装在陀螺外转盘1201上。
[0038]本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0039]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，包括静止部分和转动部分，其特征在于: 所述静止部分包括: 上陀螺房(1)、中陀螺房(2)、下陀螺房(3)、上密封圈(4A)、下密封圈(4B)、上轴向球面磁轴承(5A)定子、下轴向球面磁轴承(5B)定子、上保护轴承(6A)、下保护轴承(6B)、电机组件(7)定子、上轴向位移传感器组件(8A)、下轴向位移传感器组件(8B)、径向位移传感器组件(9)、径向球面磁轴承(10)定子和洛伦兹力磁轴承(11)定子； 所述转动部分包括: 陀螺外转盘组件(12)、陀螺内转轴(13)、球心调整垫环(14)和陀螺转子锁母(15); 所述上陀螺房(1)位于中陀螺房(2)轴向上端，并通过螺钉紧固在中陀螺房(2)上，下陀螺房(3)位于中陀螺房(2)轴向下端，并通过螺钉紧固在中陀螺房(2)上，上密封圈(4A)位于中陀螺房(2)轴向上端的环形凹槽内，并通过上陀螺房(1)轴向下端平面压紧在中陀螺房(2)轴向上端的环形凹槽内，下密封圈(4B)位于中陀螺房(2)轴向下端的环形凹槽内，并通过下陀螺房(3)轴向上端平面压紧在中陀螺房(2)轴向下端的环形凹槽内，上陀螺房(1)、中陀螺房(2)、下陀螺房(3)、上密封圈(4A)和下密封圈(4B)组成一个封闭空间，为陀螺飞轮转子提供一个真空密封环境，上轴向球面磁轴承(5A)定子位于上陀螺房(1)的轴向上端凹槽内，并通过螺钉紧固在上陀螺房(1)上，下轴向球面磁轴承(5B)定子位于下陀螺房(3)轴向下端凹槽内，并通过螺钉紧固在下陀螺房(3)上，上保护轴承(6A)位于上陀螺房(1)轴向下端环形台内，并通过锁母固定安装在上陀螺房(1)轴向下端的环形台内，下保护轴承(6B)位于下陀螺房(3)轴向上端环形台内，并通过锁母固定安装在下陀螺房(3)轴向上端的环形台内，电机组件(7)定子位于上陀螺房(1)轴向下端和上保护轴承m径向外侧，并通过螺钉紧固在上陀螺房(1)上，上轴向位移传感器组件(8A)位于上陀螺房(1)轴向下端和电机组件(7)定子的径向外侧，并通过环氧树脂胶固化安装在上陀螺房(1)轴向下端的凸台上，下轴向位移传感器组件(8B)位于下陀螺房(3)轴向上端，并通过环氧树脂胶固化安装在下陀螺房(3)轴向上端的凸台上，径向位移传感器组件(9)位于径向球面磁轴承(10)定子内圆柱面内侧，并通过径向球面磁轴承(10)定子的凹槽固定安装在径向球面磁轴承(10)定子内圆柱面上，径向球面磁轴承(10)定子位于中陀螺房(2)的径向内侦牝并通过锁母固定安装在中陀螺房(2)上，洛伦兹力磁轴承(11)定子位于陀螺外转盘组件(12)径向凹槽内，并通过螺钉固定安装在下陀螺房(3)上，陀螺外转盘组件(12)位于径向球面磁轴承(10)定子径向内侧和陀螺内转轴(13)径向外侧，陀螺内转轴(13)位于上轴向球面磁轴承(5A)定子轴向下端和下轴向球面磁轴承(5B)定子轴向上端，球心调整垫环(14)位于陀螺内转轴(13)径向外侧和陀螺外转盘组件(12)径向内侧上端，陀螺外转盘组件(12)和球心调整垫环(14)通过陀螺转子锁母(15)和陀螺内转轴(13)之间的螺纹配合固定安装在陀螺内转轴(13)上，上轴向球面磁轴承(5A)定子球面和下轴向球面磁轴承(5B)定子球面与陀螺内转轴(13)球面间留有一定的球壳间隙，形成轴向球壳气隙(16)，径向球面磁轴承(10)定子球面和陀螺外转盘组件(12)球面间留有一定的球壳间隙，形成径向球壳气隙(17)。2.根据权利要求1所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的上轴向球面磁轴承(5A)和下轴向球面磁轴承(5B)为纯电磁磁轴承，包括定子部分和转子部分，所述定子部分包括轴向球面定子铁心(51)和轴向线圈(52)，所述转子部分为陀螺内转轴(13)端部球面，轴向线圈(52)通过环氧树脂胶固化安装在轴向球面定子铁心(51)的环形槽内。3.根据权利要求1所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的上轴向位移传感器组件(8A)和下轴向位移传感器组件(8B)都有四个探头，且均按X轴和Y轴的正、负方向对称放置。4.根据权利要求1所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的径向位移传感器组件(9)有四个探头，且沿圆周正交分布。5.根据权利要求1所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的径向球面磁轴承(10)为纯电磁磁轴承，包括定子部分和转子部分，所述定子部分包括左球面定子铁心(101A)、右球面定子铁心(101B)、前球面定子铁心(101C)、后球面定子铁心(101D)、左激磁线圈(102A)、右激磁线圈(102B)、前激磁线圈(102C)、后激磁线圈(102D)、上定子锁盘(103A)、下定子锁盘(103B)和定子套筒(104)，所述转子部分为陀螺外转盘组件(12)的外环形球面。6.根据权利要求1所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的洛伦兹力磁轴承(11)包括定子部分和转子部分组成，所述定子部分包括轴承定子骨架(1101)、左力矩线圈(1102A)、右力矩线圈(1102B)、前力矩线圈(1102C)、后力矩线圈(1102D)，所述转子部分包括陀螺外转盘(1201)、外垫环(1103)、上外磁钢(1104)、外隔磁环(1105)、下外磁钢(1106)、外锁母(1107)、内垫环(1108)、上内磁钢(1109)、内隔磁环(1110)、下内磁钢(1111)、内锁母(1112)和内保护环(1113)。7.根据权利要求1所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮转动部分的质心与陀螺外转盘组件(12)外球面球心和陀螺内转轴(13)两端球面的球心重合。8.根据权利要求6所述的内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，其特征在于:所述的洛伦兹力磁轴承(11)转子部分的上外磁钢(1104)、下外磁钢(1106)、上内磁钢(1109)、下内磁钢(1111)均为径向充磁，充磁方向依次为:内N外S、内S外N、内N外S、内S外N，或为内S外N、内N外S、内S外N、内N外S。
【专利摘要】本发明公开了一种内转子磁悬浮球面陀螺飞轮，包括静止部分和转动部分，静止部分包括：上陀螺房、中陀螺房、下陀螺房、密封圈、轴向球面磁轴承定子、保护轴承、电机组件定子、轴向位移传感器组件、径向位移传感器组件、径向球面磁轴承定子和洛伦兹力磁轴承定子；转动部分包括：陀螺外转盘组件、陀螺内转轴、球心调整垫环和陀螺转子锁母；本发明采用球面磁轴承作为支承部件，能够实现磁悬浮陀螺飞轮的五自由度全主动悬浮，消除了转子三个平动控制对径向两个扭动控制的干扰，从而提高了陀螺飞轮输出瞬间大陀螺力矩的力矩精度。
【IPC分类】G01C19/00, B64G1/28, G05D1/08
【公开号】CN105302149
【申请号】CN201510813055
【发明人】刘强, 任元, 樊亚洪, 缪存孝, 王卫杰, 吴波, 胡灯亮, 高宪鹏, 赵航
【申请人】北京石油化工学院, 中国人民解放军装备学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月20日