[发明专利]一种快速聚装的模块动量球姿态控制执行机构

权利要求书

1.一种快速聚装的模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于包括：转子(1)、定子(2)和壳体(3)；转子(1)和定子(2)均为为球形，且转子(1)位于定子(2)内部，转子(1)的表面分布有磁极，转子(1)在定子(2)的驱动力矩下不受机械限制地绕三维空间任意方向旋转，转子(1)的运动分解为绕旋转主轴的主旋转运动和其他两个自由度的偏摆运动；定子(2)内嵌有位置传感器、角位置传感器和转速传感器，分别对转子(1)的位置、转动方向和转速进行实时检测，定子(2)与壳体(3)固连，壳体(3)各面均提供安装接口(31)，用于将所述模块动量球姿态控制执行机构固定安装在航天器本体上或者多个模块动量球姿态控制执行机构之间彼此聚装。

2.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：转子(1)与定子(2)之间为电磁悬浮方式支撑。

3.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：转子(1)与定子(2)之间通过球面轴承支撑。

4.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：转子(1)的球心、定子(2)的球心和壳体(3)的形心彼此重合。

5.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：所述壳体(3)为正多面体结构。

6.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：所述转子(1)内设有贯穿转子(1)球体的电磁铁线圈(14)、电磁铁线圈(14)包围的铁心(15)、无线充电感应线圈(16)和储能电池(17)；控制电磁铁线圈(14)内的电流通断和强弱，从而在转子(1)的表面形成磁极，无线充电感应线圈(16)用于给储能电池(17)充电，储能电池(17)用于给电磁铁线圈(14)供电；电磁铁线圈(14)的轴向为转子(1)的旋转主轴。

7.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：所述转子(1)外表面均匀分布多个永磁体，从而在转子(1)的表面形成磁极，转子(1)的旋转主轴为两个连线经过转子(1)球心的永磁体的连线方向。

8.根据权利要求1所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：所述定子(2)内均匀分布有多个驱动线圈，且所有驱动线圈划分为两个区域，分别为主旋转驱动区域和偏摆驱动区域，主旋转驱动区域中的驱动线圈用于控制转子(1)绕旋转主轴的主旋转运动，偏摆驱动区域中的驱动线圈用于控制转子(1)进行偏摆运动。

9.根据权利要求8所述的一种快速聚装多模式模块动量球姿态控制执行机构，其特征在于：转子(1)的旋转主轴指向的定子(2)的区域为主旋转驱动区域。