[发明专利]双框架磁悬浮控制力矩陀螺

摘要

双框架磁悬浮控制力矩陀螺主要由飞轮、内框架和外框架系统组成，飞轮处于双框架磁悬浮控制力矩陀螺的中部，飞轮主要由转轴、径向混合磁轴承、轴向磁轴承、径向位移传感器、轴向位移传感器、高速电机和陀螺房组成；内框架和外框架系统主要由框架、机械轴承、力矩电机、减速器、角位置传感器、导电滑环及控制系统组成；内框架系统通过减速器与陀螺房一端的轴孔相连，导电滑环和角位置传感器与陀螺房另一端的轴孔相连；外框架系统通过减速器与内框架一端的轴孔相连，导电滑环和角位置传感器与内框架另一端的轴孔相连。本发明通过混合磁轴承减小了系统的噪声、体积和重量，消除了轴承摩擦力，从而提高了控制力矩陀螺的寿命和控制精度。

主权项

1.双框架磁悬浮控制力矩陀螺，它主要由飞轮、内框架和外框架系统三部分组成，其中飞轮系统分为静止部分和转动部分，其特征在于：静止部分主要包括径向混合磁轴承(5)的静止部分、径向位移传感器(9)、轴向磁轴承(11)、轴向位移传感器(7)、保护轴承(6)、高速电机(4)的定子部分、上陀螺房(1)、下陀螺房(12)、密封盖(8)；转动部分主要包括转轴(2)、径向混合磁轴承(5)的转动部分、高速电机(4)的转子部分，两个高速电机(4)处于飞轮的中部，轴向磁轴承(11)位于高速电机(4)的左右两侧、分别与上陀螺房(1)和下陀螺房(12)相连接；高速电机(4)径向外侧依次连接径向混合磁轴承(5)、径向位移传感器(9)、保护轴承(6)、轴向位移传感器(7)、上陀螺房(1)和下陀螺房(12)，其中径向位移传感器(9)与径向混合磁轴承(5)的静止部分相连接，径向混合磁悬浮磁轴承(5)的静止部分同时还分别与上陀螺房(1)和下陀螺(12)相连接，上陀螺房(1)和下陀螺房(12)分别与密封盖(8)相连接；高速电机(4)的转子部分、径向混合磁悬浮磁轴承(5)的转动部分分别与转轴(2)连接在一起，保护轴承(6)和轴向位移传感器(2)通过保护轴承压板和轴承座与上陀螺房(1)和下陀螺房(12)相连接，保护轴承(6)与转轴(2)之间在径向上形成径向保护间隙，保护轴承(6)与转轴(2)的轴肩之间形成轴向保护间隙，径向位移传感器(9)的探头与检测环之间为径向探测间隙，轴向位移传感器(7)与转轴(2)的端部之间为轴向探测间隙；内框架系统主要由内框架(20)、内框架机械轴承(19)、内框架力矩电机(13)、内框架电机轴(17)、内框架电机机械轴承(14)、内框架减速器(16)、内框架减速器轴(18)、内框架角位置传感器(22)、内框架传感器轴(21)、内框架导电滑环(23)、内框架导电滑环支架(24)和内框架端盖(15)以及相应的内框架控制系统组成，内框架力矩电机(13)的转子通过内框架电机轴(17)与内框架减速器(16)连接，内框架减速器(16)通过内框架减速器轴(18)与上陀螺房(1)一端的轴孔相连，内框架力矩电机(13)的定子、内框架电机机械轴承(14)的静止部分与内框架(20)相连，内框架导电滑环(23)的转动部分通过内框架导电滑环支架(24)与内框架传感器轴(21)相连，内框架导电滑环(23)的静止部分与内框架端盖(15)相连，内框架角位置传感器(22)的转动部分通过内框架导电滑环支架(24)和内框架传感器轴(21)与上陀螺房(1)另一端的轴孔相连，内框架角位置传感器(22)的固定部分与内框架(20)相连，内框架电机机械轴承(14)对内框架力矩电机(13)的转动部分起支承作用，内框架机械轴承(19)对内框架减速器(16)和内框架角位置传感器(22)、内框架导电滑环(23)的转动部分起支承作用；外框架系统由外框架(32)、外框架机械轴承(25)、外框架力矩电机(28)、外框架电机轴(31)、外框架电机机械轴承(29)、外框架减速器(27)、外框架减速器轴(26)、外框架角位置传感器(35)、外框架传感器轴(38)、外框架导电滑环(37)、外框架导电滑环支架(36)和外框架端盖(30)以及相应的外框架控制系统组成，外框架力矩电机(28)的转子通过外框架电机轴(31)与外框架减速器(27)连接，外框架减速器(27)通过外框架减速器轴(26)分别与内框架(20)一端的轴孔相连，外框架力矩电机(28)的定子、外框架电机机械轴承(29)的静止部分与外框架(32)相连，外框架导电滑环(27)的转动部分通过外框架导电滑环支架(36)与外框架传感器轴(38)相连，外框架导电滑环(27)的静止部分与外框架端盖(30)相连，外框架角位置传感器(35)的转动部分通过外框架导电滑环支架(36)和外框架传感器轴(38)与内框架(20)另一端的轴孔相连，外框架角位置传感器(35)的固定部分与外框架(32)相连，外框架电机机械轴承(29)对外框架力矩电机(28)的转动部分起支承作用，外框架机械轴承(25)对外框架减速器(27)和外框架角位置传感器(35)、外框架导电滑环(27)的转动部分起支承作用。