CN112186910A - 具有两个无约束旋转自由度的球形电磁机 - Google Patents

具有两个无约束旋转自由度的球形电磁机 Download PDF

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苏尼特·库马尔·萨克塞纳
潘杜·兰加·拉奥·索马罗维图
迪帕克·比姆拉奥·马哈詹
阿比吉特·库尔卡尼
拉格韦尔·哈努曼索·德塞
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Abstract

本发明题为“具有两个无约束旋转自由度的球形电磁机”。本发明公开了一种球形电磁机，该球形电磁机包括球形定子、多个纵向狭槽、多个横向狭槽、多个纵向线圈、多个横向线圈、第一半球形壳转子和第二半球形壳转子。该纵向狭槽和该横向狭槽形成在外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。该纵向线圈设置在该纵向狭槽中的不同纵向狭槽内。该横向线圈设置在该横向狭槽中的不同横向狭槽内。该第一半球形壳转子和该第二半球形壳转子被安装成相对于该球形定子主体旋转，并且在它们的内表面上具有磁体。当电流被供应到纵向线圈中的一个或多个纵向线圈或供应到横向线圈中的一个或多个横向线圈时，洛伦兹力引起该第一半球形壳转子和该第二半球形壳转子的移动。

Description

具有两个无约束旋转自由度的球形电磁机
技术领域
本发明整体涉及电磁机，并且更具体地讲，涉及具有两个无约束旋转自由度的球形电磁机。
背景技术
众所周知，当前可用的运动控制系统被设计成以多于一个自由度(DoF)移动物体，其包括用于每个DoF的单独的马达或致动器。更具体地，需要至少两个马达或致动器来实现2-DoF运动，需要至少三个马达或致动器来实现3-DoF运动，等等。因此，涉及多于一个DoF的机构往往一定程度地体积较大且笨重，因此效率低下。
已进行各种尝试来开发可以多个自由度旋转的电磁机(例如，马达)。例如，已开发出各种球形马达构造。然而，迄今开发的球形马达存在某些缺点。例如，目前已知的球形马达具有缺点，诸如对于给定体积和重量的相对低的扭矩能力、在至少一个旋转轴线上的有限的角运动等。由此，这些球形马达不能实施在需要相对较高的输出扭矩的系统中。此外，在大多数情况下，线圈在物理上难以卷绕到球形定子主体上。这增加了总体成本和尺寸。
因此，需要一种球形电磁机，该球形电磁机可以为许多工业应用递送相对较高的、具有减小的扭矩波动的扭矩，和/或允许在其上卷绕线圈时的难度相对较小。本发明至少解决这个需要。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式描述所选概念，这些概念在具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。
在一个实施方案中，球形电磁机包括球形定子、多个纵向狭槽、多个横向狭槽、多个纵向线圈、多个横向线圈、第一半球形壳转子、第一多个磁体、第二半球形壳转子和第二多个磁体。球形定子主体具有外表面。纵向狭槽形成在该外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。横向狭槽形成在该外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。纵向线圈卷绕在球形定子主体周围，并且每个纵向线圈使其一部分设置在纵向狭槽中的不同纵向狭槽内。横向线圈卷绕在球形定子主体周围，并且每个横向线圈使其一部分设置在横向狭槽中的不同横向狭槽内。第一半球形壳转子被安装成相对于球形定子主体旋转并且与该球形定子主体间隔开。第一半球形壳转子围绕球形定子主体的第一半的一部分。第一多个磁体耦接到第一半球形壳转子的内表面并且面向球形定子主体。第二半球形壳转子被安装成相对于球形定子主体旋转并且与该球形定子主体间隔开。第二半球形壳转子围绕球形定子主体的第二半的一部分。第二多个磁体耦接到第二半球形壳转子的内表面并且面向球形定子主体。当电流被供应到多个纵向线圈中的一个或多个纵向线圈或被供应到多个横向线圈中的一个或多个横向线圈时，洛伦兹力引起第一半球形壳转子和第二半球形壳转子的移动。
在另一实施方案中，球形电磁机包括具有外表面的球形定子主体、预定数量的纵向狭槽(N纵向)、预定数量的横向狭槽(N横向)、多个纵向线圈、多个横向线圈、第一半球形壳转子、第一多个磁体、第二半球形壳转子、第二多个磁体和万向节。纵向狭槽形成在该外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。横向狭槽形成在该外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。纵向线圈卷绕在球形定子主体周围，并且每个纵向线圈使其一部分设置在纵向狭槽中的不同纵向狭槽内。横向线圈卷绕在球形定子主体周围，并且每个横向线圈使其一部分设置在横向狭槽中的不同横向狭槽内。第一半球形壳转子被安装成相对于球形定子主体旋转并且与该球形定子主体间隔开。第一半球形壳转子围绕球形定子主体的第一半的一部分。第一多个磁体耦接到第一半球形壳转子的内表面并且面向球形定子主体。第二半球形壳转子被安装成相对于球形定子主体旋转并且与该球形定子主体间隔开。第二半球形壳转子围绕球形定子主体的第二半的一部分。第二多个磁体耦接到第二半球形壳转子的内表面并且面向球形定子主体。万向节耦接到球形主体、第一半球形壳转子和第二半球形壳转子。球形定子主体、多个纵向线圈和多个横向线圈实施具有预定数量的极(P)的定子。纵向狭槽彼此分离被限定(以弧度为单位)为
Figure BDA0002549660540000031
的纵向狭槽节距角，并且横向狭槽彼此分离被限定(以弧度为单位)为
Figure BDA0002549660540000032
的横向狭槽节距角。
在又一实施方案中，球形电磁机包括具有外表面的球形定子主体、二十四个纵向狭槽、十六个横向狭槽、多个纵向线圈、多个横向线圈、第一半球形壳转子、第一多个磁体、第二半球形壳转子、第二多个磁体和万向节。纵向狭槽形成在该外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。横向狭槽形成在该外表面中并且围绕该外表面均匀地间隔开。纵向线圈卷绕在球形定子主体周围，并且每个纵向线圈使其一部分设置在纵向狭槽中的不同纵向狭槽内。横向线圈卷绕在球形定子主体周围，并且每个横向线圈使其一部分设置在横向狭槽中的不同横向狭槽内。第一半球形壳转子被安装成相对于球形定子主体旋转并且与该球形定子主体间隔开。第一半球形壳转子围绕球形定子主体的第一半的一部分。第一多个磁体耦接到第一半球形壳转子的内表面并且面向球形定子主体。第二半球形壳转子被安装成相对于球形定子主体旋转并且与该球形定子主体间隔开。第二半球形壳转子围绕球形定子主体的第二半的一部分。第二多个磁体耦接到第二半球形壳转子的内表面并且面向球形定子主体。万向节耦接到球形主体、第一半球形壳转子和第二半球形壳转子。球形定子主体、多个纵向线圈和多个横向线圈实施了4极定子。纵向狭槽彼此分离15度
Figure BDA0002549660540000033
弧度)的纵向狭槽节距角，并且横向狭槽彼此分离22.5度(
Figure BDA0002549660540000034
弧度)的横向狭槽节距角。当电流被供应到纵向线圈中的一个或多个纵向线圈或供应到多个横向线圈中的一个或多个横向线圈时，洛伦兹力引起第一半球形壳转子和第二半球形壳转子的移动。
另外，结合附图和前述背景技术，球形电磁机的其他期望的特征和特性将从后续的具体实施方式和所附权利要求书变得显而易见。
附图说明
下面将结合以下附图来描述本发明，其中相似数字表示相似元件，并且其中：
图1描绘了电磁机的一个实施方案的前视图；
图2和图3分别描绘了可以用于图1的机器中的球形定子主体的一个实施方案的透视图和顶视图；
图4描绘了示出两个纵向相位线圈可以如何卷绕在图2和图3的球形定子主体上的二维卷绕图；
图5描绘了示出两个横向相位线圈可以如何卷绕在图2和图3的球形定子主体上的二维卷绕图；
图6A和图6B分别描绘了第一半球形壳转子的平面图和端视图，示出了在一个实施方案中第一多个磁体可以如何耦接到其内表面；
图7A和图7B描绘了第二半球形壳转子的平面图和端视图，示出了在一个实施方案中第二多个磁体可以如何耦接到其内表面；
图8A和图8B描绘了第一半球形壳转子和第二半球形壳转子的平面图和端部横截面图，示出了第一多个磁体和第二多个磁体可以如何耦接到它们的内表面；
图9A和图9B分别描绘了第一半球形壳转子和第二半球形壳转子的端视图，示出了在另一实施方案中第一多个磁体和第二多个磁体可以如何耦接到它们的内表面；
图10A至图10E描绘了电磁机的部分围绕单个旋转轴线的旋转；和
图11A至图11J描绘了电磁机的部分围绕两个垂直旋转轴线的旋转。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。如本文所用，词语“示例性”是指“用作示例、实例或例证”。因此，本文中描述为“示例性”的任何实施方案不一定被理解为比其他实施方案优选或有利。本文描述的所有实施方案是为使得本领域的技术人员能够制作或使用本发明而提供的示例性实施方案，而不限制由权利要求书限定的本发明的范围。此外，不旨在受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。
首先参见图1，描绘了球形电磁机100的一个实施方案。所描绘的机器100包括球形定子主体102、第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106。万向节组件108耦接到球形定子主体102、第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106，使得机器100实施围绕两个垂直旋转轴线110(第一旋转轴线110-1和围绕第二旋转轴线110-2)的两个自由度的360度旋转。特别地，如图1所示，万向节组件108包括万向节112、定子基座固持器114、安装轴116和两个转子轴承118(第一转子轴承118-1和第二转子轴承118-2)。
万向节基座固持器114用于将机器100固定地安装到未示出的结构。定子安装轴116耦接到定子安装结构114并耦接到球形定子主体102。定子安装轴116固定地安装球形定子主体102以防止旋转。然而，定子安装轴116和万向节112经由不可见的轴承组件被构造成使得万向节112可围绕第一旋转轴线110-1相对于定子安装轴116并且同时相对于球形定子主体102旋转。
第一转子轴承118-1和第二转子轴承118-2分别耦接到第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106，并且耦接到万向节112。由此，第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106可围绕第二旋转轴线110-2相对于球形定子主体102和万向节112两者旋转。半球形壳转子104、106也可与万向节112一起围绕旋转轴线110-1旋转。
球形定子主体102(其实施方案在图2和图3中更清楚地示出)具有外表面202，该外表面具有形成于其中的多个狭槽。特别地，多个纵向狭槽204形成在外表面202中并且围绕该外表面均匀地间隔开，并且多个横向狭槽206形成在外表面202中并且围绕该外表面均匀地间隔开。应当理解的是，形成在外表面202中的纵向狭槽(N纵向)204的数量和横向狭槽(N横向)206的数量可以变化。然而，在所描绘的实施方案中，纵向狭槽的预定数量(N纵向)为24，并且横向狭槽的预定数量(N横向)为16。还应当理解的是，球形定子主体102可以由许多已知材料中的任何一种形成，但是在特别优选的实施方案中，它包括铁磁材料，诸如铁(例如，硅铁、钴铁)、低碳钢、磁性不锈钢和镍合金，仅列举几个。
多个纵向线圈(图2和图3中未描绘出)围绕球形定子主体102卷绕，使得每个纵向线圈的一部分设置在纵向狭槽204中的不同纵向狭槽内。此外，多个横向线圈(图2和图3中也未描绘出)围绕球形定子主体102卷绕，使得每个横向线圈的一部分设置在横向狭槽206中的不同横向狭槽内。球形定子主体102、纵向线圈和横向线圈一起实施具有预定数量的极(P)的定子。在本文更详细描述的一个示例实施方案中，球形定子主体102、纵向线圈和横向线圈实施4极定子(例如，P＝4)。然而，应当理解的是，球形定子主体102、纵向线圈和横向线圈可以实施具有多于或少于该数量的极的定子。
无论极(P)的数量如何，先前应注意的是，纵向狭槽204和横向狭槽206围绕外表面202均匀地间隔开。在一个具体实施方案中，纵向狭槽204彼此分离纵向狭槽节距角，并且横向狭槽206彼此分离横向狭槽节距角。纵向狭槽节距角(以弧度为单位)被定义为
Figure BDA0002549660540000061
并且横向狭槽节距角(以弧度为单位)被定义为
Figure BDA0002549660540000062
因此，在其中球形定子主体102、纵向线圈和横向线圈实施4极定子、并且其中纵向狭槽204的数量为24以及横向狭槽206的数量为16的实施方案中，应当理解的是，纵向狭槽204彼此分离15度(
Figure BDA0002549660540000063
弧度)的纵向狭槽节距角，并且横向狭槽206彼此分离22.5度(
Figure BDA0002549660540000064
弧度)的横向狭槽节距角。
正如纵向狭槽204的数量、横向狭槽206的数量和极(P)的数量可以变化，纵向线圈的数量和横向线圈的数量也可以变化。更具体地，多个纵向线圈可以包括预定数量的不同纵向相位线圈(N纵向_相位)，并且多个横向线圈可以包括预定数量的不同横向相位线圈(N横向_相位)。在一个具体实施方案中，电磁机100包括间隔开90电角度(例如，
Figure BDA0002549660540000065
弧度)的两个不同纵向相位线圈，以及也间隔开90电角度(例如，
Figure BDA0002549660540000066
弧度)的两个不同横向相位线圈。即，N纵向_相位＝N横向_相位。应当理解的是，在其他实施方案中，N纵向_相位可不等于N横向_相位，并且相位线圈的各个数量可以多于或少于两个。
为了完整起见，图4描绘了示出两个纵向相位线圈402-1、402-2如何被卷绕在24个纵向狭槽204中的二维卷绕图，并且图5描绘了示出两个横向相位线圈502-1、502-2如何被卷绕在16个纵向狭槽206中的二维卷绕图。如图4所描绘，两个纵向相位线圈402-1、402-2均匀分布在纵向狭槽204中并且彼此移位90电角度(例如，
Figure BDA0002549660540000067
)。类似地，图5描绘了两个横向相位线圈502-1、502-2均匀分布在横向狭槽206中并且彼此移位90电角度(例如，
Figure BDA0002549660540000068
)。当电流被供应到多个纵向线圈402-1、402-2中的一个或多个纵向线圈或被供应到多个横向线圈502-1、502-2中的一个或多个横向线圈时，该卷绕构造产生接近正弦的通量密度。
现在返回图1，应注意的是，第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106两者被安装成相对于球形定子主体102旋转。第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106各自与球形定子主体102间隔开并围绕该球形定子主体的一部分。更具体地，第一半球形壳转子104围绕球形定子主体102的第一半的一部分，并且第二半球形壳转子106围绕球形定子主体102的第二半的一部分。同样如图1所描绘，第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106彼此间隔开以限定间隙122。
多个磁体耦接到第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106的内表面。特别地，如图6A、图6B、图8A和图8B所描绘，第一多个磁体602被耦接到第一半球形壳转子104的内表面604，并且如图7A、图7B、图8A和图8B所描绘，第二多个磁体702被耦接到第二半球形壳转子106的内表面704。如可以理解的那样，当组装为机器100的一部分时，第一多个磁体602和第二多个磁体702面向球形定子主体102。在图6A、图6B、图7A、图7B、图8A和图8B中描绘的实施方案中，存在耦接到内表面604、704中的每一个内表面的八组磁体602、702，并且每个磁体602、702使用钕永磁体来实施。然而，应当理解的是，第一多个磁体602和第二多个磁体702中的每一个磁体的数量和类型可以变化。应当注意的是，在图6A、图6B、图7A、图7B、图8A和图8B中，交叉阴影线表示磁北极(N)，并且点画表示磁南极(S)。
实际上，在图9A和图9B中描绘的另一实施方案中，使用十六个钕永磁体将磁体602、702以Halbach阵列的形式布置。应该注意的是，图9A和图9B中使用的箭头指示磁化的方向，并且虚线和相关联的箭头指示第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106中的磁通量方向的一个示例。Halbach阵列布置的使用产生接近正弦的集中的转子通量密度分布。因此，第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106和/或万向节114不需要由铁磁材料形成，因为磁通量集中在面向球形定子主体102的侧面上。如在图6A、图6B、图7A、图7B、图8A和图8B中描绘的实施方案一样，应当理解的是，在该实施方案中，第一多个磁体602和第二多个磁体702中的每一者的数量和类型可以变化。
利用本文所述的构造，当电流被供应给纵向线圈402中的一个或多个纵向线圈或被供应给横向线圈502中的一个或多个横向线圈时，生成引起第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106的移动的洛伦兹力。第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106的移动可以是围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线中的一者或两者的360度无约束旋转。
在一些实施方案中，电磁机100可以被通电以仅围绕旋转轴线110-1中的一个旋转轴线旋转。在此类实施方案中，如10A至图10E所描绘，电磁机100可以包括负载轴1002，该负载轴耦接到万向节114并且可与该万向节一起围绕第一旋转轴线110-1旋转。该构造可以在仅需要或期望围绕第一旋转轴线110-1旋转时实施。为此，至少在上文所述和图1至图5中描绘的实施方案中，纵向相位线圈402-1、402-2被选择性地通电以赋予围绕第一旋转轴线110-1的旋转。
在其他实施方案中，电磁机100可以被通电以分离地或同时地围绕一个或两个旋转轴线110旋转。在此类实施方案中，如图11A所描绘，负载1102(诸如相机)可以耦接到第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106中的一者或两者(或以其他方式安装在该第一半球形壳转子和该第二半球形壳转子中的一者或两者上)。在所描绘的实施方案中，负载1102仅耦接到第一半球形壳转子104。无论负载1102是否耦接到半球形壳转子104、106中的一者或两者(或以其他方式安装在该半球形壳转子中的一者或两者上)，如图11A至图11J所描绘的那样，第一半球形壳转子104和第二半球形壳转子106以及因此万向节114可围绕第一旋转轴线110-1相对于球形定子主体102旋转，并且还可围绕第二旋转轴线110-2相对于万向节114和球形定子主体102旋转。为了实施该功能，至少在上文所述和图1至图5中描绘的实施方案中，纵向相位线圈402-1、402-2被选择性地通电以赋予围绕第一旋转轴线110-1的旋转，并且横向相位线圈502-1、502-2被选择性地通电以赋予围绕第二旋转轴线110-2的旋转。
应当理解的是，为了围绕旋转轴线110中的一个或两个旋转轴线赋予机器100的期望旋转频率，供应到纵向线圈402和/或供应到横向线圈502的电流的频率应为期望旋转频率的两倍。例如，如果围绕第一旋转轴线的期望旋转频率为1800rpm(每分钟转数)，则应当以60Hz的频率供应被供应给纵向相位线圈402-1、402-2的电流。
本文所公开的球形电磁机100可以为许多工业应用递送相对较高的、具有减小的扭矩波动的扭矩，和/或允许在其上卷绕线圈时的难度相对较小。该球形电磁机能够在旋转轴线110-1和110-2两者上产生360度的角运动。在本文件中，关系术语(诸如第一和第二等)可以仅用于将一个实体或动作与另一实体或动作区分开，而不必要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。除非明确地由权利要求书语言限定，否则数字序数诸如“第一”、“第二”、“第三”等仅表示多个中的不同个体，并且不暗示任何顺序或序列。除非明确地由权利要求书的语言限定，否则任何权利要求书中的文本的序列不暗示必须根据此类序列以时间或逻辑顺序执行处理步骤。在不脱离本发明的范围的情况下，方法步骤可以任何顺序互换，只要此类互换不与权利要求语言矛盾并且不是逻辑上荒谬的。
此外，取决于上下文，在描述不同元件之间的关系时使用的诸如“连接”或“耦接到”的词语不暗示必须在这些元件之间进行直接物理连接。例如，两个元件可以通过一个或多个附加元件物理地、电子地、逻辑地或以任何其他方式彼此连接。
虽然在本发明的前述具体实施方式中已呈现了至少一个示例性实施方案，但是应当理解存在大量的变型形式。还应当理解，一个示例性实施方案或多个示例性实施方案仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或构造。相反，前述具体实施方式将为本领域的技术人员提供一种用于实现本发明的示例性实施方案的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下，可对示例性实施方案中描述的元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种球形电磁机，包括：
球形定子主体，所述球形定子主体具有外表面；
多个纵向狭槽，所述多个纵向狭槽形成于所述外表面中并且围绕所述外表面均匀地间隔开；
多个横向狭槽，所述多个横向狭槽形成于所述外表面中并且围绕所述外表面均匀地间隔开；
多个纵向线圈，所述多个纵向线圈卷绕在所述球形定子主体周围，每个纵向线圈使其一部分设置在所述纵向狭槽中的不同纵向狭槽内；
多个横向线圈，所述多个横向线圈卷绕在所述球形定子主体周围，每个横向线圈使其一部分设置在所述横向狭槽中的不同横向狭槽内；
第一半球形壳转子，所述第一半球形壳转子被安装成相对于所述球形定子主体旋转并与所述球形定子主体间隔开，所述第一半球形壳转子围绕所述球形定子主体的第一半的一部分；
第一多个磁体，所述第一多个磁体耦接到所述第一半球形壳转子的内表面并且面向所述球形定子主体；
第二半球形壳转子，所述第二半球形壳转子被安装成相对于所述球形定子主体旋转并与所述球形定子主体间隔开，所述第二半球形壳转子围绕所述球形定子主体的第二半的一部分；和
第二多个磁体，所述第二多个磁体耦接到所述第二半球形壳转子的内表面并且面向所述球形定子主体，
其中，当电流被供应到所述多个纵向线圈中的一个或多个纵向线圈或被供应到所述多个横向线圈中的一个或多个横向线圈时，洛伦兹力引起所述第一半球形壳转子和所述第二半球形壳转子的移动。
2.根据权利要求1所述的球形电磁机，还包括：
万向节，所述万向节耦接到所述定子基座固持器、所述第一半球形壳转子和所述第二半球形壳转子。
3.根据权利要求2所述的球形电磁机，其中，由于所述万向节耦接到所述第一半球形壳转子和所述第二半球形壳转子，所述第一半球形壳转子和所述第二半球形壳转子以及所述万向节能够围绕第一旋转轴线相对于所述球形定子主体旋转。
4.根据权利要求3所述的球形电磁机，还包括：
负载轴，所述负载轴耦接到所述万向节并且能够与所述万向节一起围绕所述第一旋转轴线旋转。
5.根据权利要求2所述的球形电磁机，其中：
所述第一半球形壳转子和所述第二半球形壳转子各自能够围绕第二旋转轴线相对于所述万向节旋转；并且
所述第二旋转轴线垂直于所述第一旋转轴线。
6.根据权利要求2所述的球形电磁机，其中所述第一半球形壳转子和所述第二半球形壳转子的所述移动是围绕所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线中的一者或两者的360度的无约束旋转。
7.根据权利要求6所述的球形电磁机，还包括：
负载，所述负载耦接到所述半球形壳转子中的一者或两者，并且能够与所述半球形壳转子中的一者或两者一起围绕所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线中的一者或两者旋转。
8.根据权利要求1所述的球形电磁机，其中所述球形定子主体包含铁磁材料。
9.根据权利要求1所述的球形电磁机，其中：
所述球形定子主体包括预定数量的纵向狭槽(N纵向)和预定数量的横向狭槽(N横向)；
所述球形定子主体、所述多个纵向线圈和所述多个横向线圈实施具有预定数量的极(P)的定子；
所述纵向狭槽彼此分离以弧度为单位定义为
Figure FDA0002549660530000021
的纵向狭槽节距角；并且
所述横向狭槽彼此分离以弧度为单位定义为
Figure FDA0002549660530000022
的横向狭槽节距角。
10.根据权利要求9所述的球形电磁机，其中：
所述多个纵向线圈包括预定数量的不同纵向相位线圈(N纵向_相位)；并且
所述多个横向线圈包括预定数量的不同横向相位线圈(N横向_相位)。
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