[實用新型]一種磁懸浮控制力矩陀螺用三體框架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220749870.5
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN203010161U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 牛立新;付紅偉;劉正華;王亞楠;楊國倉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京興華機械廠
• 主分類號: F16M13/02
• 分類號: F16M13/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本實用新型涉及一種磁懸浮控制力矩陀螺用三體框架。?

背景技術

磁懸浮控制力矩陀螺是應用于大型航天器如空間實驗室和空間站穩(wěn)定姿態(tài)控制的慣性執(zhí)行機構(gòu)，通過框架系統(tǒng)改變高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)角動量，從而實現(xiàn)和達到航太器姿態(tài)調(diào)整的目的。?

框架是用來搭建框架系統(tǒng)，目前，國內(nèi)外使用的磁懸浮控制力矩陀螺均采用兩體框架來搭建框架系統(tǒng)。在國外，自1986年開始，蘇聯(lián)率先使用兩體框架的大型磁懸浮控制力矩陀螺，最大輸出力矩200Nm，進而實現(xiàn)94噸重的空間站姿態(tài)控制。在國內(nèi)，自2007以來，以北京航空航天大學為代表，一直延續(xù)研制兩體框架的1000Nms以及200Nms角動量的磁懸浮控制力矩陀螺。?

兩體框架顧名思義即由兩個半球型框架組成，每個半球型框架均為薄壁結(jié)構(gòu)，在球型頂部留有旋轉(zhuǎn)軸的配合圓柱形安裝孔，高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)兩個旋轉(zhuǎn)軸分別安裝在兩體框架的安裝孔內(nèi)，兩個半球型框架扣合對稱安裝后實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)角動量的改變。這種兩體框架在裝配和結(jié)構(gòu)方面上存在幾點不足，首先，框架采用兩體式對稱裝配，無法實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)兩端旋轉(zhuǎn)軸高精度同軸，從而制約框架系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度；其次，其球型結(jié)構(gòu)無法設置框架控制電路盒的安裝平臺，造成框架控制系統(tǒng)與整機產(chǎn)品分離，無法實現(xiàn)框架控制系統(tǒng)與整機產(chǎn)品的集成化，而且框架本身的薄壁結(jié)構(gòu)會大大降低整機結(jié)構(gòu)剛度，在環(huán)境力學及溫度變化等因素影響下容易出現(xiàn)大變形，從而使裝配精度喪失，引起部件間不可拆卸的難題。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種磁懸?浮控制力矩陀螺用三體框架，很好的保證了框架系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)同軸度，為框架控制電路及接插件提供安裝平面，使驅(qū)動端輸入和檢測端的輸出電路全部集成在結(jié)構(gòu)本體上，避免了大變形帶來的不可拆卸問題。?

本實用新型的技術方案是：一種磁懸浮控制力矩陀螺用三體框架，包括環(huán)型框架、右防塵蓋和左防塵蓋；環(huán)型框架徑向左右兩端對稱位置各有一個圓形的芯軸安裝孔；每個圓形芯軸安裝孔的左右兩側(cè)各有一個用于與航天器連接的安裝平臺；環(huán)型框架上下半環(huán)的兩側(cè)均為平面結(jié)構(gòu)，兩平面之間均通過圓弧形結(jié)構(gòu)相連，構(gòu)成整環(huán)；環(huán)型框架徑向環(huán)型表面采用用于減輕重量的減重槽，右防塵蓋和左防塵蓋均采用半球型金屬薄壁結(jié)構(gòu)，固定安裝在環(huán)形框架軸向兩端面表面。?

所述的兩個芯軸安裝孔同軸度不大于0.012mm。?

本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：?

本實用新型采用環(huán)形框架這一個結(jié)構(gòu)搭載高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)兩端旋轉(zhuǎn)軸，徹底改變兩體框架的分離裝配，進而實現(xiàn)了高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)兩端轉(zhuǎn)軸在一個結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)同軸度由目前技術的0.1mm增加到0.012mm；在環(huán)型框架徑向端面采用方形減重槽以及留有加強筋，大幅度的減輕了重量，避免了兩體框架薄壁大變形問題和裝配不可拆卸的潛在危險；左、右防塵蓋采用薄壁球型結(jié)構(gòu)，避開了直接受力位置，從而大幅度降低薄壁結(jié)構(gòu)對整體產(chǎn)品剛度影響；框架控制系統(tǒng)與框架的一體化，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。?

附圖說明

圖1是本實用新型磁懸浮控制力矩陀螺用三體框架示意圖；?

圖2是本實用新型環(huán)型框架簡圖；?

圖3是本實用新型磁懸浮控制力矩陀螺用三體框架集成化裝配示意圖。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：?

本實用新型的磁懸浮控制力矩陀螺用三體框架如圖1，包括環(huán)型框架1、右防塵蓋2和左防塵蓋3。?

如圖1、圖2所示，環(huán)型框架1徑向左右兩端對稱位置各有一個圓形的芯軸安裝孔12；通過機械鏜加工工藝很容易保證對稱圓孔的同軸度，為高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)提供高精度旋轉(zhuǎn)基準，每個圓形芯軸安裝孔12的左右兩側(cè)各有一個用于與航天器連接的安裝平臺11，設計安裝面與環(huán)型框架軸線平行，使整機裝配更加容易；安裝平臺11的具體設計結(jié)構(gòu)需根據(jù)所連接航天器的結(jié)構(gòu)而定。環(huán)型框架1上下半環(huán)的兩側(cè)均為斜面結(jié)構(gòu)，兩斜面之間均通過圓弧形結(jié)構(gòu)相連，構(gòu)成整環(huán)，這種斜直面與弧型面環(huán)型結(jié)構(gòu)大大減小了結(jié)構(gòu)體積；環(huán)型框架1徑向環(huán)型面采用用于減輕重量的減重槽9和加強筋10實現(xiàn)了三體框架低質(zhì)量的前提下，大幅度提高結(jié)構(gòu)剛度；右防塵蓋2和左防塵蓋3采用半球型金屬薄壁結(jié)構(gòu)，固定安裝在環(huán)形框架1軸向兩端面表面，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)部防塵，軸向安裝位置使薄壁結(jié)構(gòu)避開直接受力，從而大幅度降低薄壁結(jié)構(gòu)對整體產(chǎn)品剛度影響。?