[发明专利]一种五自由度双框架磁悬浮控制力矩陀螺

摘要

一种五自由度双框架磁悬浮控制力矩陀螺，由径向磁轴承、上轴向磁轴承、下轴向磁轴承、高速电机、径轴一体化传感器、径向传感器、上保护轴承、下保护轴承、芯轴、轮体、底座、上轴向推力盘、下轴向推力盘、壳体、内框框架芯轴、内框框架电机、内框框架、内框框架电机轴、内框机械轴承、内框角位置传感器、内框导电滑环、外框框架芯轴、外框框架电机、外框框架、外框框架电机轴、外框机械轴承、外框角位置传感器、外框导电滑环组成，径向磁轴承控制转子的径向平动，轴向磁轴承控制转子的轴向平动和径向偏转。本发明结构紧凑，减小了系统的体积、重量，削弱了噪声，消除了轴承机械摩擦，有效提高了双框架控制力矩陀螺的承载能力和控制精度。

主权项

1.一种五自由度双框架磁悬浮控制力矩陀螺，其特征在于：由径向磁轴承(1)、上轴向磁轴承(2)、下轴向磁轴承(3)、高速电机(4)、径轴一体化传感器(5)、径向传感器(6)、上保护轴承(7)、下保护轴承(8)、芯轴(9)、轮体(10)、底座(11)、上轴向推力盘(12)、下轴向推力盘(13)、壳体(14)、内框框架芯轴(15)、内框框架电机(16)、内框框架(17)、内框框架电机轴(18)，内框机械轴承(19)、内框角位置传感器(20)、内框滑环(21)、外框框架芯轴(22)、外框框架电机(23)、外框框架(24)、外框框架电机轴(25)，外框机械轴承(26)、外框角位置传感器(27)、外框滑环(28)组成，其中芯轴(9)位于壳体(14)的中心，径向磁轴承(1)的定子部分套放在芯轴(9)上，径向磁轴承(1)定子部分的上端是上轴向磁轴承(2)，上轴向磁轴承(2)由八个轴向磁轴承定子单元组成，每个轴向磁轴承定子单元呈“E”字型，上轴向磁轴承(2)的上端是上保护轴承(7)，上轴向磁轴承(2)和上保护轴承(7)均固定在芯轴(9)上，上保护轴承(7)的径向外侧是上轴向推力盘(12)，上轴向推力盘(12)为“山”字型结构，其内侧和外侧为凹陷部分，中部为凸起部分；上保护轴承(7)与上轴向推力盘(12)之间形成径向保护间隙和轴向保护间隙，上轴向推力盘(12)径向外侧是径轴一体化传感器(5)，其中上轴向推力盘(12)与径轴一体化传感器(5)的径向探头之间形成径向探测间隙，上轴向推力盘(12)与径轴一体化传感器(5)的轴向探头之间形成轴向探测间隙，径轴一体化传感器(5)通过传感器座与芯轴(9)固连；径向磁轴承(1)定子的下端是下轴向磁轴承(3)，下轴向磁轴承(3)由八个轴向磁轴承定子单元组成，每个轴向磁轴承定子单元呈“E”字型，下轴向磁轴承(3)的下端为下轴向推力盘(13)，下轴向推力盘(13)上存在“山”字型凹槽，下轴向推力盘(13)的下端为下保护轴承(8)，下轴向磁轴承(3)和下保护轴承(8)也固定在芯轴(9)上，下保护轴承(8)和下轴向推力盘(13)之间形成径向保护间隙和轴向保护间隙，下轴向推力盘(13)的径向外侧是径向传感器(6)，下轴向推力盘(13)与径向传感器(6)的探头部分之间形成径向探测间隙，径向传感器(6)通过传感器座与底座(11)固连，底座(11)通过连接板固定高速电机(4)定子部分，高速电机(4)定子的外侧为外转子铁心，内侧为内转子铁心，外转子铁心和内转子铁心均安装在轮体(10)的下部，高速电机(4)的定子分别与内转子铁心和外转子铁心之间形成内侧磁间隙和外侧磁间隙，轮体(10)内侧固连径向磁轴承(1)的转子部分，两者采用过盈配合，轮体(10)的外部是壳体(14)，壳体(14)与底座(11)通过螺钉连接将轮体密封；内框框架芯轴(15)的右端与壳体(14)的凹槽连接，左端通过内框机械轴承(19)与内框框架(17)的左端固连，内框框架(17)的右端通过过盈配合与内框框架电机(16)的定子部分连接，内框框架电机(16)的转子部分与内框框架电机轴(18)的右端相连，内框框架电机轴(18)的左端与壳体(14)相连，内框框架(17)的最左端与内框角位置传感器(20)的定子部分相连，内框角位置传感器(20)的定子部分与内框滑环(21)的定子外环相连，内框角位置传感器(20)的转子部分以及内框滑环(21)的转子与内框框架芯轴(15)固连；内框框架(17)的上端与外框框架芯轴(22)的下端连接，外框框架芯轴(22)的上端与外框框架(24)通过外框机械轴承(26)固连，外框框架(24)的下端与外框框架电机(23)的定子部分相连，外框框架电机(23)的转子部分与外框框架电机轴(25)的下端相连，外框框架电机轴(25)的上端与内框框架(17)相连，外框框架(24)的最上端与外框角位置传感器(27)的定子相连，外框角位置传感器(27)的定子与外框滑环(28)的定子相连；外框角位置传感器(27)的转子以及外框滑环(28)的转子部分与外框框架芯轴(22)上端固连。