[发明专利]一种单轴双陀螺稳定系统及其控制方法

权利要求书

1.一种单轴双陀螺稳定系统，其特征在于具有机座（1），在机座上设有两个转向相反的陀螺器，陀螺器包括定子下部（2）、定子上部（3）、磁极（4）、定子端滚动球轴承（5）、电枢绕组（6.1）、定子励磁绕组（6.2）、定位螺栓（7）、转子（8）、电枢铁芯（9）、换向器（10）、绝缘套筒（11）、电刷器（12）、转子上端滚动球轴承（13）、轴承端盖（14）、推力球轴承（15），其中电刷器（12）包括电刷（12.1）、弹簧片（12.2）、电刷座（12.3）、刷握（12.4），换向器（10）包括绝缘缝隙（10.1）、换向片（10.2）；两个定子端滚动球轴承（5）同心布置在机座（1）的轴承孔内，定子下部（2）的两个轴端与定子端滚动球轴承（5） 过盈配合，定子上部（3）通过定位螺栓（7）与定子下部（2）连接，轴承盖（14）通过螺栓固定在定子上部（3）上，转子上端滚动球轴承（13）通过过盈连接固定在定子上部（3）上，换向器（10）与绝缘套筒（11）过盈连接，绝缘套筒（11）与转子（8）上端的轴过盈配合，换向片（12.1）、弹簧片（12.2）固定在刷握（12.4）上，刷握（12.4）固定在电刷座（12.3）上，电刷器（12）通过螺钉固定在定子上部（3），换向片（10.2）与电刷（12.1）接触，电枢绕组（6.1）嵌入电枢铁芯（9）槽内，转子（8）与推力球轴承（15）过盈连接，推力球轴承（15）固定在定子下部（2）上，定子励磁绕组（6.2）固定在磁极（4）上，磁极（4）固定在定子下部（2）上。

2.根据权利要求1所述的一种单轴双陀螺稳定系统，其特征在于所述的两个转向相反的陀螺器的旋转轴平行。

3.一种使用如权利要求1所述系统的单轴双陀螺稳定方法，其特征在于：两组定子励磁绕组（6.2）所通的电流流向相反，每一组电枢绕组（6.1）两端分别接在换向器（10）上两个相隔180°的换向片（10.2）上，两边的电刷（12.1）同时只能接触两个相隔180°的换向片（10.2），使得每一组通电的电枢绕组（6.1）在励磁绕组（6.2）通电后产生的固定的磁场中受到始终不变向的且垂直于电枢绕组（6.1）所在平面的磁场力作用，使得电枢铁芯（9）转动，从而带动转子（8）转动；当转子（8）转动后，产生动量矩H，其中，H=JΩ，若需增大动量矩H，则能通过增大陀螺器转子（8）的转动惯量J，也能通过增大转子（8）的转速Ω实现；两个陀螺器的转子产生的动量矩分别为H₁和H₂，当被稳定的平台受到绕x轴的干扰力矩M_x的作用时，将引起两个陀螺器分别绕轴y₁和y₂以方向相反的角速度ω₁和ω₂进动，同时分别产生陀螺力矩M_x1=H₁ω₁和M_x2=H₂ω₂，均与干扰力矩M_x反向，起到对抗干扰力矩M_x的作用，从而增加平台的稳定性。