6個(gè)定子磁極和 4個(gè)轉(zhuǎn)子磁極的情況下，現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)不提供保證的起動(dòng)、受控的起動(dòng)方向和換向能 力。本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例用6個(gè)定子磁極和一個(gè)虛擬轉(zhuǎn)子磁極可以實(shí)現(xiàn)保證的起動(dòng)、受控的起 動(dòng)方向和換向能力，并且可以不需要且可以被配置為沒(méi)有轉(zhuǎn)子磁極，盡管如此，仍能夠提供 像現(xiàn)有電機(jī)一樣或比現(xiàn)有電機(jī)更好的起動(dòng)、保持、換向。本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例提供不需要使用昂 貴稀土金屬并且提供低振動(dòng)以及基本無(wú)阻塞和/或耐阻塞高保持負(fù)荷能力的電機(jī)。當(dāng)處于 非最佳條件或機(jī)械掉動(dòng)力時(shí)，電機(jī)可以從輸出軸去耦合，并且在電氣上是健壯的。 在實(shí)施例中，虛擬橢圓電機(jī)包括支點(diǎn)、擺盤(pán)、固定齒輪、旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)以及定子。支點(diǎn) 承擔(dān)旋轉(zhuǎn)徑向動(dòng)態(tài)負(fù)荷。擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)耦合到支點(diǎn)并圍繞支點(diǎn)章動(dòng)，并且包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外 周環(huán)齒輪。固定齒輪嚙合外周環(huán)齒輪并向擺盤(pán)提供杠桿作用。旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)嚙合內(nèi)周環(huán)齒輪 并響應(yīng)于擺盤(pán)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。定子包括電磁體并電磁吸引擺盤(pán)的第一側(cè)面，使得擺盤(pán)的第 二側(cè)面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。 在另一個(gè)實(shí)施例中，用于操作虛擬橢圓電機(jī)的方法圍繞支點(diǎn)章動(dòng)旋轉(zhuǎn)耦合到支點(diǎn) 的擺盤(pán)，擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外周環(huán)齒輪。該方法進(jìn)一步將擺盤(pán)的第一側(cè)面電磁吸引到 包括電磁體的定子。該方法進(jìn)一步用支點(diǎn)為擺盤(pán)提供杠桿作用，以壓擺盤(pán)的第二側(cè)面抵靠 固定齒輪和旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。該方法進(jìn)一步將固定齒輪與外周環(huán)齒輪嚙合，并且使固定齒輪向 外周環(huán)齒輪提供杠桿作用。該方法進(jìn)一步用內(nèi)周環(huán)齒輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)，并且響應(yīng)于擺盤(pán) 的章動(dòng)而使旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)旋轉(zhuǎn)。 在進(jìn)一步實(shí)施例中，用于配置虛擬橢圓電機(jī)的方法將支點(diǎn)配置為承擔(dān)旋轉(zhuǎn)徑向動(dòng) 態(tài)負(fù)荷，并且將包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外周環(huán)齒輪的擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)耦合到支點(diǎn)。該方法進(jìn)一步將擺 盤(pán)配置為圍繞支點(diǎn)章動(dòng)，并且將固定齒輪與外周環(huán)齒輪嚙合。該方法進(jìn)一步將固定齒輪配 置為向擺盤(pán)提供杠桿作用，并且將旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)與內(nèi)周環(huán)齒輪嚙合。該方法進(jìn)一步將旋轉(zhuǎn)輸 出盤(pán)配置為響應(yīng)于擺盤(pán)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。該方法進(jìn)一步將包括至少一個(gè)電磁體的定子配置為 電磁吸引擺盤(pán)的第一側(cè)面，使得擺盤(pán)的第二側(cè)面被杠桿抵靠固定齒輪和旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。 進(jìn)一步地，本專(zhuān)利技術(shù)包括根據(jù)下列條款的實(shí)施例： 條款1. 一種虛擬橢圓電機(jī)，其包括： 可操作以承擔(dān)旋轉(zhuǎn)徑向動(dòng)態(tài)負(fù)荷的支點(diǎn)； 旋轉(zhuǎn)耦合到所述支點(diǎn)并且可操作以圍繞所述支點(diǎn)章動(dòng)的擺盤(pán)，所述擺盤(pán)包括內(nèi)周 環(huán)齒輪和外周環(huán)齒輪； 可操作以嚙合所述外周環(huán)齒輪并向所述擺盤(pán)提供杠桿作用的固定齒輪； 可操作以嚙合所述內(nèi)周環(huán)齒輪并響應(yīng)于所述擺盤(pán)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)；以 及 定子，其包括至少一個(gè)電磁體并且可操作以電磁吸引所述擺盤(pán)的第一側(cè)面，使得 所述擺盤(pán)的第二側(cè)面被杠桿抵靠所述固定齒輪和所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。 條款2.根據(jù)條款1所述的虛擬橢圓電機(jī)，其進(jìn)一步包括可操作以容納所述定子的 定子外殼。 條款3.根據(jù)條款1所述的虛擬橢圓電機(jī)，其進(jìn)一步包括可操作以向所述旋轉(zhuǎn)輸出 盤(pán)提供軸承的軸套。 條款4.根據(jù)條款3所述的虛擬橢圓電機(jī)，其進(jìn)一步包括耦合到所述軸套并可操作 以保持所述軸套的軸套擋圈。 條款5.根據(jù)條款1所述的虛擬橢圓電機(jī)，其進(jìn)一步包括耦合到搖臂的上部外殼。 條款6.根據(jù)條款1所述的虛擬橢圓電機(jī)，其中： 所述固定齒輪的齒輪齒的第一數(shù)量等于所述外周環(huán)齒輪的齒輪齒的第二數(shù)量；以 及 所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)的齒輪齒的第三數(shù)量等于所述內(nèi)周環(huán)齒輪的齒輪齒的第四數(shù)量。 條款7. -種用于操作虛擬橢圓電機(jī)的方法，所述方法包括： 使旋轉(zhuǎn)耦合到支點(diǎn)的擺盤(pán)圍繞所述支點(diǎn)章動(dòng)，所述擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外周環(huán) 齒輪； 將所述擺盤(pán)的第一側(cè)面電磁吸引到包括至少一個(gè)電磁體的定子； 用所述支點(diǎn)為所述擺盤(pán)提供杠桿作用，以壓所述擺盤(pán)的第二側(cè)面抵靠固定齒輪和 旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)； 將所述固定齒輪嚙合所述外周環(huán)齒輪； 使所述固定齒輪向所述外周環(huán)齒輪提供杠桿作用； 用所述內(nèi)周環(huán)齒輪驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)；以及 響應(yīng)于所述擺盤(pán)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。 條款8.根據(jù)條款7所述的方法，其進(jìn)一步包括經(jīng)由耦合到所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)的第一 輸出臂提供致動(dòng)。 條款9.根據(jù)條款7所述的方法，其進(jìn)一步包括經(jīng)由耦合到所述定子的第二輸出臂 提供致動(dòng)。 條款10.根據(jù)條款7所述的方法，其進(jìn)一步包括經(jīng)由所述定子和所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán) 提供雙致動(dòng)。 條款11.根據(jù)條款7所述的方法，其中： 所述固定齒輪的齒輪齒的第一數(shù)量等于所述外周環(huán)齒輪的齒輪齒的第二數(shù)量；以 及 所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)的齒輪齒的第三數(shù)量等于所述內(nèi)周環(huán)齒輪的齒輪齒的第四數(shù)量。 條款12. -種用于配置虛擬橢圓電機(jī)的方法，所述方法包括： 將支點(diǎn)配置為承擔(dān)旋轉(zhuǎn)徑向動(dòng)態(tài)負(fù)荷； 將包括內(nèi)周環(huán)齒輪和外周環(huán)齒輪的擺盤(pán)旋轉(zhuǎn)耦合到所述支點(diǎn)； 將所述擺盤(pán)配置為圍繞所述支點(diǎn)章動(dòng)； 將固定齒輪嚙合所述外周環(huán)齒輪； 將所述固定齒輪配置為向所述擺盤(pán)提供杠桿作用； 將旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)與所述內(nèi)周環(huán)齒輪嚙合； 將所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)配置為響應(yīng)于所述擺盤(pán)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)；以及 將包括至少一個(gè)電磁體的定子配置為電磁吸引所述擺盤(pán)的第一側(cè)面，使得所述擺 盤(pán)的第二側(cè)面被杠桿抵靠所述固定齒輪和旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)。 條款13.根據(jù)條款12所述的方法，其進(jìn)一步包括配置可操作以容納所述定子的定 子外殼。 條款14.根據(jù)條款12所述的方法，其進(jìn)一步包括配置可操作以向所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán) 提供軸承的軸套。 條款15.根據(jù)條款12所述的方法，其進(jìn)一步包括配置耦合到所述軸套并可操作以 保持所述軸套的軸套擋圈。 條款16.根據(jù)條款12所述的方法，其進(jìn)一步包括配置耦合到搖臂的上部外殼。 條款17.根據(jù)條款12所述的方法，其進(jìn)一步包括配置擺盤(pán)章動(dòng)與所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán) 的旋轉(zhuǎn)的比率。 條款18.根據(jù)條款17所述的方法，其本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種虛擬橢圓電機(jī)（100），其包括：可操作以承擔(dān)旋轉(zhuǎn)徑向動(dòng)態(tài)負(fù)荷的支點(diǎn)（126）；旋轉(zhuǎn)耦合到所述支點(diǎn)（126）并且可操作以圍繞所述支點(diǎn)（126）章動(dòng)的擺盤(pán)（106），并且所述擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán)齒輪（122）和外周環(huán)齒輪（124）；可操作以嚙合所述外周環(huán)齒輪（124）并向所述擺盤(pán)（106）提供杠桿作用的固定齒輪108；可操作以嚙合所述內(nèi)周環(huán)齒輪（122）并響應(yīng)于所述擺盤(pán)（106）的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)（120）；以及定子（104），其包括至少一個(gè)電磁體（130，132，134）并可操作以電磁吸引所述擺盤(pán)（106）的第一側(cè)面（208），使得所述擺盤(pán)（106）的第二側(cè)面（210）被杠桿抵靠所述固定齒輪（108）和所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)（120）。
【技術(shù)特征摘要】
2013.03.23 US 13/849,5011. 一種虛擬橢圓電機(jī)（100)，其包括： 可操作以承擔(dān)旋轉(zhuǎn)徑向動(dòng)態(tài)負(fù)荷的支點(diǎn)（126); 旋轉(zhuǎn)耦合到所述支點(diǎn)（126)并且可操作以圍繞所述支點(diǎn)（126)章動(dòng)的擺盤(pán)（106)，并且 所述擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán)齒輪（122)和外周環(huán)齒輪（124); 可操作以嚙合所述外周環(huán)齒輪（124)并向所述擺盤(pán)（106)提供杠桿作用的固定齒輪 108 ； 可操作以嚙合所述內(nèi)周環(huán)齒輪（122)并響應(yīng)于所述擺盤(pán)（106)的章動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輸 出盤(pán)（120);以及 定子（104)，其包括至少一個(gè)電磁體（130,132,134)并可操作以電磁吸引所述擺盤(pán) (106)的第一側(cè)面（208)，使得所述擺盤(pán)（106)的第二側(cè)面（210)被杠桿抵靠所述固定齒輪 (108)和所述旋轉(zhuǎn)輸出盤(pán)（120)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬橢圓電機(jī)（100)，其進(jìn)一步包括可操作以容納所述定子 (104)的定子外殼（102)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的虛擬橢圓電機(jī)（100)，其進(jìn)一步包括可操作以向所述旋 轉(zhuǎn)輸出盤(pán)（120)提供軸承的軸套（110)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的虛擬橢圓電機(jī)（100)，其進(jìn)一步包括耦合到搖 臂（114)的上部外殼（112)。5. -種用于操作虛擬橢圓電機(jī)（100)的方法，所述方法包括： 使旋轉(zhuǎn)耦合到支點(diǎn)（126)的擺盤(pán)（106)圍繞所述支點(diǎn)（126)章動(dòng)，所述擺盤(pán)包括內(nèi)周環(huán) 齒輪（122)和外周環(huán)齒輪（124); 將所述擺盤(pán)（106)的第一側(cè)面（208)電磁吸引到包括至少一個(gè)電磁體（130,132,134) 的定子（104); 用所述支點(diǎn)（126)向所述擺盤(pán)（106)提供杠桿作用，以壓所述擺盤(pán)（106)的第二側(cè)面 (21...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·J·阿穆?tīng)?/a>，W·P·薩金特，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：波音公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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