CN111030368B - 一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法，属于旋转装置技术领域，特别是涉及一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法。解决了现有旋转装置均为一次性加工定型，无法实现结构和形状的改变，使旋转装置的应用范围受到限制的问题。其中，具有驱动机构的旋转装置包括旋转本体、驱动机构和电源，对所述旋转本体进行切割，形成可运动机构，所述驱动机构与可运动机构相连，所述驱动机构驱动可运动机构移动，所述电源与驱动机构相连，为驱动机构供电。从而对旋转装置的结构和形状进行改变。

Description

一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法

技术领域

本发明属于旋转装置技术领域，特别是涉及一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法。

背景技术

传统的旋转装置往往是一种机械结构，如转轴，转子，罗盘等机构。一般其形状和结构不可变，这些机构在使用前，其尺寸、形状、重心等都是一次性加工定型，一般无法实现后期结构和形状的改变，使旋转装置的应用范围受到限制。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有驱动机构的旋转装置，它包括旋转本体、驱动机构和电源，对所述旋转本体进行切割，形成可运动机构，所述驱动机构与可运动机构相连，所述驱动机构驱动可运动机构移动，所述电源与驱动机构相连，为驱动机构供电。

更进一步的，所述可运动机构的数量为多个，多个可运动机构沿旋转本体圆周方向均布。

更进一步的，所述旋转本体数量为多个，多个旋转本体沿轴线方向叠加，多个旋转本体上均切割形成可运动机构，每个可运动机构均分别通过驱动机构进行驱动，对可运动机构之间的相对位置进行移动及局部结构进行改变。

更进一步的，所述可运动机构为圆柱形结构，所述驱动机构驱动可运动机构绕自身轴线转动。

更进一步的，所述驱动机构包括驱动执行单元和驱动控制系统，所述驱动执行单元与驱动控制系统通讯连接，所述驱动执行单元与可运动机构相连，所述驱动执行单元包括驱动元件和连接单元，所述连接单元一端与驱动元件相连，另一端与可运动机构相连，所述驱动元件与驱动控制系统通讯连接，所述驱动控制系统包括驱动器和控制器，所述驱动器与控制器通信连接，所述驱动器与驱动执行单元相连。

更进一步的，所述驱动控制系统还包括检测单元和/或无线通信机构，所述检测单元与控制器通讯连接，所述无线通信机构与控制器通讯连接。

更进一步的，所述驱动器内设置有驱动电路，所述检测单元为传感器，所述驱动元件为旋转电机、电磁阀或直线电机，所述连接单元为机械齿轮或连接器，所述驱动控制系统还包括护套，所述驱动器和控制器设置在护套内。

更进一步的，所述电源包括发电绕组和电力变换机构，所述发电绕组与电力变换机构相连，所述电力变换机构与驱动机构相连，为驱动机构供电，所述电力变换机构包括整流电路和第二稳压电路，所述发电绕组与整流电路相连，所述整流电路与第二稳压电路相连。

更进一步的，所述电源还包括电能储存机构，充电电路、蓄电池和第一稳压电路，所述电力变换机构与充电电路相连，所述充电电路与蓄电池相连，所述蓄电池与第一稳压电路相连。

本发明还提供了一种变形方法，包括如下步骤：1)对运动装置的运动部件进行切割，形成可运动机构；2)在所述运动装置上安设驱动机构和电源，所述驱动机构与所述可运动机构相连，所述驱动机构驱动所述可运动机构移动，所述电源与所述驱动机构相连，为所述驱动机构供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有旋转装置均为一次性加工定型，无法实现结构和形状的改变，使旋转装置的应用范围受到限制的问题。本发明可以大大改善旋转装置的应用范围，并且可以根据实际的工作状况来实现相关参数的自动调整，旋转装置上的可运动结构通过与之连接的驱动机构，实现旋转装置的自动改变形状，改变重心，改变电磁参数，自动变级数，实现自适应控制，及容错控制等有重要作用；例如，把形状固定的普通的旋转装置和转子改变成为形状、结构、电磁参数、机械强度自动可变的智能化装置，实现旋转装置从简单的机械传动、能量变换体到电磁机构智能体的转变。大大改进了整个旋转装置的工作方式和性能，使该旋转装置具备常规旋转装置无法比拟的自适应性和智能性。

附图说明

图1为本发明所述的一种具有驱动机构的旋转装置结构示意图；

图2为本发明所述的一种具有驱动机构的旋转装置的结构框图Ⅰ；

图3为本发明所述的一种具有驱动机构的旋转装置的结构框图Ⅱ。

1-驱动执行单元，2-驱动控制系统，3-电源，11-驱动元件，12-连接单元，21-驱动器，211-驱动电路，22-控制器，23-检测单元，231-传感器，24-无线通信机构，25-护套，31-发电绕组，32-电力变换机构，321-整流电路，322-第二稳压电路，33-电能储存机构，331-充电电路，332-蓄电池，333-第一稳压电路，100-可运动机构，500-旋转本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1-3说明本实施方式，一种具有驱动机构的旋转装置，它包括旋转本体500、驱动机构和电源3，对所述旋转本体500进行切割，形成可运动机构100，所述驱动机构与可运动机构100相连，所述驱动机构驱动可运动机构100绕自身轴线转动，所述电源3与驱动机构相连，为驱动机构供电。

本实施例可运动机构100的动力来源为驱动机构，通过驱动可运动机构100实现其旋转装置自动改变其形状、重心和尺寸等参数，当旋转装置上安装有磁性材料时，还可以实现旋转装置磁极和磁场等物理场的变化。

实施例中所述可运动机构100的数量为多个，多个可运动机构100沿旋转本体500圆周方向均布，在旋转本体500上切割出多个可运动机构100，所述旋转本体500数量为多个，多个旋转本体500沿轴线方向叠加，多个旋转本体500上均切割形成可运动机构100，每个可运动机构100均分别通过驱动机构进行驱动，对可运动机构100之间的相对位置进行移动及局部结构进行改变，所述可运动机构100为圆柱形结构，所述驱动机构包括驱动执行单元1和驱动控制系统2，所述驱动执行单元1与驱动控制系统2通讯连接，所述驱动执行单元1与可运动机构100相连，所述驱动执行单元1包括驱动元件11和连接单元12，所述连接单元12一端与驱动元件11相连，另一端与可运动机构100相连，所述驱动元件11与驱动控制系统2通讯连接，所述驱动控制系统2包括驱动器21和控制器22，所述驱动器21与控制器22通信连接，所述驱动器21与驱动执行单元1相连，所述驱动控制系统2还包括检测单元23和/或无线通信机构24，所述检测单元23与控制器22通讯连接，所述无线通信机构24与控制器22通讯连接，所述驱动器21内设置有驱动电路211，所述检测单元23为传感器231，所述驱动元件11为旋转电机、电磁阀或直线电机，所述连接单元12为机械齿轮或连接器，所述驱动控制系统2还包括护套25，所述驱动器21和控制器22设置在护套25内，所述电源3包括发电绕组31和电力变换机构32，所述发电绕组31与电力变换机构32相连，所述电力变换机构32与驱动机构相连，为驱动机构供电，所述电力变换机构32包括整流电路321和第二稳压电路322，所述发电绕组31与整流电路321相连，所述整流电路321与第二稳压电路322相连，所述电源3还包括电能储存机构33，充电电路331、蓄电池332和第一稳压电路333，所述电力变换机构32与充电电路331相连，所述充电电路331与蓄电池332相连，所述蓄电池332与第一稳压电路333相连。

实施例中驱动元件11的动力通过连接单元12进行传递，通过驱动元件11的驱动实现旋转装置的变形和内部的可运动结构100的相对位置的变化，驱动执行单元1的启动、停止和动作等工作状态，通过安装于旋转装置内的驱动控制系统2的控制来实现，驱动执行单元1可以带动旋转装置上可运动结构100的运动，从而实现旋转装置形状和结构的变化。当驱动元件11为旋转电机时，连接单元12为齿轮组，旋转电机转动，圆柱形结构的可运动机构100外壁设有齿轮，通过齿轮组的啮合带动可运动机构100的运动。驱动器21和控制器22设置在护套25内，用于对驱动器21和控制器22进行保护，并可以避免高速旋转和电磁干扰等因素的影响，检测单元23和/或无线通信机构24可以放置于护套25外部，便于实现通信和信息检测。电力变换机构32可以经过电能储存机构33后为驱动机构供电，也可以不经过电能储存机构33直接给驱动机构供电。传感器231为电参数和转速位置等传感器，实现对旋转装置的机械参数和电参数状态的实时监控，实现驱动控制系统2的闭环控制，同时控制器22可以与无线通信装置24相连，实现对旋转装置的机械参数和电参数数据的远程传输，从而实现对旋转装置结构形状变化，转速、转矩、电流、电压、温度等相关参数的实时监测和远程控制。旋转装置的结构和形状变化即为可运动结构100的运动，对采用此形式工作的能量变换系统和机械系统的机械特性、物理特性、电磁特性，温度特性，磁极极对数，转速、转矩的影响较大，不同的结构可以表现出不同的特性，使含有旋转装置的系统能够更好的适应各种工况，并且通过驱动控制系统2实现对旋转装置结构和形状的控制，能大大提高旋转装置的应用范围，实现旋转装置的自动改变形状，改变重心，改变电磁参数，自动变级数，实现自适应控制，及容错控制等有重要作用，例如，把形状固定的普通的旋转装置和转子改变成为形状、结构、电磁参数、机械强度自动可变的智能化装置，实现旋转装置从简单的机械传动、能量变换体到电磁机构智能体的转变。

上述实施例中旋转装置为电机的转子，可运动结构100为转子上永磁部件和机构、金属材料的部件和机构或者非金属材料部件和机构等可以转动和移动的部件和机构。

旋转装置不仅限于电机、旋转变压器和电磁线圈等磁性旋转装置，还可以是旋转陀螺等一些在其内部结构发生变化或者重心分布发生变化时，其转速和其它物理特性发生变化的旋转装置。例如，机器人的关节和旋转运动机构。

本发明还提供了一种变形方法，包括如下步骤：1)对运动装置的运动部件进行切割，形成可运动机构；2)在运动装置上安设驱动机构和电源，驱动机构与可运动机构相连，驱动机构驱动可运动机构移动，电源与驱动机构相连，为驱动机构供电。

其中，所述运动装置的一种优选形式为上述实施例中提到的旋转装置。当然所述运动装置不仅限于电机、旋转变压器和电磁线圈等磁性旋转装置，以及旋转陀螺等一些在其内部结构发生变化或者重心分布发生变化时，其转速和其它物理特性发生变化的旋转装置；所述运动装置也可以是与直线电机类似的磁性装置，其工作时动子和定子发生相对平移，其中，动子就是运动部件。

以上对本发明所提供的一种具有驱动机构的旋转装置及变形方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种具有驱动机构的旋转装置，其特征在于：它包括旋转本体(500)、驱动机构和电源(3)，对所述旋转本体(500)进行切割，形成可运动机构(100)，所述驱动机构与可运动机构(100)相连，所述驱动机构驱动可运动机构(100)移动，所述电源(3)与驱动机构相连，为驱动机构供电，所述可运动机构(100)为圆柱形结构，所述驱动机构驱动可运动机构(100)绕自身轴线转动，所述可运动机构(100)为金属材料或者非金属材料，所述旋转本体(500)数量为多个，多个旋转本体(500)沿轴线方向叠加，多个旋转本体(500)上均切割形成可运动机构(100)，每个可运动机构(100)均分别通过驱动机构进行驱动，对可运动机构(100)之间的相对位置进行移动及局部结构进行改变，所述驱动机构包括驱动执行单元(1)和驱动控制系统(2)，所述驱动执行单元(1)与驱动控制系统(2)通讯连接，所述驱动执行单元(1)与可运动机构(100)相连，所述驱动执行单元(1)包括驱动元件(11)和连接单元(12)，所述连接单元(12)一端与驱动元件(11)相连，另一端与可运动机构(100)相连，所述驱动元件(11)与驱动控制系统(2)通讯连接，所述驱动控制系统(2)包括驱动器(21)和控制器(22)，所述驱动器(21)与控制器(22)通信连接，所述驱动器(21)与驱动执行单元(1)相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有驱动机构的旋转装置，其特征在于：所述可运动机构(100)的数量为多个，多个可运动机构(100)沿旋转本体(500)圆周方向均布。

3.根据权利要求1所述的一种具有驱动机构的旋转装置，其特征在于：所述驱动控制系统(2)还包括检测单元(23)和/或无线通信机构(24)，所述检测单元(23)与控制器(22)通讯连接，所述无线通信机构(24)与控制器(22)通讯连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有驱动机构的旋转装置，其特征在于：所述驱动器(21)内设置有驱动电路(211)，所述检测单元(23)为传感器(231)，所述驱动元件(11)为旋转电机、电磁阀或直线电机，所述连接单元(12)为机械齿轮或连接器，所述驱动控制系统(2)还包括护套(25)，所述驱动器(21)和控制器(22)设置在护套(25)内。

5.根据权利要求1所述的一种具有驱动机构的旋转装置，其特征在于：所述电源(3)包括发电绕组(31)和电力变换机构(32)，所述发电绕组(31)与电力变换机构(32)相连，所述电力变换机构(32)与驱动机构相连，为驱动机构供电，所述电力变换机构(32)包括整流电路(321)和第二稳压电路(322)，所述发电绕组(31)与整流电路(321)相连，所述整流电路(321)与第二稳压电路(322)相连。

6.根据权利要求5所述的一种具有驱动机构的旋转装置，其特征在于：所述电源(3)还包括电能储存机构(33)，充电电路(331)、蓄电池(332)和第一稳压电路(333)，所述电力变换机构(32)与充电电路(331)相连，所述充电电路(331)与蓄电池(332)相连，所述蓄电池(332)与第一稳压电路(333)相连。

7.一种如权利要求1所述的具有驱动机构的旋转装置的变形方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)对运动装置的运动部件进行切割，形成可运动机构；

2)在所述运动装置上安设驱动机构和电源，所述驱动机构与所述可运动机构相连，所述驱动机构驱动所述可运动机构移动，所述电源与所述驱动机构相连，为所述驱动机构供电。

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