CN104477401B - 一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，包括底座、Z向电机驱动机构、Y向电机驱动机构、X向滑轨、Y向滑轨和Z向滑轨；底座上设置有X向滑轨，在X向滑轨上由左到右依次设置有可以沿滑轨移动的左顶尖、支架、X向滑块、右顶尖，X向滑块侧面设置有Y向滑轨，Y向滑块装配在Y向滑轨上；Y向滑块侧面设置有Z向滑轨，Z向滑块装配在Z向滑轨上，Y向滑块、Z向滑块可随X向滑块沿X向滑轨移动，Z向滑块可随Y向滑块沿Y向滑轨移动。本发明设置有与滑块连接的带丝杠的驱动机构，可以在带磁装配的情况下，精确调整陀螺房的Y向、Z向位移，满足飞轮转子组件高精度的带磁装配要求，可以克服机构本身的装配误差。

Description

一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构

技术领域

本发明涉及磁悬浮控制力矩陀螺带磁装配，特别涉及一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，属于航天器技术领域。

背景技术

惯性执行机构是各类卫星、空间站等航天器平台进行姿态控制所普遍采用的核心执行机构，磁悬浮控制力矩陀螺即是其中重要的一类。

磁悬浮控制力矩陀螺飞轮转子系统采用磁轴承支撑，磁轴承是利用磁力作用将飞轮转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触的一种新型支承方式，具有低噪声、微振动、无接触、无磨损、高转速、高精度、不需要润滑和密封等一系列优点。

由于磁轴承转子采用永磁铁磁钢，飞轮转子上的磁轴承转子和陀螺房上的磁轴承定子在装配过程中是带磁安装，飞轮转子体积、质量都比较大，由于相互吸引，装配过程中容易磕碰，原有装配方案采用顶尖顶持立式装配的方式，采用这种结构装配难度较大，对于体积、质量较大的飞轮转子装配难以实现，对中调整困难，装配中都是通过人为的感官进行调整，难以达到装配精度的要求。

为了克服磁悬浮控制力矩陀螺装配过程中的磁干扰力矩，设计了一种专门的磁悬浮控制力矩陀螺带磁装配机构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为克服现有技术不足，提供一种专门的磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，该机构能够满足大磁悬浮飞轮转子带磁装配的需要。

本发明的技术解决方案是：一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，包括底座、Z向电机驱动机构、Y向电机驱动机构、X向滑轨、Y向滑轨和Z向滑轨，飞轮转子和右陀螺房；

底座上设置有X向滑轨，在X向滑轨上由左到右依次设置有可以沿滑轨移动的左顶尖、支架、X向滑块、右顶尖，支架顶持飞轮转子，使飞轮转子的轴线与左右顶尖水平；X向滑块侧面设置有Y向滑轨，Y向滑块装配在Y向滑轨上；Y向滑块侧面设置有Z向滑轨，Z向滑块装配在Z向滑轨上，Y向滑块、Z向滑块可随X向滑块沿X向滑轨移动，Z向滑块可随Y向滑块沿Y向滑轨移动；X、Y、Z向滑块侧面中间位置设置便于右顶尖穿过的通孔，右顶尖穿过通孔顶持右陀螺房；

Z向电机驱动机构装配在Y向滑块上，带动Z向滑块上下运动；Y向电机驱动机构装配在X向滑块上，带动Y向滑块前后运动。

Z向电机驱动机构包括大齿轮、小齿轮、Z向电机、Z向丝杠，Z向丝杠一端与大齿轮连接，另一端与调整位移的斜块调整机构相连，斜块调整机构位于Z向滑块顶部中间位置，小齿轮与大齿轮配合并通过Z向电机驱动带动Z向丝杠旋转，进而带动Z向滑块运动。

Z向滑块的通孔上部设有卡槽，用于固定右陀螺房，卡槽内有安装有螺纹孔。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用卧式装配方式，通过支架支撑飞轮转子，使装配体积、质量较大的飞轮转子更便于调整位置，利于飞轮转子实现在顶尖上的装配操作。

(2)本发明设置有与滑块连接的带丝杠的驱动机构，可以在带磁装配的情况下，精确调整陀螺房的Y向、Z向位移，满足飞轮转子组件高精度的带磁装配要求，可以克服机构本身的装配误差。

(3)本发明结构紧凑、质量轻。

附图说明

图1为本发明的结构立体示意图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明磁悬浮飞轮转子和右陀螺房组件示意图；

图4为本发明的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，如图1、2、4所示，包括底座2、Z向电机驱动机构、Y向电机驱动机构、X向滑轨10、Y向滑轨9和Z向滑轨8，飞轮转子3和右陀螺房16。

底座2上设置有X向滑轨10，在X向滑轨10上由左到右依次设置有可以沿滑轨移动的左顶尖1、支架17、X向滑块18、右顶尖11，X向滑块18侧面设置有Y向滑轨9，Y向滑块19装配在Y向滑轨9上；Y向滑块19侧面设置有Z向滑轨8，Z向滑块20装配在Z向滑轨8上，Y向滑块19、Z向滑块20可随X向滑块18沿X向滑轨10移动，Z向滑块20可随Y向滑块19沿Y向滑轨9移动；X、Y、Z向滑块侧面中间位置设置便于右顶尖11穿过的通孔；X向滑块18由驱动装置沿X向滑轨移动，驱动可由手动或电动驱动完成。

Z向电机驱动机构装配在Y向滑块19上，带动Z向滑块上下运动；Y向电机驱动机构装配在X向滑块18上，带动Y向滑块前后运动。

Z向电机驱动机构包括大齿轮4、小齿轮5、Z向电机6、Z向丝杠7，Z向丝杠7一端与大齿轮4连接，另一端可连接调整位移的斜块，将斜块设置于Z向滑块20顶部中间位置，小齿轮5与大齿轮4配合并通过Z向电机6驱动带动Z向丝杆7旋转，进而带动Z向滑块运动。Y向电机驱动机构结构同Z向电机驱动机构。

Z向滑块20的通孔上部设有卡槽，用于固定右陀螺房16，卡槽内有安装有螺纹孔。

本发明用于完成磁悬浮飞轮转子和右陀螺房组件结构的安装，如图3所示，其中磁悬浮飞轮转子包括飞轮转子3和安装在飞轮转子转轴上的磁轴承转子13，磁轴承定子15安装于右陀螺房16中，具体工作过程为：

将右陀螺房16装配到Z向滑块20的通孔内，通过螺钉紧固；支架17顶持飞轮转子3，使飞轮转子3的轴线与左右顶尖水平，调整左顶尖1和右顶尖11的位置，顶住飞轮转子3；通过手动或电机驱动调整X向滑块18的位置，使右陀螺房16和飞轮转子3相互靠近，检测右陀螺房16中的磁轴承定子15和飞轮转子3上磁轴承转子13的相对位置；通过Z向电机驱动机构和Y向电机驱动机构调整Z向滑块20和Y向滑块19移动，进而调整右陀螺房16的Z向、Y向位移，实现右陀螺房16中的磁轴承定子15和飞轮转子3上磁轴承转子13的同轴；通过设置在X向滑块18上的位移传感器来检测右陀螺房16与飞轮转子3的X向的装配位置，手动或电机驱动X向滑块18移动，完成装配。

本发明能对陀螺房Y、Z向同时进行微距调整，能很好保证陀螺房中磁轴承定子和飞轮转子磁轴承转子的同轴要求。

以上内容是结合具体的优选实施案例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所述技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，对本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。

本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，其特征在于，包括底座(2)、Z向电机驱动机构、Y向电机驱动机构、X向滑轨(10)、Y向滑轨(9)和Z向滑轨(8)，飞轮转子(3)和右陀螺房(16)；

底座(2)上设置有X向滑轨(10)，在X向滑轨(10)上由左到右依次设置有可以沿滑轨移动的左顶尖(1)、支架(17)、X向滑块(18)、右顶尖(11)，支架(17)顶持飞轮转子(3)，使飞轮转子(3)的轴线与左右顶尖水平；X向滑块(18)侧面设置有Y向滑轨(9)，Y向滑块(19)装配在Y向滑轨(9)上；Y向滑块(19)侧面设置有Z向滑轨(8)，Z向滑块(20)装配在Z向滑轨(8)上，Y向滑块(19)、Z向滑块(20)可随X向滑块(18)沿X向滑轨(10)移动，Z向滑块(20)可随Y向滑块(19)沿Y向滑轨(9)移动；X、Y、Z向滑块侧面中间位置设置通孔，右顶尖(11)穿过通孔顶持右陀螺房(16)；

Z向电机驱动机构装配在Y向滑块(19)上，带动Z向滑块上下运动；Y向电机驱动机构装配在X向滑块上，带动Y向滑块前后运动。

2.如权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，其特征在于，Z向电机驱动机构包括大齿轮(4)、小齿轮(5)、Z向电机(6)、Z向丝杠(7)，Z向丝杠(7)一端与大齿轮(4)连接，小齿轮(5)与大齿轮(4)配合并通过Z向电机(6)驱动带动Z向丝杠(7)旋转，进而带动Z向滑块运动。

3.如权利要求1所述的一种磁悬浮飞轮转子带磁装配机构，其特征在于，Z向滑块(20)的通孔上部设有卡槽，用于固定右陀螺房(16)，卡槽内安装有螺纹孔。