[發(fā)明專利]一種PCB磁力矩器裝置及其制作方法

有效

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• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103818565A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉勇;馮乾;楊家男;潘泉;朱海鋒;蘇笑宇
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 孫衛(wèi)增

技術領域

本發(fā)明涉及小衛(wèi)星姿態(tài)控制領域，特別涉及一種PCB磁力矩器裝置及其制作方法。

背景技術

在現(xiàn)代小衛(wèi)星領域，小衛(wèi)星的姿態(tài)控制大多通過飛輪與磁力矩器實現(xiàn)。但常規(guī)飛輪體積大，質(zhì)量高，小型化的衛(wèi)星逐漸舍棄了這種姿態(tài)控制方式，采用更多的是純磁控的方式。該方式控制衛(wèi)星姿態(tài)簡單可靠，特別適用于運行在地球磁場強度減弱較少的低軌道上的衛(wèi)星。另一方面，現(xiàn)代小衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)需要滿足高效可靠的要求，因此磁力矩器必須要結構簡單、質(zhì)量輕、工作時間長和可靠性高。

磁力矩器線圈大致可以分為磁棒類磁力矩器和空心磁力矩器兩種，這兩種磁力矩器都各有特點，磁棒產(chǎn)生磁矩較大但是剩磁較多，而空心磁力矩器則相對平衡了兩項指標。目前，小衛(wèi)星用磁力矩器通常使用漆包線按照一定規(guī)則形狀人工或機器繞制。磁棒類磁力矩器繞制結束后保留磁芯以提供更大的磁矩，空心磁力矩器則需要在繞線結束并待線圈成型后將模具取下。

經(jīng)過調(diào)查，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用上述方法制作的磁力矩器至少存在以下技術問題：

1、由于現(xiàn)有的小衛(wèi)星用磁力矩器制作無論是磁棒類磁力矩器還是空心磁力矩器的線圈都是在固定的模具上繞制漆包線，當線徑較小或者人工繞線時，很有可能發(fā)生斷線和繞線不均的情況，致使成品率低，價格較高，不能滿足小衛(wèi)星的使用要求，只能重復制造直到生產(chǎn)出合格的磁力矩器為止，導致了生產(chǎn)效率較低。

2、現(xiàn)有的小衛(wèi)星用磁力矩器在固定方面也有一些問題。磁棒類磁力矩器需要根據(jù)磁棒的長度和粗細設計一種獨有的安裝支架，通過該支架安裝在小衛(wèi)星內(nèi)，這種方式增加了小衛(wèi)星的重量和磁力矩器的復雜度，限制了衛(wèi)星的小型化；空心磁力矩器線圈則是需要通過膠粘或捆綁的方式固定在小衛(wèi)星內(nèi)，但這種方式在火箭上升的過程中很可能會因受到高強度的震動而脫落或松動。

3、現(xiàn)有的小衛(wèi)星磁力矩器通常為固定的形狀，磁棒類磁力矩器為棒狀，空心磁力矩器為矩形，這樣的外形約束了磁力矩器的設計，導致安裝位置不靈活。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種PCB磁力矩器裝置及其制作方法，解決現(xiàn)有磁力矩器線徑較小或者人工繞線時，容易發(fā)生斷線和繞線不均引起可靠性降低，生產(chǎn)效率較低，且復雜度高，不易安裝的技術問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種PCB磁力矩器裝置的制作方法，包括：步驟1、獲取需要制作在PCB板上的線圈層數(shù)和每層線圈的線圈參數(shù)，參數(shù)包括線圈中每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距；步驟2、根據(jù)獲取到的線圈層數(shù)和線圈參數(shù)，在PCB板上制作線圈，完成PCB磁力矩器裝置。

進一步的，PCB板的形狀根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；形狀包括外形尺寸和厚度。

進一步的，PCB板為矩形、正方形、圓形或橢圓形。

進一步的，根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置，在PCB磁力矩器裝置上開設通孔。

進一步的，線圈沿著PCB板的邊緣，由外向內(nèi)設置，且線圈的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)PCB磁力矩器裝置的性能確定。

進一步的，將每層線圈串聯(lián)起來，且為PCB磁力矩器裝置制作一個統(tǒng)一的電源接入口，每層線圈中的電流流向一致。

一種PCB磁力矩器裝置，包括：由若干線圈層在豎直方向上重疊而成的PCB板；在每層線圈層上設置的線圈；每層線圈層中的線圈與垂直方向上相鄰的線圈串聯(lián)；在靠外的兩層線圈層分別設置接通電源的第一接口和第二接口。

進一步的，PCB板的形狀根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；形狀包括外形尺寸和厚度。

進一步的，線圈沿著線圈層的邊緣，由外向內(nèi)設置，且線圈的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)PCB磁力矩器裝置的性能確定。

進一步的，PCB磁力矩器裝置上開設有用于安裝的通孔。

本發(fā)明在PCB板上制作磁力矩器，體積小、質(zhì)量輕、硬度大、安裝方便，且能很好的和小衛(wèi)星內(nèi)部的電路結構融為一體，大大增加了小衛(wèi)星的結構性和模塊化。另外，該PCB磁力矩器裝置形狀多樣安裝的位置可以靈活確定，為磁力矩器提供了很大的設計空間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中一種PCB磁力矩器裝置的俯視圖；

圖2為本發(fā)明中一種PCB磁力矩器裝置的側視圖。

具體實施方式

實施例1：

一種PCB磁力矩器裝置的制作方法，包括：步驟1、獲取需要制作在PCB板上的線圈層數(shù)和每層線圈的線圈參數(shù)，參數(shù)包括線圈中每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距。