[發(fā)明專利]一種用于航天器主動隔振平臺的電磁作動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210354216.2
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114499095B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白爭鋒;隋思琪;趙繼俊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18;F16F6/00
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 李沫

本發(fā)明提出一種用于航天器主動隔振平臺的電磁作動器，包括用于與需要進(jìn)行隔振的負(fù)載固定連接的磁軛組件和用于與振動干擾來源固定連接的線圈組件，所述線圈組件處于所述磁軛組件的氣隙中，磁軛組件中采用多組永磁體產(chǎn)生多個氣隙，線圈組件采用單線圈或者雙線圈兩種模式，以實現(xiàn)電磁作動器的單自由度或者雙自由度模式。上述電磁作動器，通過重疊線圈可以將兩個方向的力集中在一起，在面臨多自由度隔振控制時使結(jié)構(gòu)更加簡化；通過增加每個自由度方向上的氣隙數(shù)量，能夠提高磁場利用率；同時線圈組件的安裝方式更加靈活，可以通過是否安裝中間隔板決定電磁作動器的單自由度或雙自由度的使用模式；可以通過靈活改變線圈纏繞方向而改變線圈出力方向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁作動器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于航天器主動隔振平臺的電磁作動器。

背景技術(shù)

航天器在軌運行中，會受到各種干擾，引起航天器結(jié)構(gòu)的微振動，進(jìn)而影響航天器有效載荷工作性能，且航天器工作精度和穩(wěn)定度要求越來越高，因此對航天器結(jié)構(gòu)微振動主動隔振平臺的要求越來越高。近年來，對于隔振要求極高的航天器工作環(huán)境，如空間實驗臺、太空攝像機(jī)或用于安裝主要的擾動源例如推進(jìn)器、作動輪組等情況下，采用非接觸隔振的構(gòu)型，使擾動源與隔振目標(biāo)之間沒有直接的物理連接，這與傳統(tǒng)隔振平臺結(jié)構(gòu)相比有著天然的優(yōu)勢，理論上甚至可以實現(xiàn)零頻率隔振，而對于無接觸隔振的作動器大都采用以磁力為控制力的執(zhí)行方式。并通過傳感器等元件獲取被控對象的速度、位置等狀態(tài)特征，進(jìn)而控制作動器輸出一定的作用力來抵消擾動對被控對象的影響，從而具有更好的隔振效果。

然而對于其中的電磁作動器部分而言，傳統(tǒng)的電磁作動器僅采用一組磁鐵所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度有限，面對線圈電流會產(chǎn)生磁場的偏移，影響控制精度。而且傳統(tǒng)單自由度作動器只能控制單自由度方向上的出力，在面對空間高自由度隔振需求時結(jié)構(gòu)過于繁瑣，也給控制系統(tǒng)增加了難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)岢隽艘环N用于航天器主動隔振平臺的電磁作動器，其能夠切換單、雙自由度的使用模式，且增加了每個自由度方向上的氣隙數(shù)量，提高了磁場利用率，能夠適用于多自由度隔振平臺，具有安裝與控制更加方便的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)岢隽艘环N用于航天器主動隔振平臺的電磁作動器，包括用于與需要進(jìn)行隔振的負(fù)載固定連接的磁軛組件和用于與振動干擾來源固定連接的線圈組件，所述線圈組件處于所述磁軛組件的氣隙中；

所述磁軛組件包括相對設(shè)置的第一磁軛支撐板和第二磁軛支撐板，在所述第一磁軛支撐板上交叉固定設(shè)有第一鐵軛和第二鐵軛，二者之間的夾角為α，且0°＜α≤90°，所述第一鐵軛上設(shè)有第一組永磁體，所述第一組永磁體包括n個永磁體，n為奇數(shù)，且n≥3，所述n個永磁體沿著所述第一鐵軛的長方向間隔的分布在所述第一鐵軛上，并且相鄰的兩個永磁體靠近第二磁軛支撐板的一端的磁極相反，所述第二鐵軛上設(shè)有第二組永磁體，所述第二組永磁體包括m個永磁體，m為奇數(shù)，且m≥3，所述m個永磁體沿著所述第二鐵軛的長方向間隔的分布在所述第二鐵軛上，并且相鄰的兩個永磁體靠近第二磁軛支撐板的一端的磁極相反；所述第一鐵軛和第二鐵軛相交位置處的永磁體為第一組永磁體和第二組永磁體共用的永磁體；

在所述第二磁軛支撐板上交叉固定設(shè)有第三鐵軛和第四鐵軛，所述第三鐵軛與第一鐵軛的位置相對應(yīng)，所述第四鐵軛與第二鐵軛的位置相對應(yīng)，所述第三鐵軛上設(shè)有第三組永磁體，所述第三組永磁體包括n個永磁體，其與第一組永磁體中的各永磁體一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的兩個永磁體相互靠近的一端的磁極相反，二者在其氣隙處產(chǎn)生磁場，將所述第一組永磁體與第三組永磁體之間的n個氣隙記作第一組氣隙；所述第四鐵軛上設(shè)有第四組永磁體，所述第四組永磁體包括m個永磁體，其與第二組永磁體中的各永磁體一一對應(yīng)，且相對應(yīng)的兩個永磁體相互靠近的一端的磁極相反，二者在其氣隙處產(chǎn)生磁場，將所述第二組永磁體與第四組永磁體之間的m個氣隙記作第二組氣隙；所述第三鐵軛和第四鐵軛相交位置處的永磁體為第三組永磁體和第四組永磁體共用的永磁體；