技术特征：
1.一种磁悬浮万向稳定平台，主要由定子系统和动子系统两部分组成，其特征在于：定子系统主要包括：平动偏转磁轴承连接盘(2)、周向磁轴承定子安装盘(3)、周向磁轴承(4)定子、偏转磁轴承(5)定子、平动磁轴承定子(7)、平动磁轴承安装盘(8)、传感器(9)；动子系统主要包括：载荷承接件(1)、周向磁轴承(4)动子、偏转磁轴承(5)内侧动子、偏转磁轴承(5)外侧动子、动子骨架(6)；磁悬浮动子系统和磁悬浮定子系统之间通过周向磁轴承(4)、偏转磁轴承(5)、平动磁轴承(7)实现非机械接触的稳定悬浮，平动磁轴承(7)定子位于动子骨架(6)下方，由平动磁轴承(7)内侧定子和平动磁轴承(7)外侧定子成对组成，三对定子周向120
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均布排列，每对内外定子磁极中心连线穿过球心，三轴成斜装三正交结构排布，定子通过紧固螺钉安装在底部的平动磁轴承安装盘(8)上，周向磁轴承定子安装盘(3)位于内侧平动磁轴承(7)定子上方，通过紧固螺钉连接，周向磁轴承定子安装盘具有120
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均布的三组支架，三组传感器(9)安装于安装盘(3)的三组支架上，周向磁轴承(4)定子的三个绕组成120
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均布排列于安装盘(3)没有支架的方向，平动偏转磁轴承连接盘(2)位于周向磁轴承定子安装盘(3)支架上方，通过紧固螺钉连接，连接盘(2)存在内外两组接口，外侧接口下方连接偏转磁轴承(5)定子，偏转磁轴承(5)内外动子位于动子骨架(6)洛伦兹力磁轴承房内，内外两部分分布于偏转磁轴承(5)定子径向两侧，动子骨架(6)位于周向磁轴承定子安装盘(3)径向外侧，三组动子磁爪位于舱体下方，成120
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均布于平动磁轴承(7)各组定子之间，周向磁轴承(4)动子位于动子骨架(6)径向内侧、磁爪上方，包绕于周向磁轴承(4)定子径向两侧，载荷承接件(1)位于动子骨架(6)上方，通过紧固螺栓连接。2.根据权利要求1所述的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的周向磁轴承(4)为洛伦兹力磁轴承，包括静止部分和悬浮部分，静止部分主要包括：周向磁轴承定子线圈支架(402)、周向磁轴承绕组(403)，悬浮部分主要包括：周向磁轴承动子支架(401)、周向内球面导磁环(404)、周向外球面导磁环(405)、周向永磁体(406)、周向外导磁环(407)，周向磁轴承绕组(403)通过环氧树脂胶接于周向磁轴承定子线圈支架(402)上，组成周向磁轴承(4)定子，于周向磁轴承定子安装盘(3)上120
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均布排列，周向磁轴承动子支架(401)制有三个包绕舱，成120
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均布排列，周向内球面导磁环(404)嵌于包绕舱内侧表面，周向外球面导磁环(405)、周向永磁体(406)、周向外导磁环(407)成同心配合嵌于包绕舱外侧空腔，两侧包绕周向磁轴承定子线圈，悬浮其上。3.根据权利要求1所述的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的偏转磁轴承(5)为洛伦兹力磁轴承，包括静止部分和悬浮部分，静止部分主要包括：偏转磁轴承定子骨架(501)、偏转磁轴承绕组(506)，悬浮部分主要包括：内导磁环(502)、内上永磁体(503a)、内下永磁体(503b)、内上球面导磁环(504a)、内下球面导磁环(504b)、内隔磁环(505)、外导磁环(507)、外上永磁体(508a)、外下永磁体(508b)、外上球面导磁环(509a)、外下球面导磁环(509b)、外隔磁环(510)，偏转磁轴承绕组(506)通过环氧树脂胶接于偏转磁轴承定子骨架(501)上，内导磁环(502)、内隔磁环(505)同心装配，内上永磁体(503a)、内上球面导磁环(504a)、内下永磁体(503b)、内下球面导磁环(504b)同心对称装配于内隔磁环(505)上下，组成偏转磁轴承(5)内侧动子，外导磁环(507)、外隔磁环(510)同心装配，外上永磁体(508a)、外上球面导磁环(509a)、内下永磁体(508b)、外下球面导磁环(509b)同心对称装配于外隔磁环(510)上下，组成偏转磁轴承(5)外侧动子。4.根据权利要求1所述的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的动子骨架(6)主要
包括动子骨架基体(601)、动子磁爪(602)、偏转磁轴承外侧动子锁紧环(603)、偏转磁轴承内侧动子锁紧环(604)，动子磁爪(602)位于动子骨架(601)下方，成120
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均布排列，通过紧固螺钉连接。5.根据权利要求1所述的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的平动磁轴承(7)为纯电磁磁轴承，包括静止部分和悬浮部分，静止部分主要包括：平动磁轴承外侧磁极支架(701)、平动磁轴承外侧磁极(702)、平动磁轴承外侧绕组(703)、平动磁轴承内侧磁极(704)、平动磁轴承内侧绕组(705)、平动磁轴承内侧磁极支架(706)，悬浮部分主要包括：动子磁爪(602)，平动磁轴承内侧磁极(704)装于平动磁轴承内侧磁极支架(706)上，绕有平动磁轴承内侧绕组(705)，组成平动磁轴承(7)内侧定子，三组平动磁轴承内侧定子成120
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均布，平动磁轴承外侧磁极(702)装于平动磁轴承外侧磁极支架(701)上，绕有平动磁轴承外侧绕组(703)，组成平动磁轴承(7)外侧定子，三组平动磁轴承外侧定子成120
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均布，与平动磁轴承内侧定子相对，磁极面均为球面，磁极中心连线交于球心，成斜装三正交结构，动子磁爪(602)悬浮于内外磁极球面之间，成同心关系。6.根据权利要求1、2和4所属的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的周向磁轴承，周向磁轴承动子支架(401)装于动子骨架基体(601)径向内侧，动子磁爪(602)上方，周向磁轴承(4)定子于周向磁轴承定子安装盘上成120
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均布排列，周向磁轴承动子支架(401)的包绕舱径向两侧包绕周向磁轴承(4)定子，悬浮于定子上方，周向内球面导磁环(404)、周向外球面导磁环(405)、周向磁轴承(4)定子均为球面结构，动子系统万向偏转功能不受限制，周向磁轴承通过洛伦兹力控制动子系统周向不发生旋转，提高载荷承接件(1)搭载载荷的指向精度。7.根据权利要求1、3和4所述的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的偏转磁轴承，偏转磁轴承绕组(506)通过环氧树脂胶接于偏转磁轴承定子骨架(501)上，组成偏转磁轴承(5)定子，通过紧固螺栓安装在平动偏转磁轴承连接盘外侧接口下方，四个偏转磁轴承绕组(506)位于偏转磁轴承定子骨架(501)上，成对串联使用，当四个偏转磁轴承绕组(506)匝数相同时，产生的安培力大小相等，方向相反形成力偶，不会对三个平动方向产生干扰，内导磁环(502)、内隔磁环(505)同心装配，内上永磁体(503a)、内上球面导磁环(504a)、内下永磁体(503b)、内下球面导磁环(504b)同心对称装配于内隔磁环(505)上下，组成偏转磁轴承(5)内侧动子，安装于动子骨架(6)洛伦兹力磁轴承房径向内侧，外导磁环(507)、外隔磁环(510)同心装配，外上永磁体(508a)、外上球面导磁环(509a)、内下永磁体(508b)、外下球面导磁环(509b)同心对称装配于外隔磁环(510)上下，组成偏转磁轴承(5)外侧动子，安装于动子骨架(6)洛伦兹力磁轴承房径向外侧，内上球面导磁环(504a)、内下球面导磁环(504b)、偏转磁轴承(5)定子、外上球面导磁环(509a)、外下球面导磁环(509b)均为球面结构，使得动子系统可以实现径向两自由度万向偏转控制。8.根据权利要求1和5所述的磁悬浮万向稳定平台，其特征在于：所述的平动磁轴承(7)磁极面为球面结构，球面磁极的电磁力始终经过动子骨架球心，即电磁力始终经过一点，三组磁极电磁力方向成斜装三正交结构，将所需控制力解耦到三组磁极方向，而非传统平动控制解耦到径向、轴向三个自由度方向，从而取代传统的径向、轴向磁轴承，仅由本发明的平动磁轴承同时控制径向、轴向三自由度平动悬浮，降低控制难度，通过全球面磁悬浮和全通道主动控制实现了动子系统的万向偏转和精确指向，大幅提升了稳定平台的敏捷性、稳
定性和精确性，进而保证载荷工作环境超稳超静的要求。
技术总结
一种磁悬浮万向稳定平台主要由定子系统和动子系统两部分组成，动子系统主要包括：动子骨架、万向磁轴承动子、周向磁轴承动子、载荷承接件；定子系统主要包括：平动磁轴承定子、万向磁轴承定子、周向磁轴承定子、传感器。本发明采用全球面磁悬浮结构，其中平动磁轴承包括三组周向120
技术研发人员：王卫杰 朱宏业 任元 王丽芬 樊亚洪 廖鹤 尹增愿 于春淼 李磊 庞维坤
受保护的技术使用者：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/8/30