[发明专利]飞轮系统及球形机器人

权利要求书

1.一种飞轮系统，其特征在于，包括飞轮部、电机及壳体，所述飞轮部及所述电机均位于所述壳体内，所述飞轮部包括飞轮转子及飞轮定子，所述飞轮定子固定于所述壳体上并支撑所述飞轮转子进行转动，所述电机为无铁芯结构，所述电机包括电机定子及与所述电机定子相对的电机转子，所述电机转子与所述飞轮转子固定并随所述飞轮转子转动，所述电机包括电动机工作模式及发电机工作模式，并可以在电动机工作模式及发电机工作模式之间进行切换，所述电机以电动机工作模式进行工作时，所述电机驱动所述飞轮转子转动；所述电机以发电机工作模式进行工作时，所述电机将所述飞轮转子转动产生的机械能转化为电能，所述电机转子包括磁轭和永磁铁，所述飞轮转子上设有环形槽，所述磁轭固定于所述环形槽的内壁，所述磁轭用于与外界进行磁屏蔽，以使得磁力线集中于所述电机线圈的周围，所述磁轭包括一与所述环形槽结构相同的凹槽，所述凹槽包括第一侧壁及与所述第一侧壁相对的第二侧壁，所述永磁铁固定于所述凹槽的所述第一侧壁上；所述电机定子包括定子绕组，所述定子绕组位于所述永磁铁及所述第二侧壁之间并与所述永磁铁及所述第二侧壁之间存在空隙。

2.如权利要求1所述的一种飞轮系统，其特征在于，所述永磁铁及所述定子绕组均为环状。

3.如权利要求1所述的一种飞轮系统，其特征在于，所述飞轮系统还包括电力转换器，所述电力转换器与所述电机定子电连接，通过所述电力转换器对输入或输出所述电机的电力进行转换。

4.如权利要求1所述的一种飞轮系统，其特征在于，所述飞轮系统还包括控制器，所述控制器控制所述电机进行电动机工作模式或者发电机工作模式的切换。

5.如权利要求4所述的一种飞轮系统，其特征在于，所述飞轮系统还包括角位移传感器，所述角位移传感器与所述控制器连接，所述角位移传感器检测到所述飞轮转动的角速度，并将获得的所述飞轮的角速度信息发送至所述控制器，所述控制器根据所述飞轮的角速度信息判断并控制所述电机进行电动机工作模式或者发电机工作模式的切换。

6.如权利要求1所述的一种飞轮系统，其特征在于，所述飞轮定子与所述飞轮转子之间以磁悬浮方式进行支撑。

7.如权利要求1所述的一种飞轮系统，其特征在于，所述壳体内为真空环境，所述飞轮部及所述电机处于所述壳体的真空环境中。

8.一种球形机器人，其特征在于，包括球壳及如权利要求1-7任意一项所述飞轮系统，所述飞轮系统位于所述球壳内并用于保持所述球壳的稳定。