CN114303304B - 反向旋转差动电动马达组件 - Google Patents

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Abstract

一种改进的反向旋转(CR)差动电动马达组件用于为飞行器或用于移动气体的风扇提供动力并包括可安装到水平飞行和垂直起降飞行器上的两个反向旋转螺旋桨或空间尺寸与用于只有一个螺旋桨的传统马达的安装空间类似的风扇壳体，并包括中空中心轴和滑环组件，其安装在反向旋转部件的内部、比其略高或完全比其更高并且围绕中空中心轴。

Description

反向旋转差动电动马达组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年3月23日提交的美国临时专利申请第62/993,594号的优先权和权益，其通过引用整体并入本文。本申请要求2019年8月29日提交的美国临时专利申请第62/893,290号的优先权和权益，其通过引用整体并入本文。本申请要求2019年8月29日提交的美国临时专利申请第62/893,293号的优先权和权益，其通过引用整体并入本文。
关于联邦资助的研究或开发的声明
不适用
受版权保护的材料的通知
本专利文件中的部分材料受美国和其他国家的版权法的版权保护。版权所有者不反对任何人对专利文件或专利公开内容进行复制再现，因为其出现在美国专利商标局的可公开获得的文件或记录中，但在其他方面保留所有版权。版权所有者在此不放弃任何使本本专利文件保密的权利，包括但不限于其根据37C.F.R.§1.14的权利。
技术领域
本公开的技术总体涉及一种反向旋转(CR)差动电动马达组件，其通常为中型到大型尺寸(10到>100磅的推力)并经常用于驱动飞行器或空气移动/风扇技术。更具体地说，本发明是一种CR差动电动马达组件，其通常用于驱动水平飞行和垂直起降(VTOL)飞行器，并允许两个关联/连接的螺旋桨围绕共同的中心轴线彼此非常靠近地旋转，其中一个螺旋桨产生的气流差动地耦合到另一个螺旋桨的旋转中，从而相对于使单个螺旋桨旋转的等同的标准/传统的马达提高了CR马达的功耗效率。本发明可以与飞行器或最初针对标准/传统的马达构造的空间中的风扇壳体一起使用。
背景技术
编号为8,198,773、8,253,294和8,531,072(授予本申请人)的美国专利用于各种反向旋转马达/发电机应用。
相关的美国专利第10,116,187号(授予本申请人并被称为专利‘187)是一种薄型反向旋转差动电动马达组件。特别地，这种CR马达组件专门用于相对较小的电动马达，通常小于约10磅的推力。如专利‘187中所述，CR马达组件包括：具有第一端部和第二端部的实心中心轴(固定的或旋转的)；围绕所述实心中心轴在相反方向上旋转的第一旋转构件和第二旋转构件；分别固定到第一旋转构件和第二旋转构件上的第一螺旋桨和第二螺旋桨；对与第一旋转构件和第二旋转构件关联的旋转进行驱动的电磁装置；以及用于将电力从外部电源输送到电磁装置中的装置，其设置在反向旋转的旋转构件与安装装置之间并固定在实心中心轴的第二端部上。这种特定的设计非常适合小型的CR马达，其中该CR马达的质量(主要是第一旋转构件和第二旋转构件以及电磁装置)相对较小(约<10磅的推力)。然而，对于中型到大型的CR马达(约10到>100磅的推力)，第一旋转构件和第二旋转构件以及电磁装置的质量变得很重要，并且为了防止运行期间中心轴的有害旋转产生的谐波，第一旋转构件和第二旋转构件以及电磁装置需要尽可能靠近安装装置(基板)。专利‘187中公开的CR马达将电力输送装置(通常是滑环组件或等同物)定位在第一旋转构件和第二旋转构件以及电磁装置与安装装置之间，从而将第一旋转构件和第二旋转构件以及电磁装置放置为距安装装置有相当的一段距离。同样，这十分有利于小型的CR马达，但对于尺寸增大的CR马达来说容易产生有害的共振。
另外，国际公布WO2018/106611(也授予本申请人并被称为WIPO‘611)描述了一种电力输送装置或具有高电流和RPM功能的滑环组件，其可与专利‘187中公开的CR马达一起使用。然而，与专利‘187的CR马达一样，该滑环组件必须在第一旋转构件和第二旋转构件(以及关联的电磁装置)与安装装置之间使用，因为电线从电源延伸到滑环组件的外部。该滑环组件的中心轴或转轴是实心的。由于反向旋转的螺旋桨与电线缠绕在一起，因此不可能将该滑环组件定位在第一旋转构件和第二旋转构件内或它们的上方(以使第一旋转构件和第二旋转构件以及电磁装置的质量靠近安装装置)。
发明内容
本文描述的技术的一个目的是提供一种用于驱动水平飞行和垂直起降的飞行器的中型到大型的CR差动电动马达组件。
本文描述的技术的另一个目的是提供一种用于驱动使空气或其他气体移动的风扇的中型到大型的CR差动电动马达组件。
本文描述的技术的另一个目的是提供一种用于驱动水平飞行和垂直起降的飞行器的具有两个螺旋桨的中型到大型的CR差动电动马达组件，其要求的空间分配与具有一个螺旋桨的传统/标准的马达在飞行器中的要求大致相同。
本文描述的技术的另一个目的是提供一种用于驱动水平飞行和垂直起降的飞行器的中型到大型的CR差动电动马达组件，与具有单个螺旋桨的标准/传统的马达相比，其具有相对于机械动力输出减少的电力输入。
本文描述的技术的另一个目的是公开一种用于驱动水平飞行和垂直起降的飞行器的中型到大型的CR差动电动马达组件，与等同的标准/传统的电动马达相比，其电池寿命增加并且推力更大。
本发明的另一个目的是公开一种中型到大型的CR马达，其利用以下组合：1)不会针对传统的电动马达支架浪费增加的能量；2)由于产生较低的热量而增加能量；3)由于减少了其滑环组件的中间到外部的定位产生的振动谐波而增加能量；以及4)两个反向旋转的构件之间的协同的差动耦合增大了它们的净旋转速度，从而相对于标准的马达提高了CR马达的效率。
公开了一种用于驱动飞行器或风扇的中型到大型的CR差动电动马达组件，其包括：a)具有第一端部和第二端部的中空中心轴(或转轴)；b)围绕中空中心轴安装的两个反向旋转的旋转构件，其中第一旋转构件包括励磁线圈绕组并且第二旋转构件包括永磁体；c)固定到第一旋转构件上的第一组螺旋桨桨叶和固定到第二旋转构件上的第二组螺旋桨桨叶；d)用于将电力从电源和控制器输送到励磁线圈的滑环组件，其围绕中空中心轴定位并设置在第一旋转构件和第二旋转构件内或者完全或部分地设置在中空中心轴的上方(朝向第一端部)；e)用于将CR马达组件固定到交通工具或风扇上的安装基座；f)用于操作CR马达组件的可选的控制装置；以及g)可选的电源。
将在说明书的以下部分中提出本文描述的技术的其他的方面，其中详细说明是用于充分公开该技术的优选实施方式而不是对其进行限制。
附图说明
通过参照目的仅在于进行说明的以下附图将更充分地理解本文描述的技术：
图1A是本发明的一个实施方式的侧视图，其中滑环组件部分或完全地设置在第一旋转构件和第二旋转构件的上方并围绕中空中心轴。
图1B是图1A中示出的实施方式的透明视图。
图1C是图1A中示出的实施方式的剖视图。
图2A是本发明的另一个实施方式的侧视图，其中滑环组件定位在第一旋转构件和第二旋转构件内并围绕中空中心轴。
图2B是图2A中示出的实施方式的透明视图。
图2C是图2A中示出的实施方式的剖视图。
图3是图1A、图1B和图1C中使用的滑环组件的剖视图。
图4是图2A、图2B和图2C中使用的滑环组件的剖视图。
图5是本发明的另一个实施方式的部分透明的俯视图，示出了与励磁线圈连接部和导线等间距间隔开的滑环组件。
图6是本发明的一个实施方式的分解立体图。
图7是图6所示的实施方式的部分分解的垂直视图(附接的螺旋桨被部分示出)。
图8是图6所示的组装的实施方式的剖视图(附接的螺旋桨被部分示出)。
图9是图6所示的组装的实施方式的外部视图。
具体实施方式
更具体地参照附图，出于说明的目的，作为主题的技术被体现为总体在图1至图9中示出的系统。应当理解，在不背离本文公开的基本概念的情况下，作为主题的系统的CR差动电动马达组件可以在构造和部件细节方面变化，并且方法可以在具体步骤和操作顺序方面变化。
作为主题的小型到大型的CR马达可以具有任何期望的电气相位配置，然而，仅出于举例的目的并且非限制性地，本文相关的CR马达是无刷电气三相设计。其他的相位设计的功能与当前的三相形式相同。采用合适的控制器和电源来操作作为主题的CR马达。
总体上，本发明是一种中型(约>10磅推力)到大型(约>100磅推力)的CR差动电动马达组件，其用于驱动飞行器或用于移动气体的风扇。对于具有与其部件关联的较大质量的CR马达(或任何中型到大型的马达)，将马达的旋转部件定位为靠近安装基座有助于消除有害的旋转振动，这些振动会减小推力、浪费能量、磨损轴承并产生有害热量。作为主题的CR马达包括：a)具有外(第一)端部和内(第二，位于安装基座区域中)端部并沿中心轴线定向的中空中心轴，其为CR差动电动马达组件提供结构支撑；b)固定到围绕其外周的电磁励磁线圈上的内(第一)旋转构件，其中该内部旋转构件在操作期间围绕中心轴线在第一方向上旋转；c)固定到内部旋转构件上的第一轴承组件，其允许内部旋转构件围绕中心轴线在第一方向上旋转；d)外部旋转构件，其在操作期间在与第一旋转构件相反的第二方向上围绕中心轴线旋转，其中外部旋转构件内衬有多个永磁体，它们在通电时被电磁励磁线圈排斥；e)固定到外部旋转构件上的第二轴承组件，其允许外部旋转构件围绕中心轴线在与第一旋转方向相反的第二方向上旋转；f)固定到内部旋转构件上的第一螺旋桨组件，其中该第一螺旋桨组件包括至少两片螺旋桨桨叶；g)固定到第二旋转构件上的第二螺旋桨组件，其中该第二螺旋桨组件包括至少两片螺旋桨桨叶；h)固定到中空中心轴的第二端部上的安装基座构件；以及h)用于将电力从外部控制器和电源输送到励磁线圈绕组的滑环组件，其中该滑环组件围绕中空中心轴定位在第一旋转构件和第二旋转构件内，或者围绕中空中心轴定位为略微或完全地突出到第一旋转构件和第二旋转构件的上方。
需要强调的是，仅出于举例的目的并且非限制性地，以下说明具体涉及水平飞行和VTOL飞行器，并且作为主题的CR马达发明也用于空气移动装置，例如家庭或商业建筑中的风扇。
更具体地说，如图1A、图1B、图1C和图3所示，示出了本发明的第一实施方式5，其中滑环组件定位在两个反向旋转的旋转构件的上方。总体上，该实施方式包括具有通过轴承11旋转地固定到中空中心轴35上的外部部分10和内部部分12的第一旋转构件。为清楚起见，“外部”是指在中空中心轴35上远离安装基座构件40，并且“内部”是指较靠近安装基座构件40。螺旋桨15紧固在外部部分10上。说明性的螺旋桨15包括两片桨叶，但其他的桨叶数量(两片、四片等)也被认为是处于本公开的范围内。电磁励磁线圈14固定在第一旋转构件的内部部分12上。
第二旋转构件包括通过轴承26旋转地固定到中空中心轴35上的外部部分20和内部部分25。螺旋桨30紧固在内部部分25上。再次，说明性的螺旋桨30包括两片桨叶，但其他的桨叶数量(两片、四片等)也被认为是处于本公开的范围内。永磁体27固定并内衬在第二旋转构件的外部部分20的内周上。
中空中心轴35固定在安装基座40上并且在CR马达运行期间不旋转。安装基座可用于将作为主题的CR马达固定到诸如飞行器和空气移动系统的装置上。中空中心轴35是中空的，以允许电气布线60从外部控制器和电源62穿过其中到达滑环组件的电力接收部件(图3中示出的烧结/多孔盘73)。布线60附接在位置66处。中空中心轴35通常由合适的金属或金属合金制成，然而，也可以采用结构上可接受的聚合物，并且其具有对导线60进行定位的内部通道37。需要强调的是，内部通道37通常是圆形的，然而，中心轴35中的各种切割通道也是可行的，但是圆形通道是优选的，以防止有害的旋转共振。
由于每个CR马达具有两个反向旋转的构件，其中一个具有一组永磁体27(第二旋转构件的外部部分20)并且另一个具有励磁线圈绕组14(第一旋转构件的内部部分12)，因此需要非传统的方式向这些励磁线圈绕组14输送电力。实施方式5的优选的电力传送装置是滑环组件，其可以在图1B、图1C和图3中看到。包括滑环组件的是一组成对的导电盘50，它们由含润滑剂的烧结/多孔金属或金属合金制成(一种这样的容易在市场上买到的烧结/多孔材料被称为OiliteTM)。青铜、黄铜、钢等经常用于生产烧结盘。烧结盘包含微观通道，它们将施加的润滑剂捕获在其中并在操作过程中缓慢释放润滑剂。润滑剂可以是天然油和合成油，优选较轻的SAE 10(W)-50，但发现其他粘度也在本公开的范围内。
通常，优选的是盘对70中的两个盘都是经润滑的烧结/多孔盘，然而，要指出的是，每个成对的盘组70中可以只有一个构件是烧结/多孔的并且另一个是非烧结/多孔的材料，例如金属或金属合金，然而，发现这种可能性在CR马达运行期间具有高得多的磨损特性。发现各自经润滑的位于烧结/多孔盘上的烧结/多孔盘在CR马达长期运行期间(>100小时)具有极低的磨损特性。
图1B、图1C和图3所示的成对的盘组包括三个盘对70，其中每个盘组具有外盘72和内盘73。每个即将产生的电连接都需要具有外盘72和内盘73的一个成对的盘组70。因此，示例性CR马达5利用三相布线，使得三条导线60从控制器和电源62进入中空中心轴开口37并延续到三个成对的盘50的盘组。在每个盘组70中，内盘73在CR马达运行时在主轴壳体45中保持固定。因此，三条引入的导线60中的每一个都固定在一个固定的内盘73上。每个盘对70(外盘72和内盘73)都通过绝缘盘75与下一个盘对70电隔离。每个成对的盘组中的外盘72通过将外盘72锁定到主轴壳体45中的附接凸片67与延伸至励磁线圈14的离开的导线65连接。要指出的是，对于每个盘组70，只要每个盘对中的一个盘是固定的且另一个盘是旋转的并且只要引入的导线附接在固定的盘上且离开的导线固定在旋转的盘上，就可以切换引入的导线和离开的导线。三个成对的盘50的盘组被保持在包括一个或多个弹簧52的弹性装置的主轴壳体45内，该弹性装置向堆叠的盘组施加压力以在CR马达运行期间保持电接触。主轴壳体45由足够刚性的非导电聚合物制成，例如Delrin、PEEK、各种尼龙和类似材料。主轴壳体45和关联的部件通常但非必须地被滑环组件盖体51包围。
需要强调的是，如果需要，外盘72可以是附接在引入的导线60上的非旋转盘，并且内盘73可以是附接在引出/离开的导线65上的旋转盘。
本发明的第二实施方式在图2A、图2B、图2C和图4中示出，并且总体上包括双螺旋桨CR差动电动马达组件，其包括：具有第一端部和第二端部的中空中心轴；围绕所述中空中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中空中心轴在第一方向上旋转；固定到所述第一旋转构件上的第一螺旋桨；第二旋转构件，其围绕所述中空中心轴定位并设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或设置在所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第二端部之间，其在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中空中心轴旋转；固定到所述第二旋转构件上的第二螺旋桨；与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在通过从外部电源穿过所述中空中心轴延伸的导线接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中空中心轴在相反的方向上进行旋转；用于将电力从外部电源输送给所述电磁装置的滑环组件，其中所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第一端部之间；以及用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中空中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中空中心轴的所述第二端部定位。
更具体地说，图2A、图2B、图2C和图4涉及本发明的第二实施方式100，其中滑环组件定位在两个反向旋转的旋转构件之间或比其略高。对于图2A、图2B、图2C和图4，元件的附图标记为100s的形式并且与图1A、图1B、图1C和图3中针对第一实施方式示出的那些等同，然而，滑环组件被降低到两个反向旋转的构件内的空间中。总体上，该实施方式包括第一旋转构件，其包括通过轴承111旋转地固定到中空中心轴135上的外部部分110和内部部分112。为清楚起见，“外部”是指在中空中心轴135上远离安装基座构件140，并且“内部”是指靠近安装基座构件140。螺旋桨115紧固在外部部分110上。说明性的螺旋桨115包括两片桨叶，但其他的桨叶数量(两片、四片等)也被认为是处于本公开的范围内。电磁励磁线圈114固定在第一旋转构件的内部部分112上。
第二旋转构件包括通过轴承126旋转地固定到中空中心轴135上的外部部分120和内部部分125。螺旋桨130紧固在内部部分125上。再次，说明性的螺旋桨130包括两片桨叶，但其他的桨叶数量(两片、四片等)也被认为是处于本公开的范围内。永磁体127固定并内衬在第二旋转构件的外部部分120的内周上。
中空中心轴135固定在安装基座140上并且在CR马达运行期间不旋转。安装基座140可用于将作为主题的CR马达固定到诸如飞行器和空气移动系统的装置上。中空中心轴135是中空的，以允许电气布线160从外部控制器和电源162穿过其中到达滑环组件的电力接收部件(图4中示出的烧结盘173)。布线160附接在位置166处。中空中心轴135通常由合适的金属或金属合金制成，然而，也可以采用结构上可接受的聚合物，并且其具有对导线160进行定位的内部通道137。需要强调的是，内部通道137通常是圆形的，然而，中心轴135中的各种切割通道也是可行的，但是圆形通道是优选的，以防止有害的旋转共振。
由于每个CR马达具有两个反向旋转的构件，其中一个具有一组永磁体127(第二旋转构件的外部部分120)并且另一个具有励磁线圈绕组14(第一旋转构件的内部部分112)，因此需要非传统的方式向这些励磁线圈绕组114输送电力。实施方式100的优选的电力传送装置是滑环组件，其可以在图2B、图2C和图4中看到。包括滑环组件的是一组成对的导电盘150，它们由含润滑剂的烧结/多孔金属或金属合金制成(一种这样的容易在市场上买到的烧结/多孔材料被称为OiliteTM)。青铜、黄铜、钢等经常用于生产烧结盘。烧结盘包含微观通道，它们将施加的润滑剂捕获在其中并在操作过程中缓慢释放润滑剂。润滑剂可以是天然油和合成油，优选较轻的SAE 10-50，但发现其他粘度也在本公开的范围内。
图2B、图2C和图4所示的成对的盘组包括三个盘对170，其中每个盘组具有外盘172和内盘173。每个即将产生的电连接都需要具有外盘172和内盘173的一个成对的盘组170。因此，示例性CR马达100利用三相布线，使得三条导线160从控制器和电源162进入中空中心轴开口137并延续到三个成对的盘150的盘组。在每个盘组170中，内盘173在CR马达运行时在主轴壳体145中保持固定。因此，三条引入的导线160中的每一个都固定在一个固定的内盘173上。要指出的是，对于每个盘组170，只要每个盘对中的一个盘是固定的且另一个盘是旋转的并且只要引入的导线附接在固定的盘上且离开的导线固定在旋转的盘上，就可以切换引入的导线和离开的导线。每个盘对170(外盘172和内盘173)通过绝缘盘175与下一个盘对170电隔离。每个成对的盘组中的外盘172通过将外盘172锁定到主轴壳体145中的附接凸片167与延伸至励磁线圈114的离开的导线165连接。三个成对的盘150的盘组被保持在包括一个或多个弹簧152的弹性装置的主轴壳体145内，该弹性装置向盘150的堆叠的盘组施加压力以在CR马达运行期间保持电接触。
需要强调的是，如果需要，外盘172可以是附接在引入的导线160上的非旋转盘，并且内盘173可以是附接在引出/离开的导线165上的旋转盘。
对于第一CR马达实施方式5，图5示出了滑环组件内的用于离开的盘连接部/导线65(通向励磁线圈14)的优选构造是主轴壳体45内的对称布置。连接部/导线65的对称布置使任何有害或浪费能量的旋转振动减至最少。
对于水平飞行和VTOL飞行器，CR马达支架40和140经常具有用于将作为主题的CR马达5和100固定到选定的飞行器上的孔眼。作为主题的CR差动电动马达组件5和100的一个优点是它们易于装配在具有螺旋桨的传统/标准的马达进行装配的区域内。
机载供电装置/电源通常是一个或多个合适的电池。另外，采用标准且易于购买的电子速度控制器(ESC)来控制输入的电力，以通过产生必要的磁排斥力的模式来驱动励磁线圈绕组14，从而驱动旋转并引发和持续旋转。
通常，水平飞行和VTOL飞行器的机载控制器通过无线电波、红外信号或等同物与地面控制器进行远程通信。
与仅配备单个螺旋桨的传统/标准的马达相比，具有两个内部差动耦合的螺旋桨的本发明的差动或第一到第二螺旋桨的反馈作用在解释本发明的有效性或效率方面很重要。第一螺旋桨上的一组桨叶遇到迎面而来的空气并增大离开空气的速度。第二螺旋桨上的一组桨叶遇到经第一螺旋桨加速的空气，这导致第二旋转构件旋转得更快，这反过来进一步加速了第一旋转构件并且内部差动耦合的两个旋转构件通过比仅具有一个螺旋桨的马达更高的效率运行，这种电动马达不提供CR类型中那样的旋转构件之间的协同反馈增强。
图6至图9示出了通过对用于全功能CR马达的零件进行描绘的CAD程序获得的作为主题的技术的实施方式。图6描绘了作为主题的技术的一个实施方式的部件的分解图。需要强调的是，其他的等同实施方式也被认为是处于本公开的范围内。通过附接螺钉200将外保持环205固定在滑环组件或“旋转变压器”210上(参见上文中对典型的滑环组件或旋转变压器50的描述)，中空中心轴或转轴240延伸穿过其中。接下来是围绕中空中心轴240装配的轴承215(所有其他轴承也给出了附图标记215)。第一旋转构件的外部部分220紧随其后并且围绕中空中心轴240定位。可在第一旋转构件的外部部分220的外周上找到第一组螺旋桨桨叶锚定点(根据期望的桨叶的确切数量，存在两个以上的螺旋桨桨叶锚定点)。接下来定位的是另一个轴承215(轴承215的确切位置可以根据任何指定的特定CR马达的确切要求而变化)。第一旋转构件的内部部分225紧随其后并且再次围绕中空中心轴定位。第一旋转构件的内部部分225包含电磁励磁线圈。接下来是第二旋转构件的外部部分230。第二旋转构件的外部部分230包含锚固到外部部分230的内表面上的永磁体。在第二旋转构件的外部部分230内是另一个轴承215和提供第二组螺旋桨附接点的第二旋转内部构件235。接着是最后的轴承215。通过附接螺钉250固定内保持环245。显然，可以用等同的装置代替外部和内部的附接螺钉。
图7示出了作为主题的CR马达的一个实施方式的部分分解图。螺旋桨附接在CR马达上。
图8描绘了图6和图7所示的组装的CR马达的一个实施方式的剖视图。可以看到电线255延伸穿过中空中心轴240的内部并到达滑环组件210(再次，滑环组件的细节如上所述)。
图9示出了图6至图8中示出的实施方式的组装的外部视图。
本发明的第一实施方式包括CR差动电动马达组件，其包括：具有第一端部和第二端部的中空中心轴；围绕上市中空中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中空中心轴在第一方向上旋转；定位在所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第二端部之间的第二旋转构件，其在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中空中心轴旋转；与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在通过从外部电源穿过所述中空中心轴延伸的导线接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中空中心轴在相反方向上进行旋转；用于将电力从外部电源输送给所述电磁装置的滑环组件，其中所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位并设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第一端部之间；以及用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中空中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中空中心轴的所述第二端部定位。
本发明的第二实施方式包括双螺旋桨CR差动电动马达组件，其包括：具有第一端部和第二端部的中空中心轴；围绕所述中空中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中空中心轴在第一方向上旋转；固定到所述第一旋转构件上的第一螺旋桨；第二旋转构件，其围绕所述中空中心轴定位并设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第二端部之间，其在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中空中心轴旋转；固定到所述第二旋转构件上的第二螺旋桨；与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在通过从外部电源穿过所述中空中心轴延伸的导线接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中空中心轴在相反方向上进行旋转；用于将电力从外部电源输送给所述电磁装置的滑环组件，其中所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第一端部之间；以及用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中空中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中空中心轴的所述第二端部定位。
本发明的第三实施方式包括改进的CR差动电动马达组件，其包括：具有第一端部和第二端部的中心轴；围绕所述中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中心轴在第一方向上旋转；设置在所述第一旋转构件与所述中心轴的所述第二端部之间的第二旋转构件，其在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中心轴旋转；与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中心轴在相反方向上进行旋转；用于将电力从外部电源输送给电磁装置的滑环组件；以及用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中心轴的所述第二端部定位，其中所述改进包括：利用中空中心轴，其允许电线在所述中空中心轴内在所述滑环组件与外部电源之间延伸；以及将所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或所述中空中心轴的第一端部与所述第一旋转构件之间，以将所述第一旋转构件和所述第二旋转构件定位在所述基座构件附近，从而将所述CR差动电动马达组件的操作期间的有害振动减至最少。
在本文的使用中，除非上下文另有明确规定，否则单数词语“一”和“该”可包括复数指代对象。除非明确说明，否则以单数形式提及对象并不意味着“有且只有一个”，而是“一个或多个”。
本公开中的短语结构，例如“A、B和/或C”，描述的是可以存在A、B或C或者项目A、B和C的任何组合的情况。指示诸如后面跟着列出的一组要素的“至少一个”的短语结构表示存在这些成组的要素中的至少一个，其包括这些列出的要素的适用的任何可能组合。
本说明书中的“一个实施方式”、“至少一个实施方式”或类似的实施方式的措辞表示结合所述实施方式描述的特定的特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施方式中。因此，这些不同的实施方式用语不一定都指代相同的实施方式，或指代不同于所述的所有其他实施方式的特定实施方式。实施方式的措辞应被解释为意味着指定的实施方式的特定的特征、结构或特性可以通过任何合适的方式组合在所公开的设备、系统或方法的一个或多个实施方式中。
在本文的使用中，术语“组”是指一个或多个对象的集合。因此，例如，一组对象可以包括单个对象或多个对象。
在本文的使用中，术语“大约”、“近似”、“基本上”和“约”用于描述和解释较小的变化。当与事件或状况结合使用时，这些术语可以指事件或状况准确发生的情况以及非常接近要发生该事件或状况的情况。当与数值结合使用时，这些术语可以指小于或等于该数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或者小于或等于±0.05％。例如，“基本上”对齐可以指小于或等于±10°的角度变化范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或者小于或等于±0.05°。
另外，数量、比值和其他数值有时可以通过范围格式呈现在本文中。应该理解，这种范围格式是为了方便和简洁而使用的，并且应该被灵活地理解为包括被明确指定为范围的极限的数值，而且也包括包含在该范围内的所有单独的数值或子范围，如同明确指定的每个数值和子范围那样。例如，约1至约200的范围内的比值应理解为包括明确列举的约1和约200的极限，但也包括诸如约2、约3和约4的单独的比值，以及诸如约10至约50、约20至约100等的子范围。
尽管本文的说明包含许多细节，但这些细节不应被解释为限制本公开的范围，而只是提供一些当前优选的实施方式的说明。因此，应当理解，本公开的范围完全涵盖对于本领域技术人员而言可以变得显而易见的其他的实施方式。
所公开的实施方式的本领域一般技术人员公知的元件的所有结构和功能上的等同物通过引用明确地并入本文并且应被所提出的权利要求所涵盖。此外，本公开中的任何元件、部件或方法步骤都并非奉献给公众，无论这些元件、部件或方法步骤是否在权利要求中有明确记载。本文中的任何权利要求要素都不应被解释为“手段加功能”要素，除非该要素使用短语“用于……的手段”来明确叙述。本文中的任何权利要求要素都不应被解释为“步骤加功能”要素，除非该要素使用短语“用于……的步骤”来明确叙述。

Claims (3)

1.一种反向旋转差动电动马达组件，其包括：
a.具有第一端部和第二端部的中空中心轴；
b.围绕所述中空中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中空中心轴在第一方向上旋转；
c.定位在所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第二端部之间的第二旋转构件，其在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中空中心轴旋转；
d.与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在通过从外部电源穿过所述中空中心轴延伸的导线接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中空中心轴在相反方向上的旋转；
e.用于将电力从外部电源输送给所述电磁励磁线圈的滑环组件，其中所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第一端部之间；以及
f.用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中空中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中空中心轴的所述第二端部定位。
2.一种双螺旋桨反向旋转差动电动马达组件，其包括：
a.具有第一端部和第二端部的中空中心轴；
b.围绕所述中空中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中空中心轴在第一方向上旋转；
c.固定到所述第一旋转构件上的第一螺旋桨；
d.第二旋转构件，其围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第二端部之间，并且在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中空中心轴旋转；
e.固定到所述第二旋转构件上的第二螺旋桨；
f.与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在通过从外部电源穿过所述中空中心轴延伸的导线接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中空中心轴在相反方向上的旋转；
g.用于将电力从外部电源输送给所述电磁励磁线圈的滑环组件，其中所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件与所述中空中心轴的所述第一端部之间；以及
h.用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中空中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中空中心轴的所述第二端部定位。
3.一种改进的反向旋转差动电动马达组件，其包括：具有第一端部和第二端部的中心轴；围绕所述中心轴定位的第一旋转构件，其围绕所述中心轴在第一方向上旋转；设置在所述第一旋转构件与所述中心轴的所述第二端部之间的第二旋转构件，其在与所述第一旋转构件的旋转方向相反的方向上围绕所述中心轴旋转；与所述第一旋转构件和所述第二旋转构件关联的电磁励磁线圈和永磁体，它们用于在接收电力时驱动所述第一旋转构件和所述第二旋转构件围绕所述中心轴在相反方向上的旋转；用于将电力从外部电源输送给所述电磁励磁线圈的滑环组件；以及用于将反向旋转的所述第一旋转构件和所述第二旋转构件、所述滑环组件和所述中心轴安装到支撑结构上的基座构件，其中所述基座构件靠近所述中心轴的所述第二端部定位，其中所述改进包括：
a.利用中空中心轴，其允许导线在所述中空中心轴内在所述滑环组件与外部电源之间延伸；以及
b.将所述滑环组件围绕所述中空中心轴定位在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件内或所述中空中心轴的第一端部与所述第一旋转构件之间，以将所述第一旋转构件和所述第二旋转构件定位在所述基座构件附近，从而将所述反向旋转差动电动马达组件的操作期间的有害振动减至最少。
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