[發明專利]一種多冗余衛星智能姿控組件及其工作方法

在審

• 申請號: 202110337953.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112937920A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 杜金榜;侯建軍
• 申請（專利權）人: 湖南攬月機電科技有限公司
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B64G1/28;B64G1/10
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

一種多冗余衛星智能姿控組件，包括箱體(1)、反作用飛輪組(2)、磁力矩器組(3)、磁力矩器線圈(4)、控制板(5)、陀螺儀(6)，箱體上設置磁力矩器線圈安裝槽(11)、控制板安裝凹槽(12)；反作用飛輪組包括第一、第二、第三、第四反作用飛輪組，分別在箱體的四個角落，每個包括X軸反作用飛輪(21)、Y軸反作用飛輪(22)、Z軸反作用飛輪(23)，X、Y軸反作用飛輪安裝在箱體的側壁上；磁力矩器組對反作用飛輪進行磁卸載，包括X軸、Y軸磁力矩器，均安裝在箱體的底板上，呈對稱分布；磁力矩器線圈安裝在箱體的磁力矩器線圈安裝槽內，且為Z軸方向；控制板在箱體的中心且安裝在控制板安裝凹槽；陀螺儀共三個，均安裝在箱體內的底板上。還有工作方法。

技術領域

本發明涉及航空航天的技術領域，尤其涉及一種多冗余衛星智能姿控組件，以及這種多冗余衛星智能姿控組件的工作方法。

背景技術

衛星、對地觀測平臺、宇宙飛船、空間望遠鏡等航天器的姿態控制執行機構要求體積小、重量輕、壽命長、功耗低、可靠性高。目前，作為航天器姿態控制的系統包括：反作用飛輪、磁力矩器、九軸傳感器執行機構等；反作用飛輪、磁力矩器，一般采用三個作為一組，分別控制航天器三個軸向的姿態。很顯然，當其中一個反作用飛輪或磁力矩器發生故障時，則無法調整該軸向的姿態，從而影響整個航天器的正常工作，嚴重時會造成航天器的失效。

很顯然，在空間中每個方向多幾組反作用飛輪，每一組飛輪都能夠完整的完成航天器的姿態控制，從而其中一個方向的反作用飛輪失效時，則該方向啟用另一個反作用飛輪，而保證完整可靠地完成航天器的姿態控制。反作用飛輪組的數量越多，可靠性越好，即冗余越多航天器姿態控制系統的穩定性越強；然而，并不是簡單地增加幾組反作用飛輪、磁力矩器就能夠解決問題的。發射到天空中的航天器，零部件的重量和體積是航天器設計的一個關鍵指標，哪怕是多1克或者多1立方厘米制造成本也會顯著增加，因此增加幾組反作用飛輪、磁力矩器才能既保證航天器姿態控制可靠性，又盡量平衡重量和體積要求，是科研人員面臨的重要抉擇。另外，反作用飛輪、磁力矩器的放置位置也非常重要，衛星智能姿控組件的主體受到的振動對于調節控制衛星姿態的反作用飛輪、磁力矩器來說是很大的，如何減少反作用飛輪、磁力矩器受到的振動也是科研人員需要著重考慮的。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種多冗余衛星智能姿控組件，其在盡量少增加組件重量和體積的前提下極大地提高了姿態控制可靠性，在裝配上保持組件的整體平衡，大大減少反作用飛輪受到的振動而保證姿態控制準確性。

本發明的技術方案是：這種多冗余衛星智能姿控組件，其包括：箱體(1)、反作用飛輪組(2)、磁力矩器組(3)、磁力矩器線圈(4)、控制板(5)、陀螺儀(6)，

箱體上設置磁力矩器線圈安裝槽(11)、控制板安裝凹槽(12)；

反作用飛輪組包括第一反作用飛輪組、第二反作用飛輪組、第三反作用飛輪組、第四反作用飛輪組，這四個反作用飛輪組分別在箱體的四個角落內，每個反作用飛輪組包括X軸反作用飛輪(21)、Y軸反作用飛輪(22)、Z軸反作用飛輪(23)，其中X軸反作用飛輪、Y軸反作用飛輪安裝在箱體的側壁上；

磁力矩器組對反作用飛輪進行磁卸載，且包括X軸磁力矩器、Y軸磁力矩器，均安裝在箱體的底板上，呈對稱分布；

磁力矩器線圈安裝在箱體的磁力矩器線圈安裝槽內，且為Z軸方向；

控制板在箱體的中心且安裝在控制板安裝凹槽；

陀螺儀共三個，均安裝在箱體內的底板上。

本發明的反作用飛輪組包括第一反作用飛輪組、第二反作用飛輪組、第三反作用飛輪組、第四反作用飛輪組，這四個反作用飛輪組分別在箱體的四個角落內，因此能夠在盡量少增加組件重量和體積的前提下極大地提高了姿態控制可靠性，而且在裝配上保持整個組件的整體平衡；X軸反作用飛輪、Y軸反作用飛輪安裝在箱體的側壁上，因此能夠大大減少反作用飛輪受到的振動而保證姿態控制準確性。