CN120222702A 一种柔性电机

(19)国家知识产权局(22)申请日2025.05.28(72)发明人王龙陈彦平李静波袁海蓉所(普通合伙)11825HO2K一种柔性电机本发明公开了一种柔性电机，包括：外壳；定子组件，其设置于外壳内；外转套，其转动连接于外壳内，外转套外侧设置有转子组件；内转轴，其4002外壳(100);定子组件(210),其设置于所述外壳(100)内；外转套(300),其沿上下方向的轴线转动连接于所述外壳(100)内，所述外转套(300)外侧设置有转子组件(220);内转轴(400),其沿上下方向的轴线转动连接于所述外转套(300)内，所述内转轴(400)的底部与所述外壳(100)底侧之间设置有第一离合组件，所述第一离合组件可将所述内转轴(400)与所述外壳(100)相互连接或分离，所述内转轴(400)与所述外转套(300)之间设置有第二离合组件，所述第二离合组件可将所述内转轴(400)与所述外转套(300)相互连接或分离，所述内转轴(400)的顶端向上伸出所述外转套(300)与所述外壳(100),所述内转轴(400)的顶端沿水平方向的轴线转动连接有输出杆(410),所述输出杆(410)与所述外转套(300)之间设置有传动组件，所述外转套(300)转动时可通过所述传动组件带动所述内转轴2.根据权利要求1所述的一种柔性电机，其特征在于：所述第一离合组件包括第一连接环(510)与第一线圈(520),所述内转轴(400)的底端部向下伸出所述外转套(300),所述第一连接环(510)连接于所述内转轴(400)伸出于所述外转套(300)的底部外侧，所述第一连接环(510)底侧与所述外壳(100)内底侧之间连接有第一密封圈(530),所述第一密封圈(530)与所述第一连接环(510)的径向间隔设置有两个，所述第一连接环(510)、所述外壳(100)内底侧与两个所述第一密封圈(530)之间填充有第一磁流变液，所述外壳(100)外底侧对应两个所述第一密封圈(530)之间的位置连接有所述第一线圈(520)。3.根据权利要求2所述的一种柔性电机，其特征在于：所述第一连接环(510)的底侧设置有第一凸筋(540),所述第一凸筋(540)沿所述第一连接环(510)的径向延伸，所述第一凸筋(540)环绕所述第一连接环(510)间隔设置有多个，所述外壳(100)内底侧对应多个所述第一凸筋(540)的位置分别设置有第二凸筋(550)。4.根据权利要求2所述的一种柔性电机，其特征在于：所述外壳(100)外底侧对应两个所述第一密封圈(530)之间的位置设置有第一凹槽，所述第一线圈(520)设置于所述第一凹槽内。5.根据权利要求2所述的一种柔性电机，其特征在于：所述第二离合组件包括第二连接环(610)与第二线圈(620),所述第二连接环(610)连接于所述外转套(300)外侧，所述第二连接环(610)底侧与所述第一连接环(510)顶侧之间连接有第二密封圈(630),所述第二密封圈(630)沿所述第二连接环(610)的径向间隔设置有两个，所述第二连接环(610)、所述第一连接环(510)与两个所述第二密封圈(630)之间填充有第二磁流变液，所述第二连接环(610)顶侧对应两个所述第二密封圈(630)之间的位置连接有所述第二线圈(620)。6.根据权利要求5所述的一种柔性电机，其特征在于：所述第一连接环(510)的顶侧连接有第一隔磁环(640),所述第一隔磁环(640)的顶侧设置有第三凸筋(650),所述第三凸筋(650)沿所述第一隔磁环(640)的径向延伸，所述第三凸筋(650)环绕所述第一隔磁环(640)间隔设置有多个，所述第二连接环(610)底侧对应多个所述第三凸筋(650)的位置分别设置有第四凸筋(660)。7.根据权利要求5所述的一种柔性电机，其特征在于：所述第二连接环(610)顶侧对应3两个所述第二密封圈(630)的位置设置有第二凹槽，所述第二线圈(620)位于所述第二凹槽内，所述第二连接环(610)的顶侧连接有第二隔磁环(670),所述第二隔磁环(670)覆盖于所述第二线圈(620)的顶侧。8.根据权利要求1所述的一种柔性电机，其特征在于：所述传动组件包括齿圈(310)与齿轮(411),所述齿圈(310)连接于所述外转套(300)的顶端，所述输出杆(410)的两侧分别连接有所述齿轮(411),两个所述齿轮(411)分别与所述齿圈(310)相互啮合。9.根据权利要求1所述的一种柔性电机，其特征在于：所述定子组件(210)包括设置于所述外壳(100)内侧的绕组线圈，所述绕组线圈环绕所述外壳(100)中心设置有六个。10.根据权利要求1所述的一种柔性电机，其特征在于：所述转子组件(220)包括设置于所述外转套(300)外侧的永磁体，所述永磁体环绕所述外转套(300)设置有四个，相邻两个所述永磁体的磁性相反。4一种柔性电机技术领域背景技术[0002]电机包括定子与转子，在通电时，可使得转子转动，从而向外输出动力。现时的转子通常是刚性的输出轴，只可定向地向外输出动力，使用功能较为单一，并且受限于电机本身的体积或者使用的环境空间，电机难以连接拓展更多的结构，因此，亟需一种使用更加灵活的电机。发明内容[0003]本发明目的在于提供一种柔性电机，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。[0004]本发明解决其技术问题的解决方案是：向的轴线转动连接于所述外壳内，所述外转套外侧设置有转子组件；内转轴，其沿上下方向的轴线转动连接于所述外转套内，所述内转轴的底部与所述外壳底侧之间设置有第一离合组件，所述第一离合组件可将所述内转轴与所述外壳相互连接或分离，所述内转轴与所述外转套之间设置有第二离合组件，所述第二离合组件可将所述内转轴与所述外转套相互连接或分离，所述内转轴的顶端向上伸出所述外转套与所述外壳，所述内转轴的顶端沿水平方向的轴线转动连接有输出杆，所述输出杆与所述外转套之间设置有传动组件，所述外转套转动时可通过所述传动组件带动所述内转轴转动。[0005]该技术方案至少具有如下的有益效果：定子组件设置于外壳内，转子组件设置于外转套外侧，通过定子组件与转子组件的相互作用，可使得外转套在外壳内转动，由于外转套与内转轴之间设置有第二离合组件，内转轴与外壳之间设置有第一离合组件，通过改变第一离合组件与第二离合组件的状态，可以使得输出杆形成不同的输出状态，具体的，第一离合组件将内转轴与外壳相互分离，第二离合组件将外转套与内转轴相互连接，当转子组件带动外转套转动时，可带动内转轴转动，此时由于外转套与内转轴之间不产生相对转动，内转轴上的输出杆会跟随内转轴沿上下方向的轴线转动，从而实现输出杆的自转；当第一离合组件将内转轴与外壳相互连接，第二离合组件将外转套与内转轴相互分离时，转子组件带动外转套转动，此时内转轴相对固定于外壳内，不跟随外转套一起转动，由于外转套与内转轴之间产生相对转动，通过传动组件可带动输出杆沿水平方向的轴线转动，使得输出杆的角度朝向发生变化，如此通过对第一离合组件与第二离合组件的控制，可使得输出杆沿其自身轴线转动以输出动力，又或者是根据使用需要调节倾斜角度以进行自转、往复摆[0006]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一离合组件包括第一连接环与第一线圈，所述内转轴的底端部向下伸出所述外转套，所述第一连接环连接于所述内转轴伸出于5所述外转套的底部外侧，所述第一连接环底侧与所述外壳内底侧之间连接有第一密封圈，所述第一密封圈与所述第一连接环的径向间隔设置有两个，所述第一连接环、所述外壳内底侧与两个所述第一密封圈之间填充有第一磁流变液，所述外壳外底侧对应两个所述第一密封圈之间的位置连接有所述第一线圈。在第一连接环底侧与外壳内底侧之间具有间隙，并且由两个径向间隔设置的第一密封圈在该间隙内沿内外方向进行封闭，使得第一连接环底侧、外壳内底侧与两个第一连接环之间形成第一空腔，在此第一空腔内填充第一磁流变液，当第一线圈不通电时，第一磁流变液为低粘度、高流动性的状态，第一连接环在转动时受到较少的阻力，使得内转轴可相对外壳转动，实现第一离合组件将内转轴与外壳相互分离，当第一线圈通电时，第一磁流变液为高粘度、低流动性的状态，限制第一连接环在外壳内转动，实现第一离合组件将内转轴与外壳相互连接，如此第一离合组件可实现将内转轴[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一连接环的底侧设置有第一凸筋，所述第一凸筋沿所述第一连接环的径向延伸，所述第一凸筋环绕所述第一连接环间隔设置有多个，所述外壳内底侧对应多个所述第一凸筋的位置分别设置有第二凸筋。在第一连接环底侧，相邻的两个第一凸筋之间形成能容纳第一磁流变液的第一间隙，而在外壳内底侧，相邻的两个第二凸筋之间亦形成有容纳第一磁流变液的第二间隙，当第一线圈在不通电时，第一磁流变液为低粘度、高流动性的状态，不影响第一连接环相对外壳转动，当第一线圈通电时，第二磁流变液为高粘度、低流动性的状态，此时在第一间隙与第二间隙之间的第一磁流变液形成近似于固化的状态，有效限制第一连接环相对外壳转动，从而进一步提高第一连接环与外壳相对固定时的可靠性。[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述外壳外底侧对应两个所述第一密封圈之间的位置设置有第一凹槽，所述第一线圈设置于所述第一凹槽内。第一凹槽可减小外壳底侧的厚度，使得第一线圈更靠近于第一磁流变液，有利于增强第一线圈通电时的磁感线利用率，并且第一凹槽可对第一线圈提供容纳的空间，使得整体结构更加紧凑。[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二离合组件包括第二连接环与第二线圈，所述第二连接环连接于所述外转套外侧，所述第二连接环底侧与所述第一连接环顶侧之间连接有第二密封圈，所述第二密封圈沿所述第二连接环的径向间隔设置有两个，所述第二连接环、所述第一连接环与两个所述第二密封圈之间填充有第二磁流变液，所述第二连接环顶侧对应两个所述第二密封圈之间的位置连接有所述第二线圈。在第二连接环底侧与第一连接环顶侧之间具有间隙，并且由两个径向间隔设置的第二密封圈在该间隙内沿内外方向进行封闭，使得第二连接环底侧、第一连接环顶侧与两个第二连接环之间形成第二空腔，在此第二空腔内填充第二磁流变液，当第二线圈不通电时，第二磁流变液为低粘度、高流动性的状态，第二连接环在转动时受到较少的阻力，使得外转套可相对内转轴转动，实现第二离合组件将外转套与内转轴相互分离，当第二线圈通电时，第二磁流变液为高粘度、低流动性的状态，限制第二连接环相对第一连接环转动，实现第二离合组件将外转套与内转轴相互连接，如此第二离合组件可实现将外转套与内转轴的连接与分离，并且结构紧凑、占用空间较小，尤其适用于体积较小的电机。[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一连接环的顶侧连接有第一隔磁环，所述第一隔磁环的顶侧设置有第三凸筋，所述第三凸筋沿所述第一隔磁环的径向延伸，所述6第三凸筋环绕所述第一隔磁环间隔设置有多个，所述第二连接环底侧对应多个所述第三凸筋的位置分别设置有第四凸筋。在第一连接环顶侧连接有第一隔磁环，利用第一隔磁环可有效降低第一线圈在通电时对第一磁流变液的影响，而在第一隔磁环的顶侧设置有第三凸筋，相邻的两个第三凸筋之间形成能容纳第二磁流变液的第三间隙，而在第二连接环的底侧，相邻的两个第四凸筋之间亦形成有容纳第二磁流变液的第四间隙，当第二线圈在不通电时，第二磁流变液为低粘度、高流动性的状态，不影响第二连接环相对第一连接环转动，从而实现外转套可相对内转轴转动，当第二线圈通电时，第二磁流变液为高粘度、低流动性的状态，此时在第三间隙与第四间隙之间的第二磁流变液形成近似于固化的状态，有效限制第二连接环相对第一连接环转动，从而进一步提高将动力从外转套传递至内转轴的可靠性。[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二连接环顶侧对应两个所述第二密封圈的位置设置有第二凹槽，所述第二线圈位于所述第二凹槽内，所述第二连接环的顶侧连接有第二隔磁环，所述第二隔磁环覆盖于所述第二线圈的顶侧。第二凹槽可减小外壳底侧的厚度，使得第二线圈更靠近于第二磁流变液，有利于增强第二线圈通电时的磁感线利用率，并且第二凹槽可对第二线圈提供容纳的空间，使得整体结构更加紧凑，另外，第二隔磁环既可对第二线圈进行保护，又可减少受到上方磁场的干扰，有利于提高磁感线利用率。[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述传动组件包括齿圈与齿轮，所述齿圈连接于所述外转套的顶端，所述输出杆的两侧分别连接有所述齿轮，两个所述齿轮分别与所述齿圈相互啮合。当外转套转动时，利用齿圈与齿轮的啮合以实现动力传递，从输出杆的两侧对输出杆传动，使得输出杆沿水平方向的轴线转动。[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述定子组件包括设置于所述外壳内侧的绕组线圈，所述绕组线圈环绕所述外壳中心设置有六个。六个绕组线圈在外壳内侧排布，以两个相互正对的绕组线圈为一个工作组，工作时，通过对不同工作组的通电，与转子组件相互作用，从而带动外转套实现自转或在不同的角度范围内往复转动。[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述转子组件包括设置于所述外转套外侧的永磁体，所述永磁体环绕所述外转套设置有四个，相邻两个所述永磁体的磁性相反。四个永磁体固定于外转套外侧，跟随外转套在外壳内转动，此时不需要对转子组件进行通电，可简化外壳内部的结构。附图说明[0015]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。[0016]图1是本发明的整体立体图。[0017]图2是本发明的整体正视图。[0018]图3是图2的A-A剖面结构示意图。[0019]图4是图3的B部分局部放大示意图。7凸筋、550-第二凸筋、610-第二连接环、62具体实施方式[0021]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。[0022]参照图1至图4,一种柔性电机，包括：外壳100;定子组件210,其设置于所述外壳100内；外转套300,其沿上下方向的轴线转动连接于所述外壳100内，所述外转套300外侧设置有转子组件220;内转轴400,其沿上下方向的轴线转动连接于所述外转套300内，所述内转轴400的底部与所述外壳100底侧之间设置有第一离合组件，所述第一离合组件可将所述内转轴400与所述外壳100相互连接或分离，所述内转轴400与所述外转套300之间设置有第二离合组件，所述第二离合组件可将所述内转轴400与所述外转套300相互连接或分离，所述内转轴400的顶端向上伸出所述外转套300与所述外壳100,所述内转轴400的顶端沿水平方向的轴线转动连接有输出杆410,所述输出杆410与所述外转套300之间设置有传动组件，所述外转套300转动时可通过所述传动组件带动所述内转轴400转动。[0023]在此柔性电机中，定子组件210设置于外壳100内，转子组件220设置于外转套300外侧，通过定子组件210与转子组件220的相互作用，可使得外转套300在外壳100内转动，由于外转套300与内转轴400之间设置有第二离合组件，内转轴400与外壳100之间设置有第一离合组件，通过改变第一离合组件与第二离合组件的状态，可以使得输出杆410形成不同的输出状态，具体的，第一离合组件将内转轴400与外壳100相互分离，第二离合组件将外转套300与内转轴400相互连接，当转子组件220带动外转套300转动时，可带动内转轴400转动，此时由于外转套300与内转轴400之间不产生相对转动，内转轴400上的输出杆410会跟随内转轴400沿上下方向的轴线转动，从而实现输出杆410的自转；当第一离合组件将内转轴400与外壳100相互连接，第二离合组件将外转套300与内转轴400相互分离时，转子组件220带动外转套300转动，此时内转轴400相对固定于外壳100内，不跟随外转套300一起转动，由于外转套300与内转轴400之间产生相对转动，通过传动组件可带动输出杆410沿水平方向的轴线转动，使得输出杆410的角度朝向发生变化，如此通过对第一离合组件与第二离合组件的控制，可使得输出杆410沿其自身轴线转动以输出动力，又或者是根据使用需要调节倾斜[0024]第一离合组件主要实现内转轴400与外壳100之间的连接或分离，其结构形式有多种，例如，可以采用电磁插销实现对内转轴400与外壳100的相互锁定或分离，而为了更好地简化内部结构，在本实施例中，所述第一离合组件包括第一连接环510与第一线圈520,所述内转轴400的底端部向下伸出所述外转套300,所述第一连接环510连接于所述内转轴400伸8出于所述外转套300的底部外侧，所述第一连接环510底侧与所述外壳100内底侧之间连接有第一密封圈530,所述第一密封圈530与所述第一连接环510的径向间隔设置有两个，所述第一连接环510、所述外壳100内底侧与两个所述第一密封圈530之间填充有第一磁流变液，所述外壳100外底侧对应两个所述第一密封圈530之间的位置连接有所述第一线圈520。在第一连接环510底侧与外壳100内底侧之间具有间隙，并且由两个径向间隔设置的第一密封圈530在该间隙内沿内外方向进行封闭，使得第一连接环510底侧、外壳100内底侧与两个第一连接环510之间形成第一空腔，在此第一空腔内填充第一磁流变液，当第一线圈520不通电时，第一磁流变液为低粘度、高流动性的状态，第一连接环510在转动时受到较少的阻力，使得内转轴400可相对外壳100转动，实现第一离合组件将内转轴400与外壳100相互分离，当第一线圈520通电时，第一磁流变液为高粘度、低流动性的状态，限制第一连接环510在外壳100内转动，实现第一离合组件将内转轴400与外壳100相互连接，如此第一离合组件可实现将内转轴400与外壳100的连接与分离，并且结构紧凑、占用空间较小，尤其适用于体积较小的电机。[0025]在上述实施例中，当第一线圈520通电后，主要依靠第一磁流变液的高粘度、低流动性对第一连接环510与底壳提供相对运动的摩擦阻力，从而限制第一连接环510与底壳相对转动，而为了进一步提高第一连接环510与底壳连接的紧密性，在本实施例中，所述第一连接环510的底侧设置有第一凸筋540,所述第一凸筋540沿所述第一连接环510的径向延伸，所述第一凸筋540环绕所述第一连接环510间隔设置有多个，所述外壳100内底侧对应多个所述第一凸筋540的位置分别设置有第二凸筋550。在第一连接环510底侧，相邻的两个第一凸筋540之间形成能容纳第一磁流变液的第一间隙，而在外壳100内底侧，相邻的两个第二凸筋550之间亦形成有容纳第一磁流变液的第二间隙，当第一线圈520在不通电时，第一磁流变液为低粘度、高流动性的状态，不影响第一连接环510相对外壳100转动，当第一线圈520通电时，第二磁流变液为高粘度、低流动性的状态，此时在第一间隙与第二间隙之间的第一磁流变液形成近似于固化的状态，有效限制第一连接环510相对外壳100转动，从而进一步提高第一连接环510与外壳100相对固定时的可靠性。[0026]进一步的，所述外壳100外底侧对应两个所述第一密封圈530之间的位置设置有第一凹槽，所述第一线圈520设置于所述第一凹槽内。第一凹槽可减小外壳100底侧的厚度，使得第一线圈520更靠近于第一磁流变液，有利于增强第一线圈520通电时的磁感线利用率，并且第一凹槽可对第一线圈520提供容纳的空间，使得整体结构更加紧凑。[0027]作为第二离合组件的具体实施例，所述第二离合组件包括第二连接环610与第二线圈620,所述第二连接环610连接于所述外转套300外侧，所述第二连接环610底侧与所述第一连接环510顶侧之间连接有第二密封圈630,所述第二密封圈630沿所述第二连接环610的径向间隔设置有两个，所述第二连接环610、所述第一连接环510与两个所述第二密封圈630之间填充有第二磁流变液，所述第二连接环610顶侧对应两个所述第二密封圈630之间的位置连接有所述第二线圈620。在第二连接环610底侧与第一连接环510顶侧之间具有间隙，并且由两个径向间隔设置的第二密封圈630在该间隙内沿内外方向进行封闭，使得第二连接环610底侧、第一连接环510顶侧与两个第二连接环610之间形成第二空腔，在此第二空腔内填充第二磁流变液，当第二线圈620不通电时，第二磁流变液为低粘度、高流动性的状态，第二连接环610在转动时受到较少的阻力，使得外转套300可相对内转轴400转动，实现9[0028]由于第二连接环610上的第二线圈620需要在外壳100内相对转动，为了对第二线第一连接环510的顶侧连接有第一隔磁环640,所述第一隔磁环640的顶侧设置有第三凸筋650,所述第三凸筋650沿所述第一隔磁环640的径向延伸，所述第三凸筋650环绕所述第一隔磁环640间隔设置有多个，所述第二连接环610底侧对应多个所述第三凸筋650的位置分别设置有第四凸筋660。在第一连接环510顶侧连接有第一隔磁环640,利用第一隔磁环640