[實用新型]框架式控制力矩陀螺自平衡測試實驗裝置

有效

• 申請號: 202022913579.4
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN213515688U
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 賀利樂;張世杰;孫昱;胡乾灝;賀寧;薛旭飛
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01M1/02;G05D1/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本實用新型公開了一種框架式控制力矩陀螺自平衡測試實驗裝置，包括控制力矩陀螺組件、實驗框架、滑臺模組、陀螺支座；實驗框架包括底座，以及與底座通過軸承連接且具有一個自由度的內框架；控制力矩陀螺組件安裝在陀螺支座上；滑臺模組安裝在內框架上并連接陀螺支座，且能夠帶動陀螺支座沿內框架上下往復運動。本實用新型實施例提供的框架式控制力矩陀螺自平衡測試實驗裝置，用于控制力矩陀螺在控制系統自平衡過程中的實驗研究。能夠改變系統重心的位置，研究控制力矩陀螺在系統重心發生變化時的自平衡性能，更加接近實際的復雜工況。

技術領域

本實用新型屬于控制力矩陀螺技術領域，具體涉及框架式控制力矩陀螺自平衡測試實驗裝置。

背景技術

陀螺穩定裝置是一種以陀螺為敏感元件或執行元件，使被穩定對象在干擾因素作用下能相對大地坐標系保持方位不變或者在指令力矩的作用下使其按照給定規律相對慣性空間轉動的陀螺裝置。陀螺穩定裝置按照陀螺力矩在穩定裝置中的作用，可分為直接式陀螺穩定裝置、間接式陀螺穩定裝置、動力式陀螺穩定裝置等。直接式陀螺穩定裝置又被叫做控制力矩陀螺(CMG,control moment gyro)，是一種用陀螺力矩抵抗作用于被穩定對象上的干擾力矩，而使被穩定對象相對慣性空間保持方位的穩定的陀螺穩定裝置?？刂屏赝勇萦沈寗愚D子高速轉動的驅動電機、轉子、轉子支架和驅動支架做進給運動的進給電機組成，具有輸出力矩大和響應速度快的特點。因此，控制力矩陀螺被廣泛應用在空間站和大型衛星，進行姿態控制?，F在也有研究人員將控制力矩陀螺應用在其它不穩定系統的姿態鎮定中，如摩托車、雙輪汽車的自平衡等。

控制力矩陀螺的性能取決于三個重要參數：轉子的轉動慣量，轉子自轉角速度，進動角速度。對于既定結構，轉子的轉動慣量是確定的；轉子的自轉角速度可根據實際情況對驅動電機進行控制；當系統重心發生傾斜時，根據傾斜方向不同，控制進動電機以不同方向的進動角速度轉動，根據傾斜角度和重心高度不同，控制進動電機以不同大小的進動角速度轉動。直接在工程中使用控制力矩陀螺穩定裝置必定會使解決方法缺少說服力，需要完善控制力矩陀螺自平衡性能的嚴密性。

實用新型內容

本實用新型為控制力矩陀螺在控制系統自平衡過程中的研究提供了一個實驗儀器，可以實現控制力矩陀在豎直方向和水平方向移動，主要用于當例如摩托車、雙輪汽車等不穩定系統的重心發生變化時，控制力矩陀螺控制整個系統自平衡性能的研究。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

框架式控制力矩陀螺自平衡測試實驗裝置，包括控制力矩陀螺組件、實驗框架、滑臺模組、陀螺支座；

所述實驗框架包括底座，以及與底座通過軸承連接且具有一個自由度的內框架；所述控制力矩陀螺組件安裝在陀螺支座上；所述滑臺模組安裝在所述內框架上并連接所述陀螺支座，且能夠帶動所述陀螺支座沿所述內框架上下往復運動。

優選的，所述控制力矩陀螺組件包括飛輪，以及與飛輪連接的高速電機，所述飛輪安裝在飛輪支架上，飛輪支架安裝在盤式電機上。

優選的，所述滑臺模組包括第一滑臺和第二滑臺；所述內框架的兩側豎直對稱的分別安裝有絲杠，第一滑臺和第二滑臺分別安裝在內框架兩側的絲杠上；陀螺支座同時連接所述第一滑臺和第二滑臺。

優選的，所述陀螺支座包含兩個移動組件，兩個移動組件之間連接有兩個支撐桿和底板；所述移動組件包括導桿，所述導桿的兩端分別安裝有滑動輪，所述內框架上設置有豎向的與所述滑動輪配合的導槽。

優選的，所述滑動輪通過安裝板安裝在導桿的端部，張緊塊通過螺釘安裝在滾動輪的軸上，張緊旋鈕螺紋連接在張緊塊上。

優選的，所述所述盤式電機的下端面通過螺釘連接在底板上。

優選的，所述底板兩端設置有滑臺，導桿內側和外側均分別設置有滑槽，滑臺嵌在導桿的滑槽中。

優選的，所述導桿內側上有刻度。