一种智能姿控组件中的线圈磁力矩器的制作方法

本发明涉及航空航天的技术领域，尤其涉及一种智能姿控组件中的线圈磁力矩器。

背景技术：

随着科技的发展，卫星、对地观测平台、宇宙飞船、空间望远镜等航天器技术日趋成熟。航天器的姿态控制系统是航天器的重要组成部分，姿态控制系统是指对航天器的姿态控制的一种系统，其基本任务是保证航天器自在飞行过程中具有良好的稳定性和操作性。姿态控制系统又称为稳定控制系统、稳定回路。姿态控制系统的主要作用是维持航天器飞行过程中的姿态稳定，同时实施导航或制导系统产生的轨道控制指令。姿态控制系统接受两个方面的控制信息：一是来自姿态敏感器的信息，该信息是由于航天器受干扰作用使姿态偏离原来状态而产生的。姿态敏感器信息经过自动稳定装置(控制器)生成控制信号，再通过伺服机构产生控制力。控制力作用于航天器本体，使之回到原来的姿态位置，这样形成一个负反馈的闭环控制回路，保证航天器姿态稳定。另一个控制信息来自导航或制导系统，它们是航天器机动转弯的导引指令。

目前，航天器姿态控制系统包括：反作用飞轮、磁力矩器、九轴传感器执行机构等。其中磁力矩器是指产生偶极子磁矩的装置。航天器的磁矩与其所在处的地磁场相互作用产生磁控力矩，用以对航天器进行姿态控制。一般来说，磁力矩器主体由高磁导率的棒状磁芯和外部均匀密绕的导线或漆包线组成，线圈通以额定电流，则会产生所需的工作磁矩。磁力矩器开机会产生很强的工作磁场，是卫星平台最主要的磁场干扰源。对高精度的空间磁场探测而言，在磁强计工作时，磁力矩器必须不工作。因此卫星在轨飞行时，需要设计两者分时工作的模式。

磁力矩器一般采用三个作为一组，分别控制航天器三个轴向的姿态。很显然，当其中一个磁力矩器发生故障时，则无法调整该轴向的姿态，从而影响整个航天器的正常工作，严重时会造成航天器的失效。

很显然，在空间中每个方向多几组磁力矩器，每一组磁力矩器都能够完整的完成航天器的姿态控制，从而其中一个方向的磁力矩器失效时，则该方向启用另一个磁力矩器，而保证完整可靠地完成航天器的姿态控制。但是，发射到天空中的航天器，零部件的重量和体积是航天器设计的一个关键指标，哪怕是多1克或者多1立方厘米制造成本也会显著增加，因此既保证航天器姿态控制可靠性，又尽量平衡重量和体积要求，是科研人员面临的重要抉择。考虑到制造成本，通常，智能姿控组件中设置一组三个磁力矩器，即x轴磁力矩器、y轴磁力矩器、z轴磁力矩器各一个，这样不能保证航天器的姿态控制完整可靠。还有因为磁力矩器中棒状磁芯的存在，所以无论怎么设计布局，磁力矩器部件所占空间都会很大，而且形状基本固定，与其他部件以及每个磁力矩器之间无法穿插设置。另外，三个磁力矩器在布局上无法做到使智能姿控组件整体上重量均衡。

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智能姿控组件中的线圈磁力矩器，其能够加大航天器姿态控制的可靠性，大大减少磁力矩器部件所占空间，可以实现与其他部件穿插设置，三个磁力矩器在布局上做到使智能姿控组件整体上质量均衡。

本发明的技术方案是：这种智能姿控组件中的线圈磁力矩器，智能姿控组件包括：箱体(1)、反作用飞轮(2)、磁力矩器部件、控制组件(3)、陀螺仪(4)，

磁力矩器部件对反作用飞轮进行磁卸载，磁力矩器部件包括：x轴磁力矩器(51)、y轴磁力矩器(52)、线圈磁力矩器(53)、线圈磁力矩器盖(54)；

x轴磁力矩器(51)、y轴磁力矩器(52)是导线或漆包线均匀缠绕在磁棒上；线圈磁力矩器(53)是由导线或漆包线围绕而成的闭环，且为z轴方向，闭环的形状根据智能姿控组件箱体内的空间来变化，

线圈磁力矩器盖(54)罩在线圈磁力矩器上并固定在箱体上。

本发明包括上、下两组磁力矩器部件，每组磁力矩器部件包括x、y、z三个轴的磁力矩器，当其中一个磁力矩器发生故障时，可以由对应轴的另一个磁力矩器替换工作，因此能够加大航天器姿态控制的可靠性；z轴方向的线圈磁力矩器是由导线或漆包线围绕而成的闭环，没有中间的磁棒，闭环的形状根据智能姿控组件箱体内的空间来变化，因此大大减少磁力矩器部件所占空间，可以实现与其他部件穿插设置；从而x轴磁力矩器、y轴磁力矩器可以对称放置，因此三个磁力矩器在布局上做到使智能姿控组件整体上质量均衡。

附图说明

图1示出了根据本发明的智能姿控组件中的线圈磁力矩器的结构示意图，其中智能姿控组件的正面朝上放置。

图2示出了根据本发明的智能姿控组件中的线圈磁力矩器的结构示意图，其中智能姿控组件的背面朝上放置。

图3示出了图1的线圈磁力矩器的主视图。

图4示出了图1的线圈磁力矩器的俯视图。

图5示出了图1的线圈磁力矩器的立体图。

具体实施方式

如图1所示，这种智能姿控组件中的线圈磁力矩器，智能姿控组件包括：箱体1、反作用飞轮2、磁力矩器部件、控制组件3、陀螺仪4，

磁力矩器部件对反作用飞轮进行磁卸载，且包括上、下两组磁力矩器部件，每组磁力矩器部件包括：x轴磁力矩器51、y轴磁力矩器52、线圈磁力矩器53、线圈磁力矩器盖54；

x轴磁力矩器51、y轴磁力矩器52是导线或漆包线均匀缠绕在磁棒上；线圈磁力矩器53是由导线或漆包线围绕而成的闭环，且为z轴方向，闭环的形状根据智能姿控组件箱体内的空间来变化，线圈磁力矩器盖54罩在线圈磁力矩器上并固定在箱体上。

本发明包括上、下两组磁力矩器部件，每组磁力矩器部件包括x、y、z三个轴的磁力矩器，当其中一个磁力矩器发生故障时，可以由对应轴的另一个磁力矩器替换工作，因此能够加大航天器姿态控制的可靠性；z轴方向的线圈磁力矩器是由导线或漆包线围绕而成的闭环，没有中间的磁棒，闭环的形状根据智能姿控组件箱体内的空间来变化，因此大大减少磁力矩器部件所占空间，可以实现与其他部件穿插设置；从而x轴磁力矩器、y轴磁力矩器可以对称放置，因此三个磁力矩器在布局上做到使智能姿控组件整体上重量均衡。

优选地，如图1、2所示，所述箱体1的横截面为正方形，所述反作用飞轮2包括四组，每组的x轴、y轴、z轴三个反作用飞轮设置在所述箱体的一个角处，所述磁力矩器部件在所述箱体的中心，所述线圈磁力矩器53的闭环为正方形，所述x轴磁力矩器51、y轴磁力矩器52设置在线圈磁力矩器盖54上。所述反作用飞轮采用了四组，能够极大地加强航天器姿态控制的可靠性。每组的x轴、y轴、z轴三个反作用飞轮设置在所述箱体的一个角处，能够使智能姿控组件整体上重量均衡。所述磁力矩器部件在所述箱体的中心，所述线圈磁力矩器的闭环为正方形，所述x轴磁力矩器、y轴磁力矩器设置在线圈磁力矩器盖上，这样能够最大限度地利用空间，而且能够使智能姿控组件整体上重量均衡。

优选地，如图3-5所示，所述闭环的正方形的上、下两边向内弯折，所述x轴磁力矩器51、y轴磁力矩器52分别设置在线圈磁力矩器盖54的左右两边上。在所述闭环的正方形的上、下两边向内弯折，这样能够方便识别定位，使得安装x轴磁力矩器51、y轴磁力矩器52时能够准确地安装在正方形的左、右两边处。

优选地，如图2所示，所述陀螺仪在所述闭环的正方形的中心处。这样能够充分利用空间。

优选地，如图1所示，所述控制组件夹在两组磁力矩器部件之间。这样能够充分利用空间。

优选地，如图1所示，所述线圈磁力矩器盖54的形状与线圈磁力矩器53的形状对应，线圈磁力矩器盖54的正方形的每条边均匀设置3个安装孔541。通过这些安装孔，线圈磁力矩器盖就能够固定。

优选地，如图1所示，线圈磁力矩器盖54的正方形的左右两条边的3个安装孔向外，线圈磁力矩器盖54的正方形的上下两条边的3个安装孔中左右两个向内而中间一个向外。这样设计，不但能够固定线圈磁力矩器盖，而且使得紧固力在方向上搭配得当，延长线圈磁力矩器盖的使用寿命，从而更好地保护线圈磁力矩器。

优选地，如图1所示，所述箱体1的横截面为正方形且仅仅包括四个侧壁，所述反作用飞轮2包括四组，每组的x轴、y轴、z轴三个反作用飞轮设置在所述箱体的一个角处并均通过安装框架安装在箱体的侧壁上，所述线圈磁力矩器盖54的安装孔541固定到安装框架上。这样不用另外设置箱体固定零件就能够使磁力矩器盖固定到箱体上，不但节约了制造成本，而且减少了体积和重量，保证了磁力矩器线圈部件的安装强度。

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。