[发明专利]基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置

权利要求书

1.基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：所述陀螺稳定装置包括下连接件(A)、上连接件(B)和结构相同的两组陀螺仪(C)；两组陀螺仪(C)对称布置且二者通过下连接件(A)、上连接件(B)连接在一起；

每组陀螺仪(C)包括下支撑板(1)、上支撑板(2)、进动电机(3)和安装于下支撑板(1)和上支撑板(2)之间的多个单陀螺仪(D)；每个单陀螺仪(D)沿垂直于下支撑板(1)、上支撑板(2)的单陀螺仪旋转轴转动，每个单陀螺仪(D)的转子(18)沿垂直于单陀螺仪旋转轴的转子旋转轴转动；

在多个单陀螺仪(D)中，以其中的一个单陀螺仪(D)的单陀螺仪旋转轴为中轴，进动电机(3)通过第一传动机构带动所述其中的一个单陀螺仪(D)沿单陀螺仪旋转轴转动；其余的单陀螺仪(D)以所述中轴为基准周向均布设置，并均与所述其中的一个单陀螺仪(D)通过第二传动机构连接，在所述其中的一个单陀螺仪(D)的带动下，其余的单陀螺仪(D)均以各自的单陀螺仪旋转轴进行转动；

两组陀螺仪(C)中的两个进动电机(3)，其转动速度时刻保持大小相等，方向相反；

两个下支撑板(1)通过下连接件(A)连接，两个上支撑板(2)通过上连接件(B)连接。

2.根据权利要求1所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：每个单陀螺仪(D)包括支撑架(12)、下支撑轴(13)、上支撑轴(14)、通过螺钉(16)固装在支撑架(12)上的自转电机(15)、联轴器(17)、转子(18)、转子轴承(19)和两个支撑轴轴承(20)；转子(18)通过转子轴承(19)安装在支撑架(12)上，自转电机(15)和转子(18)位于支撑架(12)内，自转电机(15)的输出轴通过联轴器(17)与转子(18)的转轴相连，位于支撑架(12)下方且与其连接的下支撑轴(13)通过一个支撑轴轴承(20)安装在下支撑板(1)上，位于支撑架(12)上方且与其连接的上支撑轴(14)通过另一个支撑轴轴承(20)安装在上支撑板(2)上；下支撑轴(13)和上支撑轴(14)同轴设置作为单陀螺仪旋转轴。

3.根据权利要求2所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：所述第一传动机构为一对锥齿轮(5)；所述第二传动机构包括N对同步带轮(6，7，8)以及N条同步带(9，10，11)，N的取值与周向均布设置的单陀螺仪(D)的数量相同，每对同步带轮的主动带轮均安装在处于中轴位置的单陀螺仪(D)的单陀螺仪旋转轴上，每对同步带轮的从动带轮一一对应安装在周向均布设置的单陀螺仪(D)的单陀螺仪旋转轴上，每对同步带轮通过一条同步带实现转动连接。

4.根据权利要求3所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：每组陀螺仪(C)中含有四个单陀螺仪(D)，四个单陀螺仪(D)的分布为：一个单陀螺仪(D)处于圆心处，其余三个单陀螺仪(D)沿圆周均匀分布。

5.根据权利要求1、2或3所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：每组陀螺仪(C)中含有七个单陀螺仪(D)，七个单陀螺仪(D)的分布为：一个单陀螺仪(D)处于圆心处，其余六个单陀螺仪(D)沿圆周均匀分布。

6.根据权利要求1、2或3所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：所述上连接件(B)为长方形板，上连接件(B)通过螺钉连接两个上支撑板(2)；所述下连接件(A)为方形框架，其上边框通过螺钉连接两个下支撑板(1)，其下边框具有若干螺纹孔，用于与被控部件连接。

7.根据权利要求6所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：所述下支撑板(1)具有一长方形凹槽，电机座(4)可在该槽内左右游动。

8.根据权利要求4所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：三对同步带轮(6，7，8)，其传动比分别为3:1、5:1和7:1。

9.根据权利要求1、2或3所述的基于傅里叶级数展开的陀螺稳定装置，其特征在于：每组陀螺仪(C)中的多个单陀螺仪(D)的传动比分别为：中间单陀螺仪与周围第n个陀螺仪的传动比为(2n+1):1。