[发明专利]一种磁悬浮万向球

摘要

本发明公开了一种磁悬浮万向球主要由内球面定子系统和外球面转子系统组成，内球面定子系统主要包括：感应电机定子系统、无线伺服系统、位移传感器；外球面转子系统采用双体结构，主要包括磁悬浮球壳、高速轴向转子、永磁同步电机。本发明首次提出磁悬浮万向球新概念，集反作用飞轮和双框架控制力矩陀螺功能于一体，其特征是通过悬浮‑偏转一体控制、轴向‑径向分体旋转、功率‑信号无线传输，保证球面转子360度的万向偏转，避免单体磁悬浮转子轴向旋转‑径向偏转时的涡流损耗，降低多自由度惯性执行机构的体积和质量，以无线双体万向磁悬浮球面转子系统实现了三个自由度球面包络控制力矩的输出，具有小体积、高精度、低功耗、高功能密度的优点。

主权项

1.一种磁悬浮万向球，包括内球面定子系统和外球面转子系统，其特征在于，所述内球面定子系统主要包括：底座(1)、内球面下陀螺房(2)、感应电机定子系统(3)、无线伺服功率系统(4)、无线伺服信号系统(5)、内球面上陀螺房(6)、位移传感器(7)；所述外球面转子系统采用双体结构，主要包括磁悬浮球面转子上球壳(8)、轴向转子上轴承(9)、永磁同步电机定子(10)、高速轴向转子(11)、磁悬浮球面转子下球壳(12)、轴向转子下轴承(13)；所述磁悬浮内球面定子系统和所述外球面转子系统之间通过所述感应电机定子系统(3)、所述磁悬浮球面转子上球壳(8)、所述磁悬浮球面转子下球壳(12)实现非机械接触的稳定悬浮，所述高速轴向转子(11)通过所述轴向转子上轴承(9)、所述永磁同步电机定子(10)、所述轴向转子下轴承(13)实现高速变速旋转；所述内球面下陀螺房(2)位于所述底座(1)的轴向上端，并通过间隙配合与所述底座(1)相连，所述无线伺服功率系统(4)位于所述内球面下陀螺房(2)的径向外侧靠近赤道面一端，通过紧固螺钉安装在所述内球面下陀螺房(2)上，所述内球面上陀螺房(6)位于所述内球面下陀螺房(2)的轴向上端，并通过紧固螺钉安装在所述内球面下陀螺房(2)上，所述无线伺服信号系统(5)位于所述内球面上陀螺房(6)的径向外侧靠近赤道面一端，并通过紧固螺钉安装在所述内球面上陀螺房(6)上，所述位移传感器(7)位于所述内球面上陀螺房(6)轴向顶端，并通过紧固螺钉安装在所述内球面上陀螺房(6)上，所述感应电机定子系统(3)均布于所述内球面下陀螺房(2)和所述内球面上陀螺房(6)上；所述轴向转子上轴承(9)和所述轴向转子下轴承(13)分别位于所述磁悬浮球面转子上球壳(8)和所述磁悬浮球面转子下球壳(12)径向内侧靠近极轴一端，并分别通过间隙配合与所述磁悬浮球面转子上球壳(8)和所述磁悬浮球面转子下球壳(12)相连，所述高速轴向转子(11)位于所述轴向转子上轴承(9)和所述轴向转子下轴承(13)径向内侧，并通过间隙配合与所述轴向转子上轴承(9)和所述轴向转子下轴承(13)相连，所述永磁同步电机定子(10)位于所述高速轴向转子(11)径向外侧，并通过间隙配合与所述磁悬浮球面转子上球壳(8)和所述磁悬浮球面转子下球壳(12)相连，所述磁悬浮球面转子上球壳(8)和所述磁悬浮球面转子下球壳(12)赤道面重合，通过紧固螺钉连接在一起，构成完整磁悬浮球面转子系统。