[发明专利]五自由度主动磁轴承式双轴角速率陀螺

摘要

一种五自由度主动磁轴承式双轴角速率陀螺，由转子、径向磁轴承、轴向磁轴承、保护轴承、径向位移传感器、轴向位移传感器、驱动电机、陀螺房、电路系统组成。利用径向传感器和轴向传感器的转子相对于陀螺房的位置反馈信息，电路系统实时调节径向磁轴承和轴向磁轴承的线圈绕组电流，使转子实现五自由度全主动悬浮，继而通过驱动电机驱动转子高速旋转，产生角动量。当外界转子姿态变化时，线圈绕组电流相应变化，利用线圈绕组电流与输入角速率的线性关系，解算外界输入角速率的大小。本发明适用于高精度角速率测量应用领域，具有零偏小、输出噪声低、分辨率高等特点。

主权项

五自由度主动磁轴承式双轴角速率陀螺，其特征在于：包括转子（1）、上陀螺房（8）、下陀螺房（9）、中环（10）、径向磁轴承（6）、轴向磁轴承（2）、径向位移传感器（3）、保护轴承（4）、驱动电机（7）、轴向位移传感器（5）、磁轴承电路系统（11）和电机驱动电路系统（15）；上陀螺房（8）、下陀螺房（9）和中环（10）整体加工成型，中环（10）通过螺母和定位孔与上陀螺房（8）和下陀螺房（9）固定相连，形成真空密封壳体，通过真空阀门（12）保持密封壳体内部的真空状态，陀螺内部线路通过加工在密封壳体侧面的电气接口（13）与外部连接，锁紧机构（14）处于下陀螺房（9），在发射阶段与转子（1）轮毂外沿实现锁紧固定；保护轴承（4）与转子（1）之间在径向上形成径向保护间隙，径向位移传感器（3）与转子（1）之间在径向上形成径向探测间隙，保护轴承（4）与转子（1）之间在轴向上形成轴向保护间隙，轴向位移传感器（5）与转子（1）之间在轴向上形成轴向探测间隙；磁轴承电路系统（11）实时调节径向磁轴承（6）和轴向磁轴承（2）的线圈绕组电流，使转子（1）稳定悬浮在探测间隙中心，通过电机驱动电路系统（14）驱动转子（1）高速旋转，产生角动量，利用径向磁轴承（6）的线圈绕组电流解算出外界输入角速率的大小。