一种反作用飞轮的设计方法以及安装方法与流程

文档序号:22680144发布日期:2020-10-28 12:40阅读:374来源:国知局
一种反作用飞轮的设计方法以及安装方法与流程

本发明涉及航空航天的技术领域,尤其涉及一种反作用飞轮的设计方法,以及这种反作用飞轮的安装方法。



背景技术:

卫星、对地观测平台、宇宙飞船、空间望远镜等航天器的姿态控制执行机构要求体积小、重量轻、寿命长、功耗低、可靠性高。目前作为航天器姿态控制系统执行机构的反作用飞轮,一般采用机械轴承支承,机械轴承存在不平衡振动不可控和过零摩擦力矩大等问题,严重影响了飞轮的使用寿命以及航天器姿态控制的精度和稳定度。

而为了解决反作用飞轮在工作过程中产生震动的问题,通常是在安装反作用飞轮的支架上做改进。例如,中国专利申请号cn201610058940.5,发明名称为反作用飞轮的微振动主被动一体化隔振装置,其包括安装反作用飞轮的上盖板、用于隔振的多个支承单元和用于与航天器舱板相连接的下底板,所述支承单元为u型体,支承单元包括弯曲部,所述弯曲部的两相对侧壁上分别对齐设有压电材料。但是,这样做大大地增加了卫星的重量和体积,制作难度也会随之增大。



技术实现要素:

为克服现有技术的缺陷,本发明要解决的技术问题是提供了一种反作用飞轮的设计方法,其既能够减少振动,又减小了反作用飞轮的整体重量,而且制造相对简单。

本发明的技术方案是:这种反作用飞轮的设计方法,反作用飞轮包括:基座(1)、支撑架(2)、电机(3)、转子(4)、控制组件(6);

用于控制电机转速的控制组件(6)位于所述基座(1)内;

所述支撑架(2)设置在基座上方,采用弹性材料,结构上采用顶部镂空结构;

所述电机(3)固定安装在所述支撑架上且与所述基座具有间隔,转子(4)固定安装在电机的电机轴上,电机带动转子转动。

本发明的反作用飞轮,电机固定安装在支撑架上且与基座具有间隔,所以支撑架作为电机的主承力结构,而且制造相对简单;所述支撑架采用弹性材料,结构上采用顶部镂空结构,所以支撑架是一种减震设计,有效地降低电机在工作过程中产生的震动;结构上采用顶部镂空结构,所以减小了反作用飞轮的整体重量。

还提供了一种反作用飞轮的安装方法,其包括以下步骤:

(1)用于控制电机转速的控制组件放在基座内,电连接器安装在基座上,并且与所述控制组件相连;

(2)电机固定安装在支撑架上且与基座具有间隔,电机轴插入支撑架的中心孔,转子固定安装在电机轴上,电机带动转子转动;

(3)支撑架安装在基座上;

(4)壳盖罩在支撑架外并安装在基座上。

附图说明

图1示出了根据本发明的反作用飞轮的结构示意图。

具体实施方式

这种反作用飞轮的设计方法,如图1所示,反作用飞轮包括:基座1、支撑架2、电机3、转子4、控制组件6;

用于控制电机转速的控制组件6位于所述基座1内;

所述支撑架2设置在基座上方,采用弹性材料,结构上采用顶部镂空结构;

所述电机3固定安装在所述支撑架上且与所述基座具有间隔,转子4固定安装在电机的电机轴上,电机带动转子转动。

本发明的反作用飞轮,电机固定安装在支撑架上且与基座具有间隔,所以支撑架作为电机的主承力结构,而且制造相对简单;所述支撑架采用弹性材料,结构上采用顶部镂空结构,所以支撑架是一种减震设计,有效地降低电机在工作过程中产生的震动;结构上采用顶部镂空结构,所以减小了反作用飞轮的整体重量。

优选地,该反作用飞轮还包括:壳盖5、电连接器7;所述电连接器7安装在基座上,并且与所述控制组件相连;所述壳盖5罩在所述支撑架外并安装在所述基座上。采用壳盖,可以避免灰尘等杂质污染物进入反作用飞轮内而影响转子的转动。

优选地,所述电机3采用内转子电机。传统的反作用飞轮中电机定子和电机转子(此处的电机转子是电机本身的转子,与下文中的转子4不同)安装的时候是分部安装的,不采用一体化安装,这样装配难度加大,安装体积也增大。而本发明采用电机定子和电机转子一体的内转子电机,实现一体化安装,从而避免了上述问题。

优选地,所述转子4为实心金属板。实心金属板密度均匀,降低了转子的不平衡性。

优选地,所述转子4采用截面为倒u型圆柱。由于转子安装在电机轴上,为了保持转子的质心与电机轴的转心在同一点,转子采用截面为倒u型的圆台,减小了质量与惯量比。

优选地,所述壳盖5采用刚性材料,并与基座密封焊接。反作用飞轮有两种工作环境,大气层内工作时可分为模拟太空环境进行检测和发射时的超重力环境,这两种工作环境下壳盖需要的承受高压,一个是保持跟大气外的真空环境一直,需要进行内部抽真空形成的压差,另一个是发射时的超重力环境下壳盖上承受的压强,即壳盖需采用刚性材料,并与基座密封焊接。

优选地,所述壳盖5的表面镀上黑色的面漆,壳盖为金属材质。在大气层外工作时处于真空无重力状态,太空中电机工作所产生的热能无法通过热传导传递,所以将壳盖5的表面镀上黑色的面漆;同时,电机在工作的时候需要进行电磁屏蔽,壳盖的材料选用金属材质。

优选地,在控制组件表面与基座连接处镀有一层导电、导热的金属材料。控制组件中的电路板的材质是非金属,不易导热,需在表面与基座连接处镀有一层金属材料,便于控制组件的散热。并且导电、导热的金属材料用于保持内外电压一致。

优选地,所述基座1刚性连接到卫星上。这样反作用飞轮可以与卫星连为一体。

还提供了一种反作用飞轮的设计方法,其包括以下步骤:

(1)用于控制电机转速的控制组件放在基座内,电连接器安装在基座上,并且与所述控制组件相连;

(2)电机固定安装在支撑架上且与基座具有间隔,电机轴插入支撑架的中心孔,转子固定安装在电机轴上,电机带动转子转动;

(3)支撑架安装在基座上;

(4)壳盖罩在支撑架外并安装在基座上。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本发明技术方案的保护范围。



技术特征:

1.一种反作用飞轮的设计方法,其特征在于:反作用飞轮包括:基座(1)、支撑架(2)、电机(3)、转子(4)、控制组件(6);

用于控制电机转速的控制组件(6)位于所述基座(1)内;

所述支撑架(2)设置在基座上方,采用弹性材料,结构上采用顶部镂空结构;

所述电机(3)固定安装在所述支撑架上且与所述基座具有间隔,

转子(4)固定安装在电机的电机轴上,电机带动转子转动。

2.根据权利要求1所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:该反作用飞轮还包括:壳盖(5)、电连接器(7);所述电连接器(7)安装在基座上,并且与所述控制组件相连;所述壳盖(5)罩在所述支撑架外并安装在所述基座上。

3.根据权利要求2所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:所述电机(3)采用内转子电机。

4.根据权利要求2所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:所述转子(4)为实心金属板。

5.根据权利要求4所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:所述转子(4)采用截面为倒u型圆柱。

6.根据权利要求2所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:所述壳盖(5)采用刚性材料,并与基座密封焊接。

7.根据权利要求6所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:所述壳盖(5)的表面镀上黑色的面漆,壳盖为金属材质。

8.根据权利要求2所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:在控制组件表面与基座连接处镀有一层导电、导热的金属材料。

9.根据权利要求1所述的反作用飞轮的设计方法,其特征在于:所述基座(1)刚性连接到卫星上。

10.一种反作用飞轮的安装方法,其特征在于:其包括以下步骤:

(1)用于控制电机转速的控制组件放在基座内,电连接器安装在基座上,并且与所述控制组件相连;

(2)电机固定安装在支撑架上且与基座具有间隔,电机轴插入支撑架的中心孔,转子固定安装在电机轴上,电机带动转子转动;

(3)支撑架安装在基座上;

(4)壳盖罩在支撑架外并安装在基座上。


技术总结
公开一种反作用飞轮的设计方法,其既能够减少振动,又减小了反作用飞轮的整体重量,而且制造相对简单。反作用飞轮包括:基座(1)、支撑架(2)、电机(3)、转子(4)、控制组件(6);用于控制电机转速的控制组件(6)位于所述基座(1)内;所述支撑架(2)设置在基座上方,采用弹性材料,结构上采用顶部镂空结构;所述电机(3)固定安装在所述支撑架上且与所述基座具有间隔,转子(4)固定安装在电机的电机轴上,电机带动转子转动。还有安装方法。

技术研发人员:杜金榜;侯建军;杜璨阳;侯宇萱
受保护的技术使用者:湖南揽月机电科技有限公司
技术研发日:2019.04.22
技术公布日:2020.10.27
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