CN103323797B - 一种用于测量卫星磁矩的无磁转台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在低磁环境磁场测量卫星磁矩的无磁转台，包括用于移动设备的小车、安装在小车底面的万向轮、设置在小车上表面中心处的坐式滚动轴承、设置在坐式滚动轴承上方的回转平台、安装在回转平台上表面的支架，坐式滚动轴承和回转平台之间设有锥齿轮，锥齿轮连接有测量回转传动机构，支架上设有用于转置传动的转置传动机构，转置传动机构连接有转置手轮、支架上设有用于固定夹紧卫星的夹具。本发明技术合理，操作方便，造价低，采用坐式滚动轴承和限位装置，无磁转台设计稳定系数高，平移、转置和转动时，确保卫星的安全；采用定位装置，保证测量点位置的准确，可应用于多种卫星的磁矩测量。

Description

一种用于测量卫星磁矩的无磁转台
技术领域
本发明涉及一种无磁转台，尤其涉及一种用于在低磁环境磁场测量卫星磁矩的无磁转台。
背景技术
在低磁环境磁场中测量卫星磁矩的无磁转台，用于装载卫星在地面可控的磁场环境中检测和分析其磁特性，对磁场矢量的大小和方向加于控制，以获得准确的磁特性数据，验证和改进卫星的磁设计。
在低磁环境磁场中装载卫星测量其磁矩的无磁转台有各种不同的型式，有一种液压（或气压）式无磁转台，这种无磁转台绕转置轴为无磁轴承加涡轮涡杆方式，绕垂直轴为液压（或气压）方式，采用青铜、紫铜、高纯铝、四氟乙烯和无磁不锈钢等材料制造，可绕垂直轴360°转动，移动方便，但磁性和温湿度难于控制，不易维护，液压（或气压）式对环境会产生一定的影响，造价较高；另`一种机械式无磁转台，这种转台绕转置轴为无磁轴承加涡轮涡杆方式，绕垂直轴为滚轮装置，采用青铜、紫铜、高纯铝和无磁不锈钢等材料制造，磁性易控制，温湿度可控，不污染环境，造价低，也易维修，但绕垂直轴360°转动的推动力难控制，垂直轴向承载力和滚轮轴强度要求高，控制难度大。
德国IABG空间试验中心采用一种较先进的坐式滚动回转平台，但由于使用尼龙滚珠，只能承戴一吨的试件。
为此，液压（或气压）式、机械式无磁转台和采用尼龙滚珠的坐式滚动回转平台作为在低磁环境磁场中测量卫星磁矩的无磁转台存在不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的不足，特别是液压（或气压）式、机械式无磁转台和采用尼龙滚珠的坐式滚动回转平台存在的不足，提供一种适用于在低磁环境磁场中测量卫星磁矩的无磁转台。
本发明采用的技术方案是：一种用于测量卫星磁矩的无磁转台，包括用于移动设备的小车、安装在小车底面的万向轮、设置在小车上表面中心处的坐式滚动轴承、设置在坐式滚动轴承上方的回转平台、安装在回转平台上表面的支架，所述坐式滚动轴承和回转平台之间设有锥齿轮，所述锥齿轮连接有测量回转传动机构，所述支架上设有用于转置传动的转置传动机构，所述转置传动机构连接有转置手轮、所述支架上设有用于固定夹紧卫星的夹具。
作为优选，所述支架两端设有顶盖。
作为优选，所述坐式滚动轴承包括中心轴、上内圈、下内圈、滚珠、轴槽、外齿圈、刻度盘、指针和镶嵌在过渡齿轮上的第一部件,所述上内圈与回转平台相连接，所述下内圈与小车相连接，上内圈与下内圈通过之间设置的滚珠可滚动连接，所述下内圈下方设有外齿圈，所述中心轴穿过上内圈和下内圈中心处固定与外齿圈上表面，所述下内圈上设有带指针的刻度盘。
作为优选，所述坐式滚动轴承为推力轴承。
作为优选，转置传动机构包括涡杆、转置传动过渡齿轮、半齿轮、滚针轴承外壳、滚针轴承内轴、滚针和限位装置，所述涡杆一端固定有转置手轮，涡杆另一端设有自带的涡轮，涡轮与转置传动过渡齿轮想连接，所述转置传动过渡齿轮与半齿轮相连接，所述半齿轮中心处设有滚针轴承内轴，滚针轴承内轴套接有滚针轴承外壳，滚针轴承内轴与滚针轴承内轴之间的间隙处设有若干滚针，所述半齿轮的上端设有限位装置。
作为优选，测量回转传动机构包括测量手轮、两根传动轴、测量回转传动过渡齿轮、定位轴和与外齿圈相镶嵌的第二部件，两根传动轴中第一根传动轴的一端固定有测量手轮，第一根传动轴的另一端与锥齿轮固定连接，两根传动轴中第二根传动轴的一端也固定连接到锥齿轮，第二根锥齿轮的另一端固定连接测量回转传动过渡齿轮，测量回转传动过渡齿轮上固定有定位轴。
本发明与现有技术相比的有益效果是：适用于低磁试验室测量卫星的磁矩，自身剩磁小于5nT，可承载3000kg及以上、2.5m×5.5m×2.8m长方形较大型的卫星；由于采用坐式滚动轴承和限位装置，无磁转台设计稳定系数高，平移、转置和转动时，确保卫星的安全；无磁转台便于操作，转置轴和垂直轴推力小，可沿导轨手推平行移动，用15kg的力便可使其转置和转动；可带动正置状态、转置90°成π/2状态和转置-90°成-π/2状态的卫星，沿卫星所在平面的垂直轴转动任一角度测量卫星的磁矩，无磁转台的转动由于采用定位装置，保证测量点位置的准确，还可以进行验证卫星磁补偿方案的试验，比起其他型式的无磁转台造价低，已应用于多种卫星的磁矩测量。
附图说明
图1为本发明用于测量卫星磁矩的无磁转台示意图。
图2为图1中坐式滚动轴承示意图。
图3为图1种转置传动机构示意图。
图4为图1中测量回转传动机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，其中：一种用于测量卫星磁矩的无磁转台，如图1所示，包括用于移动设备的小车1、安装在小车1底面的万向轮2、设置在小车1上表面中心处的坐式滚动轴承3、设置在坐式滚动轴承3上方的回转平台4、安装在回转平台4上表面的支架9，所述坐式滚动轴承3和回转平台4之间设有锥齿轮5，所述锥齿轮5连接有测量回转传动机构6，所述支架9上设有用于转置传动的转置传动机构8，所述转置传动机构8连接有转置手轮7、所述支架9上设有用于固定夹紧卫星的夹具11，所述支架9两端设有顶盖10。
如图2所示，坐式滚动轴承3包括中心轴12、上内圈13、下内圈14、滚珠15、轴槽16、外齿圈17、刻度盘18、指针19和镶嵌在过渡齿轮8上的第一部件20,所述上内圈13与回转平台4相连接，所述下内圈14与小车1相连接，上内圈13与下内圈14通过之间设置的滚珠15可滚动连接，所述下内圈14下方设有外齿圈17，所述中心轴12穿过上内圈13和下内圈14中心处固定与外齿圈17上表面，所述下内圈14上设有带指针19的刻度盘17，所述坐式滚动轴承3为推力轴承。
如图3所示，转置传动机构8包括涡杆21、转置传动过渡齿轮28、半齿轮23、滚针轴承外壳24、滚针轴承内轴25、滚针26和限位装置27，所述涡杆21一端固定有转置手轮7，涡杆21另一端设有自带的涡轮，涡轮与转置传动过渡齿轮28想连接，所述转置传动过渡齿轮28与半齿轮23相连接，所述半齿轮23中心处设有滚针轴承内轴25，滚针轴承内轴25套接有滚针轴承外壳24，滚针轴承内轴25与滚针轴承内轴25之间的间隙处设有若干滚针26，所述半齿轮23的上端设有限位装置27。
如图4所示，测量回转传动机构6包括测量手轮33、两根传动轴32、测量回转传动过渡齿轮31、定位轴30和与外齿圈17相镶嵌的第二部件29，两根传动轴32中第一根传动轴32的一端固定有测量手轮33，第一根传动轴32的另一端与锥齿轮5固定连接，两根传动轴32中第二根传动轴32的一端也固定连接到锥齿轮5，第二根锥齿轮32的另一端固定连接测量回转传动过渡齿轮31，测量回转传动过渡齿轮31上固定有定位轴30。
本具体实施中的所有结构件、机械零部件均采用机械性能优良无磁材料，具体实施时依靠小车1在低磁试验室沿导轨手推平行移动，卫星通过回转平台4成坐势稳定承载于坐式滚动轴承3之上，通过位于坐式滚动轴承3的上内圈13、下内圈14之间滚珠15的转动，带动回转平台4与无磁转台小车1作相对回转运动，借助测量回转传动机构6和转置传动机构8的传动，使正直安装在夹具11上的卫星实现+90°和-90°转置，并借助测量手轮33的转动和测量回转传动机构6的传动，使正直状态、转至90°成π/2状态以及转至-90°成-π/2状态的卫星，沿卫星所在的平面的垂直轴转动，测量卫星的磁矩。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于测量卫星磁矩的无磁转台，其特征在于，包括用于移动设备的小车(1)、安装在小车(1)底面的万向轮(2)、设置在小车(1)上表面中心处的坐式滚动轴承(3)、设置在坐式滚动轴承(3)上方的回转平台(4)、安装在回转平台(4)上表面的支架(9)，所述坐式滚动轴承(3)和回转平台(4)之间设有锥齿轮(5)，所述锥齿轮(5)连接有测量回转传动机构(6)，所述支架(9)上设有用于转置传动的转置传动机构(8)，所述转置传动机构(8)连接有转置手轮(7)、所述支架(9)上设有用于固定夹紧卫星的夹具(11)；
所述转置传动机构(8)包括涡杆(21)、转置传动过渡齿轮(28)、半齿轮(23)、滚针轴承外壳(24)、滚针轴承内轴(25)、滚针(26)和限位装置(27)，所述涡杆(21)一端固定有转置手轮(7)，涡杆(21)另一端设有自带的涡轮，涡轮与转置传动过渡齿轮(28)连接，所述转置传动过渡齿轮(28)与半齿轮(23)相连接，所述半齿轮(23)中心处设有滚针轴承内轴(25)，滚针轴承内轴(25)套接有滚针轴承外壳(24)，滚针轴承内轴(25)与滚针轴承内轴(25)之间的间隙处设有若干滚针(26)，所述半齿轮(23)的上端设有限位装置(27)。
2.根据权利要求1所述的用于测量卫星磁矩的无磁转台，其特征在于，所述支架(9)两端设有顶盖(10)。
3.根据权利要求1所述的用于测量卫星磁矩的无磁转台，其特征在于，所述坐式滚动轴承(3)包括中心轴(12)、上内圈(13)、下内圈(14)、滚珠(15)、轴槽(16)、外齿圈(17)、刻度盘(18)、指针(19)和镶嵌在过渡齿轮(8)上的第一部件(20),所述上内圈(13)与回转平台(4)相连接，所述下内圈(14)与小车(1)相连接，上内圈(13)与下内圈(14)通过之间设置的滚珠(15)可滚动连接，所述下内圈(14)下方设有外齿圈(17)，所述中心轴(12)穿过上内圈(13)和下内圈(14)中心处固定与外齿圈(17)上表面，所述下内圈(14)上设有带指针(19)的刻度盘。
4.根据权利要求3所述的用于测量卫星磁矩的无磁转台，其特征在于，所述坐式滚动轴承(3)为推力轴承。
5.根据权利要求3所述的用于测量卫星磁矩的无磁转台，其特征在于，测量回转传动机构(6)包括测量手轮(33)、两根传动轴(32)、测量回转传动过渡齿轮(31)、定位轴(30)和与外齿圈(17)相镶嵌的第二部件(29)，两根传动轴(32)中第一根传动轴(32)的一端固定有测量手轮(33)，第一根传动轴(32)的另一端与锥齿轮(5)固定连接，两根传动轴(32)中第二根传动轴(32)的一端也固定连接到锥齿轮(5)，第二根锥齿轮(32)的另一端固定连接测量回转传动过渡齿轮(31)，测量回转传动过渡齿轮(31)上固定有定位轴(30)。
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