[發明專利]一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置及方法

有效

• 申請號: 201711251888.6
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108248897B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 趙俊峰;袁建平;張博;孫沖;侯翔昊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64G1/66
• 分類號: B64G1/66;B64G4/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

1.一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置，其特征在于，包括內壁橫截面呈圓形的筒體(1)，固定在筒體(1)內壁上消旋磁鐵(2)，通過兩端滾動軸承(11)與筒體(1)同軸轉動連接的導向軸(3)，導向軸(3)上套設的消旋電磁線圈(4)，以及儲能單元(8)；

所述裝置的一端通過筒體(1)的端部與機械抓手連接，另一端通過導向軸(3)的端部與空間機械臂連接；

所述儲能單元(8)連接消旋電磁線圈(4)，用于驅動消旋磁鐵(2)帶動筒體(1)旋轉至翻滾目標角速度，或者存儲消旋電磁線圈(4)和消旋磁鐵(2)相對轉動產生的電能。

2.根據權利要求1所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置，其特征在于，消旋電磁線圈(4)滑動設置在導向軸(3)上，導向軸(3)內設置有電磁推進組件(5)，儲能單元(8)還連接電磁推進組件(5)，用于驅動消旋電磁線圈(4)沿著導向軸(3)的移動。

3.根據權利要求2所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置，其特征在于，還包括鎖死機構，鎖死機構包括與消旋電磁線圈(4)固定的鎖死內齒輪(10)和固定安裝在筒體(1)上的鎖死外齒圈(9)；鎖死內齒輪(10)沿導向軸(3)移動設置；當鎖死內齒輪(10)移動到鎖死外齒圈(9)內時，兩者嚙合鎖死。

4.根據權利要求1所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置，其特征在于，筒體(1)與機械抓手連接的一端依次設置有法蘭體(14)和抓捕機構的接口(7)，另一端設置密封法蘭(13)；導向軸(3)伸出密封法蘭(13)的一端設置空間機械臂的接口(6)與空間機械臂連接。

5.根據權利要求1所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置，其特征在于，導向軸(3)的兩端分別設置有用于軸向限位且分別與滾動軸承(11)鎖死的限位環(12)。

6.根據權利要求1所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能裝置，其特征在于，導向軸(3)呈階梯設置，儲能單元(8)設置在導向軸(3)的大徑端的內部，消旋電磁線圈(4)設置在導向軸(3)的小徑端外側。

7.一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能方法，其特征在于，基于權利要求1-5中任意一項所述的電磁消旋儲能裝置，其包括，

當航天器逼近翻滾目標后，將儲能單元(8)轉化為同步模式對消旋電磁線圈(4)提供電流，通過消旋電磁線圈(4)與消旋磁鐵(2)之間的相互作用使筒體(1)旋轉，最終使筒體(1)與翻滾目標的相對角速度等于零，并對翻滾目標進行抓捕；

當對翻滾目標進行抓捕后，將儲能單元(8)轉換為消旋儲能模式，消旋磁鐵(2)和消旋電磁線圈(4)之間的相對轉動使得消旋電磁線圈(4)中產生電流對儲能單元(8)進行充電充能，將翻滾目標的轉動動能轉化為電能進行儲存。

8.根據權利要求7所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能方法，其特征在于，還包括鎖死的步驟，對翻滾目標進行抓捕后當消旋磁鐵(2)與消旋電磁線圈(4)之間的相對轉動角速度等于零時，通過鎖死機構，將筒體(1)和導向軸(3)鎖死，通過空間機械臂將翻滾目標移除。

9.根據權利要求7所述的一種面向翻滾目標的電磁消旋儲能方法，其特征在于，還包括通過電磁推進組件(5)控制消旋電磁線圈(4)在導向軸(3)上的移動，調節消旋磁鐵(2)與消旋電磁線圈(4)之間的重合度，調整消旋電磁線圈(4)中的電流，進而調節所述電磁消旋儲能裝置產生的旋轉力矩與連接空間機械臂的航天器所能提供的穩定力矩進行平衡，保持航天器的姿態穩定。