[发明专利]基于液体回路的陀螺力矩产生装置及卫星姿态控制方法

权利要求书

1.基于液体回路的陀螺力矩产生装置，其特征是：它包括环形刚性管路(2)、一号电机(3)、二号电机(4)、连接管(5)和流体泵，环形刚性管路(2)环绕在卫星本体(1)的外侧，且所述环形刚性管路(2)的圆心与卫星本体(1)的中心重合；环形刚性管路(2)的直径大于卫星本体(1)的体面对角线的长度；

以卫星本体(1)的中心为原点建立三维直角坐标系OXYZ；一号电机(3)位于OZ轴的正半轴上，所述一号电机(3)的定子固定在卫星本体(1)上；所述一号电机(3)的力矩输出轴用于驱动二号电机(4)的定子以OZ轴为轴线做旋转运动，二号电机(4)的力矩输出轴的轴线O`Y`与OY轴平行；所述二号电机(4)的力矩输出轴用于驱动环形刚性管路(2)以所述轴线O`Y`为轴线做旋转运动；

连接管(5)位于OZ轴的正半轴上，所述连接管(5)用于连通环形刚性管路(2)与卫星本体(1)内的储液器；环形刚性管路(2)内充有工质液体流；流体泵设置在环形刚性管路(2)上，用于驱动环形刚性管路(2)内的工质液体流流动；

一号电机(3)的力矩输出轴用于驱动所述连接管(5)和环形刚性管路(2)同步以OZ轴为轴线做旋转运动，该连接管(5)与环形刚性管路(2)的连接处和二号电机(6)的定子固定连接。

2.根据权利要求1所述的基于液体回路的陀螺力矩产生装置，其特征在于流体泵为机械泵。

3.基于权利要求1所述的基于液体回路的陀螺力矩产生装置的卫星姿态控制方法，其特征是：它的方法是：

在环形刚性管路(2)内充入工质液体流，在环形刚性管路(2)内形成液体回路；

采用流体泵控制液体回路产生沿X轴方向的角动量；

采用二号电机(4)驱动环形刚性管路(2)控制力矩陀螺沿Y轴方向转动，产生沿Z轴方向的陀螺力矩；

采用一号电机(3)驱动环形刚性管路(2)控制力矩陀螺沿Z轴方向转动，产生沿-Y方向的陀螺力矩；

采用二号电机(4)驱动环形刚性管路(2)控制力矩陀螺沿-Y轴方向转动，产生沿-Z轴方向的陀螺力矩；

采用一号电机(3)驱动环形刚性管路(2)控制力矩陀螺沿-Z轴方向转动，产生沿Y方向的陀螺力矩；

通过流体泵控制环形刚性管路(2)中的工质液体流转速变化，当工质液体流转速的加速度沿X轴方向时，则产生沿X轴方向的力矩；当工质液体流转速的加速度沿-X轴方向时，则产生沿-X轴方向的力矩；

从而实现卫星姿态的三轴控制。

4.基于液体回路的陀螺力矩产生装置，其特征是：它包括一号环形刚性管路(21)、二号环形刚性管路(22)、三号电机(6)、四号电机(7)、连接管(5)和两个流体泵，一号环形刚性管路(21)和二号环形刚性管路(22)均环绕在卫星本体(1)的外侧，且所述一号环形刚性管路(21)的圆心和二号环形刚性管路(22)的圆心均与卫星本体(1)的中心重合；一号环形刚性管路(21)的直径大于卫星本体(1)的体面对角线的长度；二号环形刚性管路(22)的直径大于一号环形刚性管路(21)的直径；两个流体泵分别设置在一号环形刚性管路(21)和二号环形刚性管路(22)上，分别用于控制一号环形刚性管路(21)和二号环形刚性管路(22)内流体的流速；

以卫星本体(1)为中心建立三维直角坐标系OXYZ；三号电机(6)位于OZ轴的正半轴上，所述三号电机(6)的定子与卫星本体(1)固定连接，三号电机(6)的转矩输出轴用于驱动一号环形刚性管路(21)转子绕OZ轴旋转；四号电机(7)位于OY轴正半轴上，四号电机(7)的定子与一号环形刚性管路(21)固定连接，所述四号电机(7)的转矩输出轴用于驱动二号环形刚性管路(22)绕OY轴旋转；

连接管(5)位于OZ轴的正半轴上，所述连接管(5)用于连通一号环形刚性管路(21)与卫星本体(1)内的储液器；二号环形刚性管路(22)与一号环形刚性管路(21)连通；一号环形刚性管路(21)和二号环形刚性管路(22)内充有工质液体流；三号电机(6)的力矩输出轴通过连接管(5)固定在一号环形刚性管路(21)上。

5.根据权利要求4所述的基于液体回路的陀螺力矩产生装置，其特征在于它还包括五号电机(8)，所述五号电机(8)位于OZ轴的负半轴上，所述五号电机(8)的定子与卫星本体(1)固定连接，五号电机(8)的转矩输出轴用于驱动一号环形刚性管路(21)绕OZ轴旋转，五号电机(8)与三号电机(6)同步工作。