[发明专利]一种全悬浮双端支撑的单框架控制力矩陀螺

权利要求书

1.一种全悬浮双端支撑的单框架控制力矩陀螺，主要由磁悬浮高速转子系统和磁悬浮框架系统两大部分组成，其中磁悬浮高速转子系统分为静止部分和转动部分，其特征在于：静止部分由上陀螺房(1)、下陀螺房(2)、电器接插件(3)、轴向磁轴承(4)、高速驱动电机(5)的定子部分、径向磁轴承(6)的定子部分、径向位移传感器(7)、轴向位移传感器(9)、保护轴承(10)、保护轴承压板(11)、保护轴承座(12)、密封盖(13)组成；转动部分由陀螺高速转子(8)、高速驱动电机(5)的转子部分、径向磁轴承(6)的转子部分组成；其中，陀螺高速转子(8)为扁平状的飞轮并沿轴向有上、下轴伸端，其飞轮两侧面分别固定有高速驱动电机(5)的转子部分，高速驱动电机(5)的转子部分内外转子之间通过电机气隙连接有高速驱动电机(5)的定子部分，高速驱动电机(5)的定子部分分别固定在上陀螺房(1)和下陀螺房(2)上；高速驱动电机(5)的定子部分径向外侧固定有轴向磁轴承(4)，轴向磁轴承(4)的转子部分即是陀螺高速转子(8)扁平状的飞轮；陀螺高速转子(8)的上、下轴伸端分别固定有径向磁轴承(6)的转子部分，径向磁轴承(6)的转子部分径向外侧通过磁轴承气隙连接有径向磁轴承(6)的定子部分，径向磁轴承(6)的定子部分分别固定在上陀螺房(1)和下陀螺房(2)上；径向磁轴承(6)的定子部分轴向外侧有径向位移传感器(7)，径向位移传感器(7)分别固定在上陀螺房(1)和下陀螺房(2)上；径向位移传感器(7)轴向外侧有保护轴承(10)，保护轴承(10)外圈通过保护轴承压板(11)和保护轴承座(12)分别固定在上陀螺房(1)和下陀螺房(2)上，保护轴承(10)内圈通过保护间隙保护陀螺高速转子(8)；保护轴承(10)轴向外侧有轴向位移传感器(9)，轴向位移传感器(9)通过保护轴承座(12)分别固定在上陀螺房(1)和下陀螺房(2)上；轴向位移传感器(9)轴向外侧有密封盖(13)，密封盖(13)分别固定在上陀螺房(1)和下陀螺房(2)上；磁悬浮框架系统主要由框架(14)、框架保护轴承座(15)、框架磁轴承座(16)、框架三自由度磁轴承(17)、框架径向传感器(18)、框架电机(19)、框架保护轴承(20)、框架轴向传感器(21)、左框架轴(22)、右框架轴(23)、导电滑环(24)、角位置传感器(25)、传感器压板(26)、导电滑环座(27)、底座把手(28)、框架底座(29)组成；其中，框架(14)固定在框架底座(29)上，框架底座(29)通过机械接口与航天器本体相连，框架底座(29)上固定有底座把手(28)；框架保护轴承座(15)固定在框架(14)上，框架保护轴承(20)外圈通过螺纹压环固定在框架保护轴承座(15)上；框架保护轴承(20)轴向外侧有框架电机(19)的定子部分，框架电机(19)的定子部分通过螺纹压环固定在框架保护轴承座(15)上；框架电机(19)的定子部分轴向外侧有框架径向传感器(18)，框架径向传感器(18)固定在框架磁轴承座(16)上；框架径向传感器(18)轴向外侧有框架三自由度磁轴承(17)的定子部分，框架三自由度磁轴承(17)的定子部分固定在框架磁轴承座(16)上；框架三自由度磁轴承(17)的定子部分轴向外侧有框架轴向传感器(21)，框架轴向传感器(21)固定在框架磁轴承座(16)上，框架磁轴承座(16)固定在框架保护轴承座(15)上；框架三自由度磁轴承(17)的转子部分、框架电机(19)的转子部分分别安装在左框架轴(22)和右框架轴(23)上，框架保护轴承(20)通过保护间隙保护左框架轴(22)和右框架轴(23)，左框架轴(22)和右框架轴(23)通过螺钉和上陀螺房(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的全悬浮双端支撑的单框架控制力矩陀螺，其特征在于：所述的磁悬浮框架系统中的框架三自由度磁轴承(17)为非机械接触轴承，是纯电磁磁轴承或永磁偏置、电磁控制的混合磁轴承或纯永磁被动磁轴承。