[发明专利]一种用于飞机主动侧杆系统的球电机

摘要

本发明公开了一种用于飞机主动侧杆系统的球电机，该球电机连接在现有的飞机操纵面板(10A)的左右两侧而形成双球电机操纵系统。球电机包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、转子(3)、输出杆(4)、底座(5)、电枢绕组组件(6)、磁力块组件(7)和牛眼轴承组件(8)。其中，A半球定子(1)与B半球定子(2)对接后则形成一个空心球体，转子(3)置于空心球体内，输出杆(4)安装在转子(3)上部，A半球定子(1)与B半球定子(2)安装在底座(5)上，电枢绕组组件(6)和牛眼轴承组件(8)安装在A半球定子(1)与B半球定子(2)上，磁力块组件(7)安装在转子(3)的间隙中。双球电机操纵系统实现了舵面负荷的力反馈以及双输出杆的同步，减少其中一方由于经验欠缺对飞机的误操作。

主权项

1.一种用于飞机主动侧杆系统的球电机，其特征在于：所述球电机包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、转子(3)、输出杆(4)、底座(5)、电枢绕组组件(6)、磁力块组件(7)和牛眼轴承组件(8)；其中，A半球定子(1)与B半球定子(2)的结构相同，且A半球定子(1)与B半球定子(2)对接后则形成一个空心球体；电枢绕组组件(6)包括有结构相同的A电枢绕组(6A)、B电枢绕组(6B)、C电枢绕组(6C)、D电枢绕组(6D)、E电枢绕组(6E)、F电枢绕组(6F)、G电枢绕组(6G)、H电枢绕组(6H)、I电枢绕组(6I)、J电枢绕组(6J)、K电枢绕组(6K)和L电枢绕组(6L)；每三个电枢绕组组成一列；磁力块组件(7)包括有结构相同的A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)、B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)、C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)和D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)；所述A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)为弧形；其包括有AA永磁体(7A1)、AB永磁体(7A2)、AC永磁体(7A3)、AD永磁体(7A4)和AE永磁体(7A5)；A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)安装在转子(3)的A间隙(3E)处；A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)的充磁方向分别为：AA永磁体(7A1)和AE永磁体(7A5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；AC永磁体(7A3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；AB永磁体(7A2)和AD永磁体(7A4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且AB永磁体(7A2)与AD永磁体(7A4)的充磁方向相反；所述B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)为弧形；其包括有BA永磁体(7B1)、BB永磁体(7B2)、BC永磁体(7B3)、BD永磁体(7B4)和BE永磁体(7B5)；B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)安装在转子(3)的B间隙(3F)处；B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)的充磁方向分别为：BA永磁体(7B1)和BE永磁体(7B5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；BC永磁体(7B3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；BB永磁体(7B2)和BD永磁体(7B4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且BB永磁体(7B2)与BD永磁体(7B4)的充磁方向相反；所述C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)为弧形；其包括有CA永磁体(7C1)、CB永磁体(7C2)、CC永磁体(7C3)、CD永磁体(7C4)和CE永磁体(7C5)；C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)安装在转子(3)的C间隙(3G)处；C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)的充磁方向分别为：CA永磁体(7C1)和CE永磁体(7C5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；CC永磁体(7C3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；CB永磁体(7C2)和CD永磁体(7C4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且CB永磁体(7C2)与CD永磁体(7C4)的充磁方向相反；所述D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)为弧形；其包括有DA永磁体(7D1)、DB永磁体(7D2)、DC永磁体(7D3)、DD永磁体(7D4)和DE永磁体(7D5)；D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)安装在转子(3)的D间隙(3H)处；D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)的充磁方向分别为：DA永磁体(7D1)和DE永磁体(7D5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；DC永磁体(7D3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；DB永磁体(7D2)和DD永磁体(7D4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且DB永磁体(7D2)与DD永磁体(7D4)的充磁方向相反；牛眼轴承组件(8)包括有结构相同的A牛眼轴承(8A)、B牛眼轴承(8B)、C牛眼轴承(8C)、D牛眼轴承(8D)、E牛眼轴承(8E)、F牛眼轴承(8F)、G牛眼轴承(8G)和H牛眼轴承(8H)；A半球定子(1)的中部设有AA锥形通孔(1A)、AB锥形通孔(1B)、AC锥形通孔(1C)；A半球定子(1)的一端设有AA开口锥形通孔(1D)、AB开口锥形通孔(1E)、AC开口锥形通孔(1F)；A半球定子(1)的另一端设有(AD)开口锥形通孔(1G)、AE开口锥形通孔(1H)、AF开口锥形通孔(1I)；A半球定子(1)上设有AA通孔(1‑1)和AB通孔(1‑2)；A半球定子(1)的底部设有用于与底座(5)的内凸圆台(5A)固定的AA螺纹孔(1‑3)，EA螺钉(5A3)穿过底座(5)的内凸圆台(5A)上的EA通孔(5A1)后螺纹连接在A半球定子(1)的底部的AA螺纹孔(1‑3)中；A半球定子(1)的内球面上设有用于安装A牛眼轴承(8A)的AC轴承孔(1L)、用于安装B牛眼轴承(8B)的AD轴承孔(1M)、用于安装C牛眼轴承(8C)的AA轴承孔(1J)、用于安装D牛眼轴承(8D)的AB轴承孔(1K)；AA锥形通孔(1A)处用于固定安装A电枢绕组(6A)；AB锥形通孔(1B)处用于固定安装B电枢绕组(6B)；AC锥形通孔(1C)处用于固定安装C电枢绕组(6C)；B半球定子(2)的中部设有BA锥形通孔(2A)、BB锥形通孔(2B)、BC锥形通孔(2C)；B半球定子(2)的一端设有BA开口锥形通孔(2D)、BB开口锥形通孔(2E)、BC开口锥形通孔(2F)；B半球定子(2)的另一端设有BD开口锥形通孔(2G)、BE开口锥形通孔(2H)、BF开口锥形通孔(2I)；B半球定子(2)上设有BA通孔(2‑1)和BB通孔(2‑2)；B半球定子(2)的底部设有用于与底座(5)的内凸圆台(5A)固定的BA螺纹孔(2‑3)，EB螺钉(5A4)穿过底座(5)的内凸圆台(5A)上的EB通孔(5A2)后螺纹连接在B半球定子(2)的底部的BA螺纹孔(2‑3)中；B半球定子(2)的内球面上设有用于安装E牛眼轴承(8E)的BA轴承孔(2J)、用于安装F牛眼轴承(8F)的BB轴承孔(2K)、用于安装G牛眼轴承(8G)的BC轴承孔(2L)、用于安装H牛眼轴承(8H)的BD轴承孔(2M)；BA锥形通孔(2A)处用于固定安装G电枢绕组(6G)；BB锥形通孔(2B)处用于固定安装H电枢绕组(6H)；BC锥形通孔(2C)处用于固定安装I电枢绕组(6I)；AA开口锥形通孔(1D)与BA开口锥形通孔(2D)对接后形成A锥形通孔(1‑4A)，所述A锥形通孔(1‑4A)处用于固定安装D电枢绕组(6D)；AB开口锥形通孔(1E)与BB开口锥形通孔(2E)对接后形成B锥形通孔(1‑4B)，所述B锥形通孔(1‑4B)处用于固定安装E电枢绕组(6E)；AC开口锥形通孔(1F)与BC开口锥形通孔(2F)对接后形成C锥形通孔(1‑4C)，所述C锥形通孔(1‑4C)处用于固定安装F电枢绕组(6F)；AD开口锥形通孔(1G)与BD开口锥形通孔(2G)对接后形成D锥形通孔(2‑4A)，所述D锥形通孔(2‑4A)处用于固定安装J电枢绕组(6J)；AE开口锥形通孔(1H)与BE开口锥形通孔(2H)对接后形成E锥形通孔(2‑4B)，所述E锥形通孔(2‑4B)处用于固定安装K电枢绕组(6K)；AF开口锥形通孔(1I)与BF开口锥形通孔(2I)对接后形成F锥形通孔(2‑4C)，所述F锥形通孔(2‑4B)处用于固定安装L电枢绕组(6L)；转子(3)的上部是顶部面板(3I)，所述顶部面板(3I)上设有用于固定输出杆(4)的连接圆盘(4B)的CA螺纹孔(3I1)；转子(3)的下部是底部面板(3J)；转子(3)的球体上设有A叶瓣(3A)、B叶瓣(3B)、C叶瓣(3C)和D叶瓣(3D)，A叶瓣(3A)与B叶瓣(3B)之间是A间隙(3E)，B叶瓣(3B)与C叶瓣(3C)之间是B间隙(3F)，C叶瓣(3C)与D叶瓣(3D)之间是C间隙(3G)，D叶瓣(3D)与A叶瓣(3A)之间是D间隙(3H)；转子(3)的中心体(3‑1)上设有A端面(3‑1A)、B端面(3‑1B)、C端面(3‑1C)、D端面(3‑1D)、E端面(3‑1E)、F端面(3‑1F)、G端面(3‑1G)、H端面(3‑1H)、I端面(3‑1I)、J端面、K端面、L端面；其中，A端面(3‑1A)、B端面(3‑1B)和C端面(3‑1C)位于A间隙(3E)；D端面(3‑1D)、E端面(3‑1E)和F端面(3‑1F)位于B间隙(3F)；G端面(3‑1G)、H端面(3‑1H)和I端面(3‑1I)位于C间隙(3G)；J端面、K端面和L端面位于D间隙(3H)；所述A间隙(3E)用于放置A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)，且AA永磁体(7A1)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的A端面(3‑1A)上，AC永磁体(7A3)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的B端面(3‑1B)上，AE永磁体(7A5)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的C端面(3‑1C)上，AB永磁体(7A2)安装在AA永磁体(7A1)与AC永磁体(7A3)之间，AD永磁体(7A4)安装在AC永磁体(7A3)与AE永磁体(7A5)之间；所述B间隙(3F)用于放置B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)，且BA永磁体(7B1)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的D端面(3‑1D)上，BC永磁体(7B3)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的E端面(3‑1E)上，BE永磁体(7B5)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的F端面(3‑1F)上，BB永磁体(7B2)安装在BA永磁体(7B1)与BC永磁体(7B3)之间，BD永磁体(7B4)安装在BC永磁体(7B3)与BE永磁体(7B5)之间；所述C间隙(3G)用于放置C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)，且CA永磁体(7C1)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的G端面(3‑1G)上，CC永磁体(7C3)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的H端面(3‑1H)上，CE永磁体(7C5)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的I端面(3‑1I)上，CB永磁体(7C2)安装在CA永磁体(7C1)与CC永磁体(7C3)之间，CD永磁体(7C4)安装在CC永磁体(7C3)与CE永磁体(7C5)之间；所述D间隙(3H)用于放置D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)，且DA永磁体(7D1)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的J端面上，DC永磁体(7D3)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的K端面上，DE永磁体(7D5)安装在转子(3)的中心体(3‑1)的L端面上，DB永磁体(7D2)安装在DA永磁体(7D1)与DC永磁体(7D3)之间，DD永磁体(7D4)安装在DC永磁体(7D3)与DE永磁体(7D5)之间；输出杆(4)的一端是操纵杆(4A)，输出杆(4)的另一端是连接圆盘(4B)；操纵杆(4A)用于飞行员的手抓持；连接圆盘(4B)上设有用于DA螺钉(4B2)穿过的DA通孔(4B1)，穿过DA通孔(4B1)的DA螺钉(4B2)固定在转子(3)的顶部面板(3I)的CA螺纹孔(3I1)中；底座(5)上设有外圆台(5B)和内凸圆台(5A)；内凸圆台(5A)上设有EA通孔(5A1)、EB通孔(5A2)，EA通孔(5A1)用于EA螺钉(5A3)穿过，穿过EA通孔(5A1)的EA螺钉(5A3)螺纹固定在A半球定子(1)的底部的AA螺纹孔(1‑3)中；EB通孔(5A2)用于EB螺钉(5A4)穿过，穿过EB通孔(5A2)的EB螺钉(5A4)螺纹固定在B半球定子(2)的底部的BA螺纹孔(2‑3)中；外圆台(5B)上设有EC通孔(5B1)，穿过EC通孔(5B1)的螺钉螺纹固定在飞机操纵面板(10A)上的螺纹孔中。