[发明专利]包括平面线圈的多自由度电磁机器

权利要求书

1.一种多自由度电磁机器，包括：

球形主体，所述球形主体具有外表面；

外部结构，所述外部结构与所述球形主体间隔开并且包围所述球形主体的至少一部分，所述外部结构具有内表面；

多个磁体，所述多个磁体耦接到所述外部结构的所述内表面；和

多个绕组，所述多个绕组耦接到所述球形主体的所述外表面，所述多个绕组的至少一部分与所述多个绕组中的至少另一个部分部分地重叠，所述多个绕组中的每个绕组包括：

柔性介电基板，所述柔性介电基板具有内表面和外表面，所述柔性基板的所述内表面面向所述球形主体的所述外表面；和

电导体，所述电导体设置在所述柔性介电基板的所述内表面或所述外表面中的至少一者上并且被配置为螺旋，

其中所述螺旋可为圆形的或非圆形的。

2.根据权利要求1所述的多自由度电磁机器，其中：

所述球形主体具有第一对称轴、第二对称轴和第三对称轴，并且所述第一对称轴、所述第二对称轴和所述第三对称轴垂直于彼此设置；

所述多个绕组包括第一倾斜绕组和第二倾斜绕组以及第一自旋绕组、第二自旋绕组、第三自旋绕组、第四自旋绕组、第五自旋绕组和第六自旋绕组；

所述第一倾斜绕组和所述第二倾斜绕组彼此直径上相对并且被设置成使得所述第一倾斜绕组和所述第二倾斜绕组的所述螺旋围绕所述第一对称轴对称地设置；

所述第一自旋绕组、所述第二自旋绕组、所述第三自旋绕组、所述第四自旋绕组、所述第五自旋绕组和所述第六自旋绕组围绕所述球形主体的所述外表面均匀地间隔，使得所述第一自旋绕组、所述第二自旋绕组、所述第三自旋绕组、所述第四自旋绕组、所述第五自旋绕组和所述第六自旋绕组的所述螺旋分别围绕第一法向矢量、第二法向矢量、第三法向矢量、第四法向矢量、第五法向矢量和第六法向矢量对称地设置；并且

所述第一法向矢量、所述第二法向矢量、所述第三法向矢量、所述第四法向矢量、所述第五法向矢量和所述第六法向矢量各自垂直于所述第一对称轴延伸。

3.根据权利要求2所述的多自由度电磁机器，其中：

所述第一自旋绕组、所述第二自旋绕组、所述第三自旋绕组、所述第四自旋绕组、所述第五自旋绕组和所述第六自旋绕组中的每者与另两个自旋绕组重叠；并且

所述第一倾斜绕组和所述第二倾斜绕组不与所述第一自旋绕组、所述第二自旋绕组、所述第三自旋绕组、所述第四自旋绕组、所述第五自旋绕组和所述第六自旋绕组中的任一者重叠。

4.根据权利要求1所述的多自由度电磁机器，其中：

所述球形主体具有第一对称轴、第二对称轴和第三对称轴，并且所述第一对称轴、所述第二对称轴和所述第三对称轴垂直于彼此设置；

所述多个绕组包括第一倾斜绕组和第二倾斜绕组、第一自旋绕组和第二自旋绕组以及第一侧倾绕组和第二侧倾绕组；

所述第一倾斜绕组和所述第二倾斜绕组彼此直径上相对并且被设置成使得所述第一倾斜绕组和所述第二倾斜绕组的所述螺旋围绕所述第一对称轴对称地设置；

所述第一自旋绕组和所述第二自旋绕组彼此直径上相对并且被设置成使得所述第一自旋绕组和所述第二自旋绕组的所述螺旋围绕所述第二对称轴对称地设置；

所述第一侧倾绕组和所述第二侧倾绕组彼此直径上相对并且被设置成使得所述第一自旋绕组和所述第二自旋绕组的所述螺旋围绕所述第三对称轴对称地设置。

5.根据权利要求4所述的多自由度电磁机器，其中

所述第一倾斜绕组和所述第二倾斜绕组中的每者与所述第一自旋绕组和所述第二自旋绕组中的一者或多者以及与所述第一侧倾绕组和所述第二侧倾绕组中的一者或多者重叠。

6.根据权利要求1所述的多自由度电磁机器，还包括：

多个间隔开的突起，每个突起耦接到球形定子的外表面并且从所述外表面径向向外延伸，

其中每个突起具有围绕每个突起设置的预确定的数量的所述多个绕组。

7.根据权利要求6所述的多自由度电磁机器，其中：

所述磁体中的每个磁体是永磁体；

每个所述间隔开的突起有一个磁体。