1.一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:包括第一自由度電機(jī)、第二自由度電機(jī)和輸出軸,其中,所述第一自由度電機(jī)為具有一缺口的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu),所述第二自由度電機(jī)為具有一開口的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu),且所述缺口與開口相適配,使得兩個(gè)電機(jī)的所在平面相垂直正交;
所述第一自由度電機(jī)、第二自由度電機(jī)均包括定子和轉(zhuǎn)子,定子鐵心內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子鐵心外徑之間設(shè)有一定大小氣隙間隔,轉(zhuǎn)子與定子在所屬自由度電機(jī)的所在平面內(nèi)能夠發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),所述第一自由度電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子中心軸線與第二自由度電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子中心軸線垂直正交,交點(diǎn)為球形電動(dòng)機(jī)的球心;
通過兩個(gè)自由度電機(jī)各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)設(shè)置在其中一個(gè)自由度電機(jī)上的輸出軸端點(diǎn)到球心的距離恒定不變的兩自由度運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述第一自由度電機(jī)與第二自由度電機(jī)結(jié)構(gòu)相同,均包括轉(zhuǎn)子部分和定子部分,轉(zhuǎn)子部分包括圓柱形的不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架、環(huán)形永磁體及設(shè)置在永磁體兩側(cè)的環(huán)形疊壓轉(zhuǎn)子鐵心,所述轉(zhuǎn)子鐵心外側(cè)均勻布置若干小齒;定子部分包括弧形疊壓定子鐵心及定子繞組,定子鐵心內(nèi)周分布有磁極,極間槽內(nèi)設(shè)有定子繞組,磁極的極靴上分布有定子小齒。
3.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述永磁體、轉(zhuǎn)子鐵心和不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架上設(shè)有相同大小的開口,永磁體和轉(zhuǎn)子鐵心套裝在不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架上,使得三者的開口位置對齊。
4.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述定子鐵心上設(shè)有若干軸承和軸承套軸,每個(gè)自由度電機(jī)所有軸承和軸承套軸的中心軸線位于同一圓柱平面,軸承與不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架之間的機(jī)械配合方式為過盈配合。
5.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述轉(zhuǎn)子部分的兩端轉(zhuǎn)子鐵心上的小齒互錯(cuò)1/2齒距;所述定子小齒的齒距與轉(zhuǎn)子小齒齒距相同。
6.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:構(gòu)造兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí),進(jìn)行兩個(gè)電機(jī)的空載實(shí)驗(yàn)、靜態(tài)負(fù)載實(shí)驗(yàn)、穩(wěn)態(tài)負(fù)載實(shí)驗(yàn)、起動(dòng)實(shí)驗(yàn)和開環(huán)運(yùn)行定位精度測試實(shí)驗(yàn),以確定各自的空載電磁、負(fù)載情況下靜態(tài)轉(zhuǎn)矩、最佳運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍、起動(dòng)轉(zhuǎn)速范圍和開環(huán)運(yùn)行定位精度。
7.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述定子鐵心弧度超過180°,且小于轉(zhuǎn)子鐵心弧度。
8.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述第一自由度電機(jī)的定子鐵心通過底座固定不動(dòng),轉(zhuǎn)子部分通過軸承和不導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子支架繞定子部分轉(zhuǎn)動(dòng);
所述第二自由度電機(jī)整體隨第一自由度電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分同步轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第一自由度電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子中心軸線重合,第二自由度電機(jī)的定子部分繞自身的轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與第一自由度電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子中心軸線垂直正交。
9.如權(quán)利要求2所述的一種機(jī)器人仿生眼球用兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其特征是:所述定子繞組為集中繞組,纏繞在定子鐵心的磁極上,同一相定子繞組纏繞在相鄰的兩個(gè)定子磁極上且繞制方向相反,此相鄰兩個(gè)定子磁極相互錯(cuò)開(k+0.5)θr機(jī)械角度,具有相同繞制方向的相鄰兩相定子繞組所在的兩個(gè)定子磁極相互錯(cuò)開(j+0.5/m)θr機(jī)械角度,k和j為正整數(shù)且k<j,m為繞組相數(shù),θr為轉(zhuǎn)子齒距角。
10.一種機(jī)器人仿生眼球,其特征是:包括如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的球形結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。