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龍圖騰網獲悉大連理工大學申請的專利一種電磁驅動高集成球型電機及其控制方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115664151B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211315929.4，技術領域涉及：H02K33/00；該發明授權一種電磁驅動高集成球型電機及其控制方法是由張永順;郭小熙;趙子豪;董海;單慶;王莉設計研發完成，并于2022-10-26向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種電磁驅動高集成球型電機及其控制方法在說明書摘要公布了：本發明屬于自動化工程技術領域，涉及一種電磁驅動高集成球型電機及其控制方法，具體為一種只需要通過外部萬向節單元與輸出端同軸連接所構成隨動機構內置徑向磁化永磁體在空間萬向旋轉磁場同軸隨動磁矩直接驅動下實現側擺、俯仰二自由度轉動的機器人高集成球型電機裝置。本發明的一種新型電磁驅動兩自由度高集成球型電機的外部萬向節的轉動中心即為球型電機轉動中心，可靠實現了電機兩個自由度的運動解耦，側擺、俯仰角度可單獨測量與控制。電機結構緊湊、簡單，轉動靈活，不易干涉，運動穩定性好、定位精度高、制動穩固。由于電機采用了三軸正交組合線圈基礎上的多層嵌套結構，電機磁場均勻區域大，結構緊湊，能量輸出密度大。

本發明授權一種電磁驅動高集成球型電機及其控制方法在權利要求書中公布了：1.一種電磁驅動高集成球型電機，其特征在于，所述的電磁驅動高集成球型電機包括三軸正交組合線圈a和隨動部分b；其中，三軸正交組合線圈a提供空間萬向旋轉磁場，隨動部分b提供旋轉磁場同軸隨動磁矩驅動下側擺和俯仰兩個自由度轉動；電磁驅動兩自由度球型高集成電機的具體結構如下： 所述的隨動部分b包括外部十字萬向節c、電磁制動裝置d、以及固定端e；固定端e包括底座12和與底座12兩端通過螺釘相連接的兩個豎直的支撐架f；支撐架f上設有水平的通孔，用于安裝外部十字萬向節c； 所述的外部十字萬向節c包括外部萬向節內環34、外部萬向節外環a22和外部萬向節外環b36和徑向磁化永磁體3，其中，外部萬向節內環34作為十字軸支架，外部萬向節內環34上對稱設有四個水平的同軸通孔，外部萬向節外環a22和外部萬向節外環b36作為從動叉；法蘭軸a6和法蘭軸b21通過法蘭軸承a5和法蘭軸承b20分別安裝在兩個支撐架f上的通孔中；法蘭軸a6和法蘭軸b21的內側穿過外部萬向節內環34的一對同軸通孔，并通過螺栓與外部萬向節內環34連接，法蘭軸a6的外側通過聯軸器a7與編碼器a8的軸連接，編碼器a8通過編碼器支架9連接到其中一個支撐架f上；法蘭軸b21的外側通過聯軸器b19與阻尼器a18的軸連接，阻尼器a18通過阻尼器支架17與另一個支撐架f連接；外部萬向節內環34上的另外兩個通孔用于安裝深溝球軸承a29和深溝球軸承b33，深溝球軸承a29和深溝球軸承b33分別與旋轉軸a28和旋轉軸b33相配合；旋轉軸a28外側先與外部萬向節外環a22配合，再與聯軸器c26的一端配合連接，旋轉軸a28內側與圓形支座a25配合并用內六角螺釘進行周向定位；聯軸器c26另一端與阻尼器b27的軸連接，阻尼器b27通過阻尼器連接架固定在外部萬向節內環34上，起到在運動周提供阻尼的作用；圓形支座a25固定在永磁體外殼4上，與旋轉軸a28共同傳遞來自徑向磁化永磁體3的轉矩；旋轉軸b33外側先與外部萬向節外環b36配合，再與聯軸器d31一端配合連接，旋轉軸b33內側與圓形支座b30配合并用內六角螺釘進行周向定位；聯軸器d29的另一端與編碼器b30的軸連接，編碼器b30通過編碼器連接架與外部萬向節內環34連接；圓形支座b30通過螺釘與永磁體外殼4連接，與旋轉軸b33共同傳遞轉矩；外部十字萬向節c的輸出端1與外部萬向節外環a22、外部萬向節外環b36通過螺栓連接，再與輸出軸2配合，其中，外部萬向節外環a22、外部萬向節外環b36對輸出端1起到支撐作用，輸出軸2對輸出端1起導向作用；輸出軸2一端與輸出端1配合，另一端與圓形支座c23配合，圓形支座c23通過螺釘與永磁體外殼端蓋24連接；永磁體外殼端蓋24與永磁體外殼4配合，并用螺釘連接；永磁體外殼4為中空結構，頂端與永磁體外殼端蓋24連接，底端則與摩擦片a10連接；編碼器c16安裝于摩擦片a10內部的孔中，用于測量徑向磁化永磁體3的旋轉角度，編碼器c16的軸通過軸套37與徑向磁化永磁體3連接；徑向磁化永磁體3位于永磁體外殼4內，可以自由轉動； 所述的三軸正交組合線圈a，包括外鞍形線圈組39、內鞍形線圈組40和亥姆霍茲線圈組41，內鞍形線圈組40置于外鞍形線圈組39內部，亥姆霍茲線圈組41對稱布置在外鞍形線圈組39的外表面，三者同軸，外鞍形線圈組39和內鞍形線圈組40的底部固定在底座12上；鞍形線圈組39產生均勻磁場的方向與其對稱面垂直并沿著y軸，鞍形線圈組40產生均勻磁場的方向與其對稱面垂直并沿著x軸，亥姆霍茲線圈41產生均勻磁場的方向與其對稱面垂直并沿著z軸，三組線圈產生均勻磁場的方向相互垂直；三軸正交組合線圈a的中心與外部十字萬向節c的轉動中心重合；徑向磁化永磁體3位于三軸正交組合線圈a的內部空間內，外部十字萬向節c位于三軸正交組合線圈a外部；所述的外部十字萬向節c、三軸正交組合線圈a、徑向磁化永磁體3在空間上形成三層嵌套結構； 所述的電磁制動裝置d由摩擦片a10、摩擦片b11、電磁鐵15和直線導軌14構成；直線導軌14和電磁鐵15均固定在底座12上；摩擦片b11的中心為豎直向下的圓柱結構，摩擦片b11的圓柱端與直線導軌14的內孔同軸安裝并可沿著軸向相對移動，摩擦片b11兩側的水平端上對稱設有安裝孔，電磁鐵15上設有對應的通孔，螺栓依次通過摩擦片b11上的安裝孔和電磁鐵15上的通孔后，底端固定在底座12上，螺栓上套有彈簧42，彈簧42位于摩擦片b11的下表面和電磁鐵15的上表面之間；電磁制動裝置d斷電時，摩擦片b11下的彈簧42的彈力推動摩擦片a10和摩擦片b11接觸，產生摩擦力，實現對隨動部分b兩個方向的制動；當電磁制動裝置d通電時，電磁鐵15產生電磁吸力將摩擦片b11吸回，和永磁體外殼4連接的摩擦片a10繼續運動，與摩擦片a10脫離接觸并解除對隨動部分b的制動； 底座12固定在支座13上，支座13只起支撐作用，底座12還可與其他部件進行對接。

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