本发明属于电机，具体涉及一种两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机。
背景技术：
1、两自由度电机近年来已经被越来越多的应用在工业机器人、纺织机械和机床等领域。其中两自由度开关磁阻电机由于结构简单、可靠性高、容错能力强和无永磁材料等优势，成为了近年来的研究热点。传统的单电枢结构两自由度开关磁阻电机由于直线运动和旋转运动共用一套绕组，往往存在着无法单独实现直线运动和旋转运动以及磁场耦合程度高的问题，减少了电机的运行模式，增加了电机的控制难度；传统的双电枢结构两自由度开关磁阻电机往往一套绕组同时能够产生转矩和推力，通过控制两套绕组的通电情况，使其产生的转矩和推力相互叠加或者抵消，进而实现两自由度运动，导致其存在着功率密度低、直线行程有限和运动耦合程度高的问题；传统的多电枢结构两自由度开关磁阻电机虽然实现了直线运动和旋转运动的解耦，但是由于其体积大，导致其功率密度低；上述问题制约了两自由度开关磁阻电机的大规模应用。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提出一种两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机。
2、本发明的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，包括：直线单元定子，所述直线单元定子中有沿轴向设置的直线单元绕组；旋转单元定子，所述旋转单元定子有两个，两个旋转单元定子分别位于直线单元定子的两侧，旋转单元定子中有沿周向设置的旋转单元绕组；动子，所述动子穿过直线单元定子和旋转单元定子，动子能够与直线单元绕组相配合沿着直线单元定子的轴向作直线运动，也能够与旋转单元绕组相配合相对于旋转单元定子进行旋转。
3、可选地，所述动子由19个沿轴向等距离排列的动子环和与动子环相配合的铝制支撑架组成，每个动子环包括10个沿周向均匀排列的扇形模块，扇形模块嵌入到铝制支撑架中。
4、可选地，所述旋转单元定子的内壁设有沿周向交替排列的6个第一宽齿和6个第一窄齿。
5、可选地，所述旋转单元绕组采用集中绕组结构，集中绕组缠绕在第一宽齿上，旋转单元绕组沿周向共有六个绕组，相邻两个绕组之间依次错开60°，相隔180°的两个绕组串联成一个转矩绕组。
6、可选地，所述旋转单元绕组包括a相、b相和c相三个转矩绕组。
7、可选地，所述直线单元定子的内壁上设有沿轴向交替排列的4个第二窄齿和3个第二宽齿。
8、可选地，所述直线单元绕组采用环形绕组结构，环形绕组放置在第二窄齿和第二宽齿之间的齿槽中，直线单元绕组共有6个沿轴向排列的环形绕组，相邻两个环形绕组的电流方向相反，串联成一个推力绕组。
9、可选地，所述直线单元绕组共有d相、e相和f相三个推力绕组。
10、可选地，所述直线单元绕组和旋转单元绕组之间相互独立，两个旋转单元定子和一个直线单元定子沿动子的轴向交替设置。
11、本发明的有益效果是，
12、(一)直线单元定子和旋转单元定子完全解耦，降低电机耦合程度；(二)直线单元绕组采用环形绕组结构，避免了端部效应的影响，提高了绕组的利用率；(三)定子采用宽窄齿结构，相绕组之间相互独立，无需考虑相间绝缘的问题，能够有效提升绕组的利用率和避免相间故障，有助于增强电机的可靠性；(四)动子采用扇形模块化结构，一方面与定子的宽窄齿结构相互配合形成短磁路，缩短磁通路径，降低能量损耗，提升电机的功率密度，另一方面便于降低电机重量、节约成本和便于生产组装。
1.一种两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述动子由19个沿轴向等距离排列的动子环和与动子环相配合的铝制支撑架组成，每个动子环包括10个沿周向均匀排列的扇形模块，扇形模块嵌入到铝制支撑架中。
3.根据权利要求1所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述旋转单元定子的内壁设有沿周向交替排列的6个第一宽齿和6个第一窄齿。
4.根据权利要求3所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述旋转单元绕组采用集中绕组结构，集中绕组缠绕在第一宽齿上，旋转单元绕组沿周向共有六个绕组，相邻两个绕组之间依次错开60°，相隔180°的两个绕组串联成一个转矩绕组。
5.根据权利要求4所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述旋转单元绕组包括a相、b相和c相三个转矩绕组。
6.根据权利要求1所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述直线单元定子的内壁上设有沿轴向交替排列的4个第二窄齿和3个第二宽齿。
7.根据权利要求6所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述直线单元绕组采用环形绕组结构，环形绕组放置在第二窄齿和第二宽齿之间的齿槽中，直线单元绕组共有6个沿轴向排列的环形绕组，相邻两个环形绕组的电流方向相反，串联成一个推力绕组。
8.根据权利要求7所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述直线单元绕组共有d相、e相和f相三个推力绕组。
9.根据权利要求1所述的两自由度短磁路自解耦开关磁阻电机，其特征在于，所述直线单元绕组和旋转单元绕组之间相互独立，两个旋转单元定子和一个直线单元定子沿动子的轴向交替设置。
