[發明專利]完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺

有效

• 申請號: 200710065551.6
• 申請日: 2007-04-16
• 公開（公告）號: CN101049861A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 房建成;葉全紅;孫津濟;韓邦成;劉剛;魏彤
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64G1/28
• 分類號: B64G1/28
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關玲;李新華

1、完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：主要由磁懸浮轉子系統和磁懸浮框架系統兩大部分組成，其中磁懸浮轉子系統主要由密封罩(1)、陀螺轉子(2)、徑向磁軸承(3)、左軸向磁軸承(4)、保護軸承(5)、軸座(6)、轉子系統徑向/軸向一體化位移傳感器(7)、轉子系統底座(8)、驅動電機(9)、轉子系統連接件(10)、右軸向磁軸承(11)組成，其中陀螺轉子(2)、徑向磁軸承(3)轉子部分、驅動電機(9)轉子部分、左軸向磁軸承(4)轉子部分、右軸向磁軸承(11)轉子部分組成磁懸浮轉子系統的轉子組件，其余為定子組件，定子組件和轉子組件之間通過徑向磁軸承和軸向磁軸承實現非機械接觸的穩定懸浮，徑向磁軸承(3)位于磁懸浮轉子系統的中部，其定子部分安裝于軸座(6)上，轉子部分與陀螺轉子(2)相連，徑向磁軸承(3)的軸向兩側向外是徑向/軸向一體化位移傳感器(7)和保護軸承(5)，它們與軸座(6)固連，徑向/軸向一體化位移傳感器(7)的徑向外側是驅動電機(9)，驅動電機(9)的轉子部分安裝在陀螺轉子(2)上，定子部分安裝在轉子系統底座(8)上，保護軸承(5)的徑向外側是左軸向磁軸承(4)和右軸向磁軸承(11)，它們的轉動部分通過軸承套與陀螺轉子(2)相連，左軸向磁軸承(4)的定子部分與軸座(6)固連，右軸向磁軸承(11)的定子部分與轉子系統底座(8)相連，磁懸浮轉子系統的定子組件與軸座(6)相連，軸座(6)通過轉子系統底座(8)與轉子系統連接件(10)固連；磁懸浮框架系統主要由框架連接件(12)、上徑向/軸向一體化位移傳感器(13)、框架徑向磁軸承(14)、框架力矩電機(15)、框架軸向磁軸承(16)、角位置傳感器(17)、下徑向/軸向一體化位移傳感器(18)、框架保護軸承(19)、框架芯軸(20)、框架底座(21)、導電滑環(22)組成，其中框架芯軸(20)、框架力矩電機(15)轉子部分、角位置傳感器(17)轉子部分、框架連接件(12)、下徑向/軸向一體化位移傳感器(18)、框架徑向磁軸承(14)轉子部分、框架軸向磁軸承(16)轉子部分組成框架的轉動部分，其余為靜止部分，框架芯軸(20)為空心圓柱，其內側安裝有框架徑向磁軸承(14)的轉子部分和框架軸向磁軸承(16)的轉子部分，其外側從下到上依次為保護軸承(19)、下徑向/軸向一體化位移傳感器(18)、角位置傳感器(17)的轉子部分和框架力矩電機(15)的轉子部分；上徑向/軸向一體化位移傳感器(13)、框架徑向磁軸承(14)的定子部分、框架力矩電機(15)的定子部分、框架軸向磁軸承(16)的定子部分、角位置傳感器(17)的定子部分安裝在框架底座(21)上，導電滑環(22)的轉動部分通過壓環與框架芯軸(20)相連，靜止部分連接在底座(21)的內孔上，框架芯軸(20)與框架連接件(12)固連，框架連接件(12)與轉子系統連接件(10)固連，使轉子系統和框架系統組成一體。

2、根據權利要求1所述的完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：所述的磁懸浮轉子系統的徑向磁軸承(3)、左軸向磁軸承(4)和右軸向磁軸承(11)以及磁懸浮框架系統徑向磁軸承(14)和軸向磁軸承(16)可以是磁力相等的對稱結構，也可以是磁力不相等的非對稱結構。

3、根據權利要求1所述的完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：所述的磁懸浮轉子系統的徑向磁軸承(3)、左軸向磁軸承(4)和右軸向磁軸承(11)以及磁懸浮框架系統徑向磁軸承(14)和軸向磁軸承(16)為永磁偏置、電磁控制的主動式磁軸承，或純電勵磁的磁軸承，或被動式磁軸承。

4、根據權利要求1所述的完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：所述的驅動電機(9)不再含有機械軸承，徑向磁軸承(3)、左軸向磁軸承(4)和右軸向磁軸承(11)為驅動電機(9)起到徑向和軸向支撐定位作用。

5、根據權利要求1所述的完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：所述的框架力矩電機(15)不再含有機械軸承，框架徑向磁軸承(14)、框架軸向磁軸承(16)為框架力矩電機(15)起到徑向和軸向支撐定位作用。

6、根據權利要求1所述的完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：所述的框架力矩電機(15)為無刷直流力矩電機，或永磁同步力矩電機。

7、根據權利要求1所述的完全非接觸單框架磁懸浮控制力矩陀螺，其特征在于：所述的角位置傳感器(17)為旋轉變壓器，也可以為光電碼盤。