一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺

摘要

一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统、旋转调制系统及框架系统等四部分组成，其中前三部分构成陀螺系统，定子系统主要包括：陀螺房、径向和轴向磁轴承定子、电机定子、位移传感器；转子系统主要包括：飞轮轮体、径向和轴向磁轴承转子、电机转子、偏转磁轴承转子；旋转调制系统主要包括：偏转磁轴承定子、超声波电机、光电码盘、导电滑环；框架系统主要包括框架体、框架电机和框架导电滑环。本发明首次提出大力矩磁悬浮控制敏感陀螺新概念，通过在现有的磁悬浮控制敏感陀螺上设计框架系统，利用框架系统驱动整个陀螺转动，从而实现大力矩输出功能，有效克服了无框架磁悬浮控制敏感陀螺输出力矩有限的不足。

主权项

一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统、旋转调制系统以及框架系统等四部分组成，其中定子系统、转子系统、旋转调制系统构成陀螺系统，其特征在于，定子系统主要包括：下陀螺房(1)、芯轴(3)、电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)、上保护轴承(5A)、下保护轴承(5B)、径向磁轴承(6)定子、键(7)、保护轴承锁母(8)、轴向磁轴承(9)定子、电机(10)定子、位移传感器(12)、上陀螺房(13)、中陀螺房(23)；旋转调制系统主要包括：旋转调制组件(2)、偏转磁轴承(11)定子；转子系统主要包括：飞轮轮体(14)、上保护轴承盖(15A)、下保护轴承盖(15B)、径向磁轴承(6)转子、轴向磁轴承(9)转子、电机(10)转子、偏转磁轴承(11)转子、径向磁轴承转子锁母(16)、轴向磁轴承内转子锁母(17)、轴向磁轴承外转子锁母(18)、电机内转子锁母(19)、电机外转子锁母(20)、偏转磁轴承内转子锁母(21)、偏转磁轴承外转子锁母(22)；磁悬浮转子系统和磁悬浮定子系统之间通过径向磁轴承(6)、轴向磁轴承(9)、偏转磁轴承(11)实现非机械接触的稳定悬浮，偏转磁轴承(11)定子通过旋转调制组件(2)实现定子旋转，整个陀螺系统通过框架系统(24)实现转动，旋转调制组件(2)位于下陀螺房(1)上部径向内侧和芯轴(3)径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房(1)上，偏转磁轴承(11)定子位于旋转调制组件(2)上部并通过紧固螺钉安装在旋转调制组件(2)上；芯轴(3)位于下陀螺房(1)上部径向内侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房(1)上，芯轴(3)位于上保护轴承(5A)、下保护轴承(5B)、径向磁轴承(6)定子和保护轴承锁母(8)径向内侧，电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)位于旋转调制组件(2)上部和芯轴(3)中部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在芯轴(3)上，径向磁轴承(6)定子位于上保护轴承(5A)和下保护轴承(5B)之间，通过键(7)与芯轴(3)相连，并防止径向磁轴承(6)定子绕芯轴(3)转动，上保护轴承(5A)、下保护轴承(5B)和径向磁轴承(6)定子通过保护轴承锁母(8)安装在芯轴(3)上，轴向磁轴承(9)定子位于径向磁轴承(6)定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)上，电机(10)定子位于轴向磁轴承(9)定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)上，位移传感器(12)位于下陀螺房(1)上部和旋转调制组件(2)径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房(1)上，上陀螺房(13)位于芯轴(3)和下陀螺房(1)上部，并通过过盈配合安装在芯轴(3)和下陀螺房(1)上；径向磁轴承(6)转子位于径向磁轴承(6)定子径向外侧，并通过径向磁轴承转子锁母(16)安装在飞轮轮体(14)上，轴向磁轴承(9)内转子位于轴向磁轴承(9)定子径向内侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母(17)安装在飞轮轮体(14)上，轴向磁轴承(9)外转子位于轴向磁轴承(9)定子径向外侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母(18)安装在飞轮轮体(14)上，电机(10)内转子位于电机(10)定子径向内侧，并通过电机内转子锁母(19)安装在飞轮轮体(14)上，电机(10)外转子位于电机(10)定子径向外侧，并通过电机外转子锁母(20)安装在飞轮轮体(14)上，偏转磁轴承(11)内转子位于偏转磁轴承(11)定子径向内侧，并通过偏转磁轴承内转子锁母(21)安装在飞轮轮体(14)上，偏转磁轴承(11)外转子位于偏转磁轴承(11)定子径向外侧，并通过偏转磁轴承外转子锁母(22)安装在飞轮轮体(11)上，上保护轴承盖(15A)和下保护轴承盖(15B)分别位于上保护轴承(5A)和下保护轴承(5B)的径向外侧，并通过紧固螺钉安装在飞轮轮体(14)上；包括定子系统、转子系统和旋转调制系统在内的整个陀螺系统通过紧固螺钉固定在框架系统的径向内侧。