[發(fā)明專(zhuān)利]一種五自由度單框架磁懸浮控制力矩陀螺有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811414882.0 | 申請(qǐng)日: | 2018-11-26 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN109515755B | 公開(kāi)(公告)日: | 2021-09-17 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 孫津濟(jì);趙霽野;湯繼強(qiáng);樂(lè)韻 | 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào): | B64G1/24 | 分類(lèi)號(hào): | B64G1/24;B64G1/22 |
| 代理公司: | 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251 | 代理人: | 楊學(xué)明;盧紀(jì) |
| 地址: | 100191*** | 國(guó)省代碼: | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 自由度 框架 磁懸浮 控制 力矩 陀螺 | ||
1.一種五自由度單框架磁懸浮控制力矩陀螺,其特征在于:由徑向磁軸承(1)、芯軸(2)、上軸向磁軸承(3)、下軸向磁軸承(4)、上保護(hù)軸承(5)、下保護(hù)軸承(6)、上軸向推力盤(pán)(7)、下軸向推力盤(pán)(8)、徑軸一體化傳感器(9)、徑向傳感器(10)、底座(11)、高速電機(jī)(12)、輪體(13)、殼體(14)、框架芯軸(15)、機(jī)械軸承(16)、框架(17)、框架電機(jī)(18)、框架電機(jī)軸(19),角位置傳感器(20)、導(dǎo)電滑環(huán)(21)組成,其中徑向磁軸承(1)位于殼體(14)中部,其定子部分套放在位于殼體(14)中心的芯軸(2)上;徑向磁軸承(1)定子部分的上、下端分別是由八個(gè)軸向磁軸承定子單元組成的上軸向磁軸承(3)及下軸向磁軸承(4),兩者都固定在芯軸(2)上,其中每個(gè)軸向磁軸承定子單元呈“E”字型;上軸向磁軸承(3)的上端是上保護(hù)軸承(5),下軸向磁軸承(4)的下端是下保護(hù)軸承(6),上保護(hù)軸承(5)和下保護(hù)軸承(6)也固定在芯軸(2)上;上保護(hù)軸承(5)的徑向外側(cè)是上軸向推力盤(pán)(7),上軸向推力盤(pán)(7)上存在“山”字型凹槽,下保護(hù)軸承(6)的徑向外側(cè)是下軸向推力盤(pán)(8),下軸向推力盤(pán)(8)上存在“山”字型凹槽,上保護(hù)軸承(5)與上軸向推力盤(pán)(7)之間形成徑向保護(hù)間隙和軸向保護(hù)間隙,下保護(hù)軸承(6)與下軸向推力盤(pán)(8)之間形成徑向保護(hù)間隙和軸向保護(hù)間隙;上軸向推力盤(pán)(7)徑向外側(cè)是徑軸一體化傳感器(9),下軸向推力盤(pán)(8)的徑向外側(cè)是徑向傳感器(10),其中上軸向推力盤(pán)(7)與徑軸一體化傳感器(9)的徑向探頭之間形成徑向探測(cè)間隙,與軸向探頭之間形成軸向探測(cè)間隙,徑軸一體化傳感器(9)通過(guò)傳感器座與芯軸(2)固連,下軸向推力盤(pán)(8)與徑向傳感器(10)的探頭部分之間形成徑向探測(cè)間隙,徑向傳感器(10)通過(guò)傳感器座與底座(11)固連;高速電機(jī)(12)定子部分跟底座(11)通過(guò)連接板固定在一起,高速電機(jī)(12)定子的外側(cè)為外轉(zhuǎn)子鐵芯,內(nèi)側(cè)為內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯,外轉(zhuǎn)子鐵芯和內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在輪體(13)的下部,高速電機(jī)(12)的定子分別與內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯和外轉(zhuǎn)子鐵芯之間形成內(nèi)側(cè)磁間隙和外側(cè)磁間隙;輪體(13)內(nèi)側(cè)采用過(guò)盈配合的方式固連徑向磁軸承(1)的轉(zhuǎn)子部分,輪體(13)的外部是殼體(14),殼體(14)與底座(11)通過(guò)螺釘連接將輪體密封;框架芯軸(15)的右端連接殼體(14)的凹槽,中部通過(guò)機(jī)械軸承(16)連接框架(17),框架電機(jī)(18)的定子部分通過(guò)過(guò)盈配合的方式與框架(17)右端進(jìn)行連接,框架電機(jī)(18)的轉(zhuǎn)子部分與框架電機(jī)軸(19)的右端相連,框架電機(jī)軸(19)的左端與殼體(14)相連,角位置傳感器(20)的定子部分與框架(17)的左端相連,也與導(dǎo)電滑環(huán)(21)的定子外環(huán)相連,角位置傳感器(20)的轉(zhuǎn)子部分以及導(dǎo)電滑環(huán)(21)的轉(zhuǎn)子與框架芯軸(15)固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度單框架磁懸浮控制力矩陀螺,其特征在于:所述的徑向磁軸承(1)由定子導(dǎo)磁環(huán)(101)、定子永磁體(102)、定子鐵芯(103)、線圈(104)、轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁環(huán)(105)、轉(zhuǎn)子鐵芯(106)、氣隙(107)組成;其中定子導(dǎo)磁環(huán)(101)的中間是定子永磁體(102),定子導(dǎo)磁環(huán)(101)位于定子鐵芯(103)的徑向內(nèi)部;每個(gè)定子鐵芯(103)由±X、±Y方向4個(gè)磁極組成,兩個(gè)定子鐵芯(103)組成磁軸承上下兩端8個(gè)磁極,每個(gè)定子鐵芯(103)的磁極上繞制有線圈(104);轉(zhuǎn)子鐵芯(106)位于定子鐵芯(103)的徑向外部,其內(nèi)表面與定子鐵芯(103)外表面留有一定的空間,形成氣隙(107),轉(zhuǎn)子鐵芯(106)外部為轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁環(huán)(105)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五自由度單框架磁懸浮控制力矩陀螺,其特征在于:所述的上軸向磁軸承(3)由八個(gè)軸向磁軸承定子單元(114)組成,每個(gè)軸向磁軸承定子單元(114)由三個(gè)定子磁極構(gòu)成,內(nèi)側(cè)磁極是凸出的第一定子磁極,中間磁極是凹陷的第二定子磁極,外側(cè)磁極是凸出的第三定子磁極,分別與上軸向推力盤(pán)(7)的“山”字型結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)凹陷,中部凸起,外側(cè)凹陷形成內(nèi)側(cè)氣隙,中部氣隙,外側(cè)氣隙;每個(gè)軸向磁軸承定子單元呈“E”字型,分別沿±X、±Y、±45°與±135°方向布置在上軸向磁軸承固定板(115)上;其中±X、±Y方向放置的定子單元第一定子磁極纏繞內(nèi)線圈(112),第三定子磁極纏繞外線圈(113),沿±45°與±135°分布的定子單元在第二定子磁極纏繞中線圈(111)。
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