[发明专利]一种磁化悬浮感应驱动式反作用动量球

权利要求书

1.一种磁化悬浮感应驱动式反作用动量球，其特征在于：包括球形转子(1)、弧形定子、位移传感器(4)、转速传感器(5)、控制器以及驱动电路；

球形转子(1)：作为角动量交换的载体，悬浮于6个弧形定子组成的线圈笼中，受线圈(3)中电流产生的电磁力矩控制，绕任意轴进行旋转；同时，球形转子(1)通过电磁反作用力矩与卫星交换角动量，实现对卫星的姿态控制；

弧形定子：与卫星本体固为一体，共有6个，每个包括带齿的弧形磁轭(2)及绕制在弧形磁轭(2)上的线圈(3)；6个弧形定子分为3对，每对弧形定子对称分布于球形转子(1)两侧，三对弧形定子两两正交，组成线圈笼；通过在线圈(3)上加载电流，产生直流磁场和交流磁场的叠加磁场，从而实现对球形转子(1)的悬浮控制及旋转驱动；所述线圈(3)为单一独立线圈，在其上加载带偏置的交变电流，偏置部分电流产生直流磁场，交变电流部分产生交流磁场；

位移传感器(4)：用于检测球形转子(1)在弧形定子组成的线圈笼中的位置，并将位置信号传递给控制器；

转速传感器(5)：用于检测球形转子(1)相对弧形定子的转速，并将转速信号传递给控制器；

控制器：其内运行PID控制算法，根据位置信号和转速信号分别产生悬浮驱动控制信号和旋转驱动控制信号；

驱动电路：对控制器产生的控制信号进行放大，并加载于线圈(3)之上产生电流。

2.根据权利要求1所述的一种磁化悬浮感应驱动式反作用动量球，其特征在于：所述的球形转子(1)为实心球体或者空心球壳，实心球体或者空心球壳内部为软磁性材料，实心球体或者空心球壳的表面镀有导电性良好的抗磁性材料；实心球体或者空心球壳最外层镀金。

3.根据权利要求1所述的一种磁化悬浮感应驱动式反作用动量球，其特征在于：所述的弧形磁轭(2)由导磁性良好的电工纯铁或硅钢片制成；3对弧形定子中的每1对构成一个控制通道，每个控制通道独立控制1个平动自由度和1个转动自由度，共计 控制6个自由度；3个转动自由度的矢量合成，使球形转子(1)绕任意轴以任意角速度进行旋转，实现与卫星三轴角动量交换，达到姿态控制的目的。