[實用新型]一種智能材料驅動控制力矩陀螺

有效

• 申請號: 201720566084.4
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN206734658U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 杜津銘;李青;劉磊;李靜
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64G1/28
• 分類號: B64G1/28
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本實用新型涉及空間飛行器姿態控制技術領域，尤其是一種智能材料驅動控制力矩陀螺。

背景技術

姿態控制分系統是各種空間飛行器(如衛星、深空探測器等)的關鍵組成部分，姿態控制系統的優劣直接決定了空間任務完成的質量。對于衛星的快速穩定和高精度指向要求，需要姿控執行機構能夠提供大幅值、高精度、連續控制力矩。常規控制力矩陀螺是通過電機驅動飛輪框架旋轉來獲得控制力矩，但由于電機普遍存在摩擦力問題，輸出力矩分辨率有限，框架驅動機構的精度極大地限制了控制力矩陀螺輸出力矩的精度和穩定性，很難滿足高精度控制的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種智能材料驅動控制力矩陀螺，具備控制精度高、響應速度快和輸出力矩大的優點，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種智能材料驅動控制力矩陀螺，包括動量飛輪和安裝平臺，所述動量飛輪位于安裝平臺的正上方，安裝平臺的底部安裝有球形鉸鏈、第一層疊式壓電驅動器和第二層疊式壓電驅動器，所述第一層疊式壓電驅動器與第二層疊式壓電驅動器交替分布，球形鉸鏈位于第一層疊式壓電驅動器和第二層疊式壓電驅動器的內側，球形鉸鏈、第一層疊式壓電驅動器和第二層疊式壓電驅動器均與安裝平臺的底面活動連接，安裝平臺的頂部中心處安裝有轉軸，所述轉軸的底端連接安裝平臺，轉軸的外側邊固定連接動量飛輪，轉軸的頂部安裝有轉子電機。

作為本實用新型進一步的方案：所述第一層疊式壓電驅動器和第二層疊式壓電驅動器各有兩個，第一層疊式壓電驅動器和第二層疊式壓電驅動器均關于安裝平臺的中心軸線對呈分布。

作為本實用新型進一步的方案：所述動量飛輪、安裝平臺和球形鉸鏈的軸線相互重合。

作為本實用新型進一步的方案：所述球形鉸鏈位于安裝平臺的底部正中心處。

與現有技術相比，本實用新型有益效果：本智能材料驅動控制力矩陀螺，層疊式壓電驅動器代替傳統的電機驅動，克服了傳統電機驅動控制力矩陀螺精度低、響應速度慢的缺點，層疊式壓電驅動器不需要傳動機構，不存在摩擦影響，這使得系統可達到很高的控制精度，此外，采用疊式壓電驅動器可實現較大的動力輸出，能得到大幅度的輸出力矩。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的安裝平臺仰視示意圖；

圖3為本實用新型的動力學模型簡圖；

圖4為本實用新型的控制算法框圖。

圖中：1-動量飛輪；2-安裝平臺；3-球形鉸鏈；4-第一層疊式壓電驅動器；5-第二層疊式壓電驅動器；6-轉軸；7-轉子電機。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。