[发明专利]一种姿控系统全物理仿真用三自由度磁浮台

摘要

一种姿控系统全物理仿真用三自由度磁浮台，包括负载平台、磁轴承组、支承基座三个模块。负载平台上放置姿控系统的各种单机。磁轴承组给负载平台提供三个自由度的可控磁力，悬浮负载平台，使其在三个转动方向上自由运动。支承基座模块使给非悬浮状态下的负载平台提供支承和保护作用。本发明使用磁轴承悬浮负载平台，可以在真空、高低温环境下进行姿控系统全物理仿真，使姿控系统全物理仿真更接近太空环境。本发明设计了一种三自由度全解耦磁悬浮轴承分布结构，实现对负载平面三自由度平动控制力的同时，不产生转动力矩，同时消除了气浮台的气流扰动，并且可以主动隔离振动，提高了全物理仿真的精度。本发明适用于对小卫星进行三自由度全物理仿真。

主权项

1.一种姿控系统全物理仿真用三自由度磁浮台，其特征在于：包括负载平台、磁轴承组和支承基座；负载平台上放置姿控系统的各种姿控系统单机；磁轴承组给负载平台提供三个自由度的可控磁力，悬浮负载平台，使其在三个转动方向上自由运动；支承基座给非悬浮状态下的负载平台提供支承和保护作用；所述的磁轴承组包括三个独立的磁轴承，即第一磁轴承、第二磁轴承、第三磁轴承；三个磁轴承均固定到外部真空罐内壁顶端；每个磁轴承有N、S两个磁极，磁极端面均为球凹面，球面粗糙度不超过10微米；在悬浮支承球台的情况下，各磁极中心轴均通过支承球台的球心；磁轴承两磁极中心轴的中线为磁轴承中心轴，三个磁轴承中心轴两两垂直，给支承球台提供磁力，实现对负载平台的三自由度平动运动的悬浮解耦控制；所述的负载平台为哑铃结构，包括支承球台、连接轴和负载面；支承球台位于中间位置，支承球台的球面粗糙度不超过10微米；连接轴有两个，均为圆筒形，两个连接轴的一端分别固定在支承球台的两个台面上，连接轴的中心轴通过支承球台的球心，并与支承球台的台面垂直；负载面有两个，为薄圆台形，两个连接轴的另一端分别固定在两个负载面上，负载面的中心轴与连接轴的中心轴重合；姿控系统单机固定在负载面上；连接轴中心轴放置有平衡块A，在负载面上平衡块B、平衡块C，调整平衡块A、平衡块B、平衡块C的位置，使支承球台的球心与负载平台的质心重合；所述支承基座由圆柱台和三个万向轴承组成；圆柱台下部为圆柱状，固定到外部真空罐内壁低端；圆柱台上部有三个斜台面，斜台面以圆柱台顶端圆面圆心为中心，相隔120度圆周分布，斜台面顶端法线通过支承球台的球心，斜台面与圆柱台顶面夹角为35.3度；三个万向轴承固定在斜台面上，万向轴承与负载平台球面三个接触点之间的距离为支承球台半径的倍；支承基座上端面外沿嵌入橡胶圈，对负载平台起到限位保护作用。