[發明專利]一種旋轉關節地面重力洛侖茲力磁懸浮卸載系統

有效

• 申請號: 202110728166.5
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113523747B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 王舒雁;張激揚;樊亞洪;齊明;楊磊;姚銳;夏旎;吳芊;劉景輝;李建普;張清濤;劉建
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發明涉及一種旋轉關節地面重力洛侖茲力磁懸浮卸載系統，包括定子組件、轉子組件、導電環組件和導電環驅動控制電路，所述的定子組件包括固定水平支架、定子安裝轉接支架、中心軸轉接工裝、并聯雙結構音圈電機的定子磁鋼組件和被測產品中心軸部件，定子安裝轉接支架固定安裝在固定水平支架上，并聯雙結構音圈電機定子磁鋼組件和被測產品的中心軸部件依次裝在中心軸轉接工裝之上；所述的轉子組件包括被測產品外殼體部件、轉子安裝轉接板和并聯雙結構音圈電機轉子線包組件。本發明通過給并聯雙結構音圈電機的轉子線圈組件加以恒定電流后，產生平行于軸向方向的電磁力，將固聯在轉子線圈部件上的旋轉關節部件帶動浮起或下降。

技術領域

本發明涉及一種旋轉關節地面重力洛侖茲力磁懸浮卸載系統，屬于航天器地面試驗技術領域。

背景技術

隨著航天技術的發展，對航天器機構產品在軌運行的性能要求越來越高。目前開展研究的超寬覆蓋光學衛星是垂軌掃描沿軌拼接成像的一顆超幅寬、高分辨率的光學衛星，衛星的主要任務是開展垂軌掃描沿軌拼接成像體制及其關鍵技術的研究。衛星配置一臺高分相機和一臺多功能相機，衛星從結構上劃分，可分為平臺艙和載荷艙兩部分，旋轉關節安裝在平臺艙，采用磁懸浮支撐為載荷艙提供支撐。高精密的磁懸浮旋轉關節作為寬幅高分相機的支撐，實現兩臺相機在軌的360°高精密勻速旋轉運動成像，實現微米級的旋轉精度和角秒級的測角精度。

磁懸浮旋轉關節平臺分為安裝在載荷艙的殼體組件和安裝在平臺艙的中心軸組件，兩部件的重量分別為130kg和110kg。為實現在地面上對磁懸浮旋轉關節整機功能和性能的測試，需要懸浮旋轉關節中的外殼體組件或中心軸組件，以模擬空間失重狀態。

目前國內外常見的重力卸載技術一般有四種：水浮法、氣球懸吊法、氣浮法、導軌-滑輪懸吊法。現有的水浮法要求空間機構防水密封，難以實現；氣球懸吊法承載能力太小，不能滿足較大負載的要求；氣浮臺法限制了空間機構的運動自由度，不滿足要求；導軌-滑輪懸吊法受空間機構運動加速度的影響，結構較復雜，重力卸載精度不滿足要求。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種旋轉關節地面重力洛侖茲力磁懸浮卸載系統，滿足可懸浮旋轉關節本體中心軸或外殼定子的兩種地面重力卸載的試驗要求。

本發明解決技術的方案是：

一種旋轉關節地面重力洛侖茲力磁懸浮卸載系統，包括定子組件、轉子組件、導電環組件和導電環驅動控制電路，

所述的定子組件包括固定水平支架、定子安裝轉接支架、中心軸轉接工裝、并聯雙結構音圈電機的定子磁鋼組件和被測產品中心軸部件，定子安裝轉接支架固定安裝在固定水平支架上，中心軸轉接工裝裝在定子安裝轉接支架上，并聯雙結構音圈電機定子磁鋼組件和被測產品的中心軸部件依次裝在中心軸轉接工裝之上；

所述的轉子組件包括被測產品外殼體部件、轉子安裝轉接板和并聯雙結構音圈電機轉子線包組件；

所述的導電環組件包括導電環環體、導電環刷架以及導電環驅動電機，導電環驅動電機的轉軸與導電環環體同軸安裝，導電環環體和導電環刷架為含有12環以上組件；

所述的導電環驅動控制電路為驅動導電環轉動的電路，根據要求控制導電環驅動電機按照預定的轉速均速旋轉。

進一步的，通過給并聯雙結構音圈電機的轉子線包組件加以恒定電流后，產生平行于軸向方向的電磁力，將固聯在轉子線包組件上的被測產品帶動浮起或下降。

進一步的，通過改變安裝轉子組件的轉子安裝轉接板和定子組件的定子安裝轉接支架，分別實現被測產品的外殼體部件和被測產品的中心軸部件的懸浮。

進一步的，通過驅動導電環環體，實現帶有通電信號產品的懸浮轉動，其懸浮轉動的速度范圍不高于導電環驅動電機的工作轉速范圍。

進一步的，其中8環以上為功率電源，其余為信號電。