CN105136132A - 一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺 - Google Patents

Abstract

一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统、旋转调制系统及框架系统等四部分组成，其中前三部分构成陀螺系统，定子系统主要包括：陀螺房、径向和轴向磁轴承定子、电机定子、位移传感器；转子系统主要包括：飞轮轮体、径向和轴向磁轴承转子、电机转子、偏转磁轴承转子；旋转调制系统主要包括：偏转磁轴承定子、超声波电机、光电码盘、导电滑环；框架系统主要包括框架体、框架电机和框架导电滑环。本发明首次提出大力矩磁悬浮控制敏感陀螺新概念，通过在现有的磁悬浮控制敏感陀螺上设计框架系统，利用框架系统驱动整个陀螺转动，从而实现大力矩输出功能，有效克服了无框架磁悬浮控制敏感陀螺输出力矩有限的不足。

Description

一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺

技术领域

本发明涉及一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺，通过在现有的控制敏感陀螺上设计框架系统，利用框架系统驱动整个陀螺转动，从而实现大力矩输出功能。大大克服了无框架磁悬浮控制敏感陀螺输出力矩有限的不足，拓展了磁悬浮控制敏感陀螺的应用范围。适用于大型航天器、导弹以及船舶潜艇的姿态控制系统。

背景技术

惯性导航系统是航天器、导弹以及船舶潜艇上广泛采用的自主式导航控制系统。惯性执行机构和惯性敏感器是惯性导航系统的核心器件，以控制力矩陀螺为代表的惯性执行机构和以陀螺仪为代表的惯性敏感器分别负责平台姿态的控制和检测功能，二者之间的木桶效应制约着惯性导航系统精度的提升。无框架系统的控制敏感陀螺虽然解决了上述木桶效应，但输出力矩有限，限制了其应用范围的拓展。

大力矩磁悬浮控制敏感陀螺集成控制力矩陀螺的姿态控制功能和角速率敏感器的姿态测量功能，通过在现有的控制敏感陀螺上设计框架系统，利用框架系统驱动整个陀螺转动，从而实现大力矩输出功能。大大克服了无框架磁悬浮控制敏感陀螺输出力矩有限的不足，拓展了磁悬浮控制敏感陀螺的应用范围。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有磁悬浮控制敏感陀螺输出力矩有限的不足，提出了一种带框架系统的磁悬浮控制敏感陀螺，实现大力矩输出功能。

本发明的技术解决方案：一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统、旋转调制系统以及框架系统等四部分组成，其特征在于，定子系统主要包括：下陀螺房、芯轴、电机定子和轴向磁轴承定子安装盘、上保护轴承、下保护轴承、径向磁轴承定子、键、保护轴承锁母、轴向磁轴承定子、电机定子、位移传感器、上陀螺房；旋转调制系统主要包括：旋转调制组件、偏转磁轴承定子；转子系统主要包括：飞轮轮体、上保护轴承盖、下保护轴承盖、径向磁轴承转子、轴向磁轴承转子、电机转子、偏转磁轴承转子、径向磁轴承转子锁母、轴向磁轴承内转子锁母、轴向磁轴承外转子锁母、电机内转子锁母、电机外转子锁母、偏转磁轴承内转子锁母、偏转磁轴承外转子锁母；磁悬浮转子系统和磁悬浮定子系统之间通过径向磁轴承、轴向磁轴承、偏转磁轴承实现非机械接触的稳定悬浮，偏转磁轴承定子通过旋转调制组件实现定子旋转，整个陀螺系统通过框架系统实现转动，旋转调制组件位于下陀螺房上部径向内侧和芯轴径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房上，偏转磁轴承定子位于旋转调制组件上部并通过紧固螺钉安装在旋转调制组件上；芯轴位于下陀螺房上部径向内侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房上，芯轴位于上保护轴承、下保护轴承、径向磁轴承定子和保护轴承锁母径向内侧，电机定子和轴向磁轴承定子安装盘位于旋转调制组件上部和芯轴中部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在芯轴上，径向磁轴承定子位于上保护轴承和下保护轴承之间，通过键与芯轴相连，并防止径向磁轴承定子绕芯轴转动，上保护轴承、下保护轴承和径向磁轴承定子通过保护轴承锁母安装在芯轴上，轴向磁轴承定子位于径向磁轴承定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘上，电机定子位于轴向磁轴承定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘上，位移传感器位于下陀螺房上部和旋转调制组件径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房上，上陀螺房位于芯轴和下陀螺房上部，并通过过盈配合安装在芯轴和下陀螺房上；径向磁轴承转子位于径向磁轴承定子径向外侧，并通过径向磁轴承转子锁母安装在飞轮轮体上，轴向磁轴承内转子位于轴向磁轴承定子径向内侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母安装在飞轮轮体上，轴向磁轴承外转子位于轴向磁轴承定子径向外侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母安装在飞轮轮体上，电机内转子位于电机定子径向内侧，并通过电机内转子锁母安装在飞轮轮体上，电机外转子位于电机定子径向外侧，并通过电机外转子锁母安装在飞轮轮体上，偏转磁轴承内转子位于偏转磁轴承定子径向内侧，并通过偏转磁轴承内转子锁母安装在飞轮轮体上，偏转磁轴承外转子位于偏转磁轴承定子径向外侧，并通过偏转磁轴承外转子锁母安装在飞轮轮体上，上保护轴承盖和下保护轴承盖分别位于上保护轴承和下保护轴承的径向外侧，并通过紧固螺钉安装在飞轮轮体上；包括定子系统、转子系统和旋转调制系统在内的整个陀螺系统通过紧固螺钉固定在框架系统的径向内侧。

所述的旋转调制组件包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：超声波电机定子、旋转调制定子轴承套、旋转调制轴承定子、旋转调制定子锁母；转动部分主要包括：超声波电机转子、旋转调制轴承转子、旋转调制转子轴承套、旋转调制转子锁母、导电滑环、偏转磁轴承定子安装盘、光电码盘、光电码盘压环；超声波电机定子位于旋转调制定子轴承套中部径向外侧，并通过过盈配合安装在旋转调制定子轴承套上，旋转调制轴承位于旋转调制定子轴承套径向内侧，旋转调制轴承定子通过旋转调制定子锁母安装在旋转调制定子轴承套上；旋转调制转子轴承套位于旋转调制轴承径向内侧，并通过旋转调制转子锁母安装在旋转调制轴承转子上，导电滑环位于旋转调制转子轴承套上部径向内侧，并通过过盈配合安装在旋转调制转子轴承套上，偏转磁轴承定子安装盘位于旋转调制转子轴承套上部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在旋转调制转子轴承套上，光电码盘位于偏转磁轴承定子安装盘中部径向外侧，并通过光电码盘压环安装在旋转调制转子轴承套上，超声波电机转子位于旋转调制定子轴承套径向外侧、超声波电机定子和偏转磁轴承定子安装盘之间，并通过紧固螺钉安装在偏转磁轴承定子安装盘上。

所述的径向磁轴承为纯电磁磁轴承或永磁偏置磁轴承，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：径向磁轴承定子套筒、径向磁轴承定子铁心、径向磁轴承定子隔磁块、径向磁轴承绕组线圈、径向磁轴承定子锁母；转动部分主要包括：径向磁轴承转子铁心。

所述的轴向磁轴承为洛伦兹力磁轴承，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：轴向磁轴承定子骨架、轴向磁轴承绕组线圈；转动部分主要包括：轴向磁轴承内导磁环、轴向磁轴承磁钢、轴向磁轴承隔磁环、轴向磁轴承外导磁环。

所述的电机采用基于空心杯绕组无定子铁心永磁无刷直流高速电机，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：电机杯形定子骨架、电机绕组；转动部分主要包括：电机内转子叠层、电机磁钢、电机外转子叠层。

所述的偏转磁轴承为洛伦兹力磁轴承，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：偏转磁轴承定子骨架、偏转磁轴承绕组线圈；转动部分主要包括：偏转磁轴承内保护环、偏转磁轴承内磁钢、偏转磁轴承内隔磁环、偏转磁轴承内导磁环、偏转磁轴承外磁钢、偏转磁轴承外隔磁环、偏转磁轴承外导磁环。

所述的框架系统主要包括：框架体、电机轴、框架电机轴承、框架电机轴承锁母、框架电机、框架电机转子锁母、框架电机定子锁母、框架电机盖、旋变轴、框架导电滑环轴承、框架导电滑环轴承锁母、框架导电滑环、框架导电滑环锁母、框架导电滑环盖。

上述方案的原理是：如图1所示，大力矩磁悬浮控制敏感陀螺处于工作状态下，通过径向磁轴承、轴向磁轴承，保持转子系统与定子系统的径向和轴向间隙，当转子系统受到某一干扰后，转子系统产生径/轴向的平动，转子系统的径/轴向间隙发生变化，径/轴向位移传感器及时检测径/轴向间隙的变化量，并将其转换为数字量传递至磁轴承控制器，通过控制径/轴向磁轴承线圈电流的大小，增加/减小径/轴向磁轴承的电磁力，维持磁悬浮系统的径/轴向间隙均匀，消除干扰影响，实现转子系统的完全悬浮支承，随后启动电机，利用电机驱动转子高速转动。通过偏转磁轴承控制转子系统径向两个自由度的偏转，当转子系统受到某一干扰后，转子系统产生赤道面的偏转，轴向位移传感器及时检测轴向间隙的变化量，并将其转换为数字量传递至磁轴承控制器，通过控制偏转磁轴承线圈电流的大小，产生一对大小相等、方向相反的安培力，形成力偶，维持磁转子系统赤道面的稳定，消除干扰影响。磁悬浮控制敏感陀螺集成控制力矩陀螺的姿态控制功能和角速率敏感器的姿态测量功能，在控制功能方面，通过磁悬浮控制敏感陀螺转子的偏转，提高了控制力矩的精度和带宽。在检测功能方面，通过磁悬浮控制敏感陀螺定子的旋转，提高了角速率的精度和带宽。由转子系统、定子系统和旋转调制系统组成的陀螺系统通过框架电机驱动实现转动。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过设计框架系统，驱动整个陀螺系统转动，实现了磁悬浮控制敏感陀螺的大力矩输出功能，克服了无框架磁悬浮控制敏感陀螺输出力矩有限的不足，大大拓展了其应用范围。

附图说明

图1为本发明技术解决方案的磁悬浮控制敏感陀螺的剖视图；

图2为本发明技术解决方案的旋转调制组件的剖视图；

图3a为本发明技术解决方案的径向磁轴承的剖视图；

图3b为本发明技术解决方案的径向磁轴承的端面图；

图4为本发明技术解决方案的轴向磁轴承的剖视图；

图5为本发明技术解决方案的电机的剖视图；

图6a为本发明技术解决方案的偏转磁轴承的剖视图；

图6b为本发明技术解决方案的偏转磁轴承的端面图。

图7a为本发明技术解决方案的框架系统的剖视图；

图7b为本发明技术解决方案的框架系统的端面图。

具体实施方式

如图1所示，该磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统以及旋转调制系统三部分组成，其特征在于，定子系统主要包括：下陀螺房1、芯轴3、电机定子和轴向磁轴承定子安装盘4、上保护轴承5A、下保护轴承5B、径向磁轴承6定子、键7、保护轴承锁母8、轴向磁轴承9定子、电机10定子、位移传感器12、上陀螺房13；旋转调制系统主要包括：旋转调制组件2、偏转磁轴承11定子；转子系统主要包括：飞轮轮体14、上保护轴承盖15A、下保护轴承盖15B、径向磁轴承6转子、轴向磁轴承9转子、电机10转子、偏转磁轴承11转子、径向磁轴承转子锁母16、轴向磁轴承内转子锁母17、轴向磁轴承外转子锁母18、电机内转子锁母19、电机外转子锁母20、偏转磁轴承内转子锁母21、偏转磁轴承外转子锁母22；磁悬浮转子系统和磁悬浮定子系统之间通过径向磁轴承6、轴向磁轴承9、偏转磁轴承11实现非机械接触的稳定悬浮，偏转磁轴承11定子通过旋转调制组件2实现定子旋转，旋转调制组件2位于下陀螺房1上部径向内侧和芯轴3径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房1上，偏转磁轴承11定子位于旋转调制组件2上部并通过紧固螺钉安装在旋转调制组件2上；芯轴3位于下陀螺房1上部径向内侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房1上，芯轴3位于上保护轴承5A、下保护轴承5B、径向磁轴承6定子和保护轴承锁母8径向内侧，电机定子和轴向磁轴承定子安装盘4位于旋转调制组件2上部和芯轴3中部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在芯轴3上，径向磁轴承6定子位于上保护轴承5A和下保护轴承5B之间，通过键7与芯轴3相连，并防止径向磁轴承6定子绕芯轴3转动，上保护轴承5A、下保护轴承5B和径向磁轴承6定子通过保护轴承锁母8安装在芯轴3上，轴向磁轴承9定子位于径向磁轴承6定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘4上，电机10定子位于轴向磁轴承9定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘4上，位移传感器12位于下陀螺房1上部和旋转调制组件2径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房1上，上陀螺房13位于芯轴3和下陀螺房1上部，并通过过盈配合安装在芯轴3和下陀螺房1上；径向磁轴承6转子位于径向磁轴承6定子径向外侧，并通过径向磁轴承转子锁母16安装在飞轮轮体14上，轴向磁轴承9内转子位于轴向磁轴承9定子径向内侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母17安装在飞轮轮体14上，轴向磁轴承9外转子位于轴向磁轴承9定子径向外侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母18安装在飞轮轮体14上，电机10内转子位于电机10定子径向内侧，并通过电机内转子锁母19安装在飞轮轮体14上，电机10外转子位于电机10定子径向外侧，并通过电机外转子锁母20安装在飞轮轮体14上，偏转磁轴承11内转子位于偏转磁轴承11定子径向内侧，并通过偏转磁轴承内转子锁母21安装在飞轮轮体14上，偏转磁轴承11外转子位于偏转磁轴承11定子径向外侧，并通过偏转磁轴承外转子锁母22安装在飞轮轮体11上，上保护轴承盖15A和下保护轴承盖15B分别位于上保护轴承5A和下保护轴承5B的径向外侧，并通过紧固螺钉安装在飞轮轮体14上。

图2为本发明中旋转调制组件2包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：超声波电机201定子、旋转调制定子轴承套202、旋转调制轴承203定子、旋转调制定子锁母204；转动部分主要包括：超声波电机201转子、旋转调制轴承203转子、旋转调制转子轴承套205、旋转调制转子锁母206、导电滑环207、偏转磁轴承定子安装盘208、光电码盘209、光电码盘压环210；超声波电机201定子位于旋转调制定子轴承套202中部径向外侧，并通过过盈配合安装在旋转调制定子轴承套202上，旋转调制轴承203位于旋转调制定子轴承套202径向内侧，旋转调制轴承203定子通过旋转调制定子锁母204安装在旋转调制定子轴承套202上；旋转调制转子轴承套205位于旋转调制轴承203径向内侧，并通过旋转调制转子锁母206安装在旋转调制轴承203转子上，导电滑环207位于旋转调制转子轴承套205上部径向内侧，并通过过盈配合安装在旋转调制转子轴承套205上，偏转磁轴承定子安装盘208位于旋转调制转子轴承套205上部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在旋转调制转子轴承套205上，光电码盘209位于偏转磁轴承定子安装盘208中部径向外侧，并通过光电码盘压环210安装在旋转调制转子轴承套205上，超声波电机201转子位于旋转调制定子轴承套202径向外侧、超声波电机201定子和偏转磁轴承定子安装盘208之间，并通过紧固螺钉安装在偏转磁轴承定子安装盘208上。

图3a为本发明中径向磁轴承6的剖视图，图3b为本发明中径向磁轴承6的端面图，径向磁轴承6主要包括：径向磁轴承定子套筒601、径向磁轴承定子铁心602、径向磁轴承定子隔磁块603、径向磁轴承绕组线圈604、径向磁轴承定子锁母605、径向磁轴承转子铁心606，其中，径向磁轴承转子铁心606为径向磁轴承6的转动部分，其余为静止部分。径向磁轴承定子铁心602位于径向磁轴承定子套筒601的径向外侧，并通过径向磁轴承定子锁母605安装在径向磁轴承定子套筒601上，径向磁轴承定子隔磁块603位于径向磁轴承定子铁心602上端径向内侧，通过紧固螺钉安装在径向磁轴承定子铁心602上，径向磁轴承绕组线圈604位于径向磁轴承定子铁心602径向外侧，并通过间隙配合安装在径向磁轴承定子铁心602上。

图4为本发明中轴向磁轴承9的剖视图，轴向磁轴承9主要包括：轴向磁轴承定子骨架901、轴向磁轴承绕组线圈902、轴向磁轴承内导磁环903、轴向磁轴承磁钢904、轴向磁轴承隔磁环905、轴向磁轴承外导磁环906，其中，轴向磁轴承定子骨架901和轴向磁轴承绕组线圈902为静止部分，其余为转动部分。轴向磁轴承绕组线圈902位于轴向磁轴承定子骨架901的径向外侧，并通过间隙配合安装在轴向磁轴承定子骨架901上；轴向磁轴承内导磁环903位于轴向磁轴承定子骨架901的径向内侧，轴向磁轴承磁钢904位于轴向磁轴承定子骨架901的径向外侧，并通过轴向磁轴承隔磁环905隔为上下两部分，轴向磁轴承外导磁环906位于轴向磁轴承磁钢904的径向外侧。

图5为本发明中电机10的剖视图，电机10主要包括：电机杯形定子骨架1001、电机绕组1002、电机内转子叠层1003、电机磁钢1004、电机外转子叠层1005，其中，电机杯形定子骨架1001和电机绕组1002为静止部分，其余为转动部分。电机绕组1002位于电机杯形定子骨架1001的径向外侧，并通过间隙配合安装在电机杯形定子骨架1001上；电机内转子叠层1003位于电机杯形定子骨架1001的径向内侧，电机磁钢1004位于电机杯形定子骨架1001的径向外侧，电机外转子叠层1005位于电机磁钢1004的径向外侧。

图6a为本发明中偏转磁轴承11的剖视图，图6b为本发明中偏转磁轴承11的端面图，偏转磁轴承11主要包括：偏转磁轴承定子骨架1101、偏转磁轴承绕组线圈1102、偏转磁轴承内保护环1103、偏转磁轴承内磁钢1104、偏转磁轴承内隔磁环1105、偏转磁轴承内导磁环1106、偏转磁轴承外磁钢1107、偏转磁轴承外隔磁环1108、偏转磁轴承外导磁环1109，其中，偏转磁轴承定子骨架1101和偏转磁轴承绕组线圈1102为静止部分，其余为转动部分。偏转磁轴承绕组线圈1102位于偏转磁轴承定子骨架1101的径向外侧，并通过间隙配合安装在偏转磁轴承定子骨架1101上；偏转磁轴承内保护环1103位于偏转磁轴承定子骨架1101的径向内侧，偏转磁轴承内磁钢1104位于偏转磁轴承内保护环1103的径向内侧，并通过偏转磁轴承内隔磁环1105隔为上下两部分，偏转磁轴承内导磁环1106位于偏转磁轴承内磁钢1104的径向内侧；偏转磁轴承外磁钢1107位于偏转磁轴承定子骨架1101的径向外侧，并通过偏转磁轴承外隔磁环1108隔为上下两部分，偏转磁轴承外导磁环1109位于偏转磁轴承外磁钢1107的径向外侧。

图7a为本发明技术解决方案的框架系统的剖视图，图7b为本发明技术解决方案的框架系统的端面图，所述的框架系统24主要包括：框架体2401、电机轴2402、框架电机轴承2403、框架电机轴承锁母2404、框架电机2405、框架电机转子锁母2406、框架电机定子锁母2407、框架电机盖2408、旋变轴2409、框架导电滑环轴承2410、框架导电滑环轴承锁母2411、框架导电滑环2412、框架导电滑环锁母2413、框架导电滑环盖2414。框架电机轴承2403通过框架电机轴承锁母2404固定在框架体2401右侧套筒径向内侧，框架电机2405定子部分通过框架电机定子锁母2407固定在框架体2401右侧套筒径向内侧，电机轴2402位于框架电机轴承2403径向内侧并与其过渡配合，框架电机2405转子部分位于框架电机2405定子部分径向内侧，框架电机2405转子部分位于电机轴2402径向外侧，并通过框架电机转子锁母2406固定在电机轴2402上，框架电机盖2408位于框架体2401右侧套筒右端，并通过紧固螺钉固定在框架体2401上，框架导电滑环轴承2410通过框架导电滑环轴承锁母2411固定在框架体2401左侧套筒径向内侧，旋变轴2409位于框架导电滑环轴承2410径向内侧并与之过渡配合，框架导电滑环2412位于框架体2401左侧套筒径向内侧，框架导电滑环2412位于旋变轴2409径向外侧，并通过框架导电滑环锁母2413固定在旋变轴2409上，框架导电滑环盖2414位于框架体2401左侧套筒左端，并通过紧固螺钉固定在框架体2401上。

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。

以上所述仅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 (11)

1.一种大力矩磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统、旋转调制系统以及框架系统等四部分组成，其中定子系统、转子系统、旋转调制系统构成陀螺系统，其特征在于，定子系统主要包括：下陀螺房(1)、芯轴(3)、电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)、上保护轴承(5A)、下保护轴承(5B)、径向磁轴承(6)定子、键(7)、保护轴承锁母(8)、轴向磁轴承(9)定子、电机(10)定子、位移传感器(12)、上陀螺房(13)、中陀螺房(23)；旋转调制系统主要包括：旋转调制组件(2)、偏转磁轴承(11)定子；转子系统主要包括：飞轮轮体(14)、上保护轴承盖(15A)、下保护轴承盖(15B)、径向磁轴承(6)转子、轴向磁轴承(9)转子、电机(10)转子、偏转磁轴承(11)转子、径向磁轴承转子锁母(16)、轴向磁轴承内转子锁母(17)、轴向磁轴承外转子锁母(18)、电机内转子锁母(19)、电机外转子锁母(20)、偏转磁轴承内转子锁母(21)、偏转磁轴承外转子锁母(22)；磁悬浮转子系统和磁悬浮定子系统之间通过径向磁轴承(6)、轴向磁轴承(9)、偏转磁轴承(11)实现非机械接触的稳定悬浮，偏转磁轴承(11)定子通过旋转调制组件(2)实现定子旋转，整个陀螺系统通过框架系统(24)实现转动，旋转调制组件(2)位于下陀螺房(1)上部径向内侧和芯轴(3)径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房(1)上，偏转磁轴承(11)定子位于旋转调制组件(2)上部并通过紧固螺钉安装在旋转调制组件(2)上；芯轴(3)位于下陀螺房(1)上部径向内侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房(1)上，芯轴(3)位于上保护轴承(5A)、下保护轴承(5B)、径向磁轴承(6)定子和保护轴承锁母(8)径向内侧，电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)位于旋转调制组件(2)上部和芯轴(3)中部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在芯轴(3)上，径向磁轴承(6)定子位于上保护轴承(5A)和下保护轴承(5B)之间，通过键(7)与芯轴(3)相连，并防止径向磁轴承(6)定子绕芯轴(3)转动，上保护轴承(5A)、下保护轴承(5B)和径向磁轴承(6)定子通过保护轴承锁母(8)安装在芯轴(3)上，轴向磁轴承(9)定子位于径向磁轴承(6)定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)上，电机(10)定子位于轴向磁轴承(9)定子径向外侧，并通过紧固螺钉安装在电机定子和轴向磁轴承定子安装盘(4)上，位移传感器(12)位于下陀螺房(1)上部和旋转调制组件(2)径向外侧，并通过紧固螺钉安装在下陀螺房(1)上，上陀螺房(13)位于芯轴(3)和下陀螺房(1)上部，并通过过盈配合安装在芯轴(3)和下陀螺房(1)上；径向磁轴承(6)转子位于径向磁轴承(6)定子径向外侧，并通过径向磁轴承转子锁母(16)安装在飞轮轮体(14)上，轴向磁轴承(9)内转子位于轴向磁轴承(9)定子径向内侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母(17)安装在飞轮轮体(14)上，轴向磁轴承(9)外转子位于轴向磁轴承(9)定子径向外侧，并通过轴向磁轴承内转子锁母(18)安装在飞轮轮体(14)上，电机(10)内转子位于电机(10)定子径向内侧，并通过电机内转子锁母(19)安装在飞轮轮体(14)上，电机(10)外转子位于电机(10)定子径向外侧，并通过电机外转子锁母(20)安装在飞轮轮体(14)上，偏转磁轴承(11)内转子位于偏转磁轴承(11)定子径向内侧，并通过偏转磁轴承内转子锁母(21)安装在飞轮轮体(14)上，偏转磁轴承(11)外转子位于偏转磁轴承(11)定子径向外侧，并通过偏转磁轴承外转子锁母(22)安装在飞轮轮体(11)上，上保护轴承盖(15A)和下保护轴承盖(15B)分别位于上保护轴承(5A)和下保护轴承(5B)的径向外侧，并通过紧固螺钉安装在飞轮轮体(14)上；包括定子系统、转子系统和旋转调制系统在内的整个陀螺系统通过紧固螺钉固定在框架系统的径向内侧。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的旋转调制组件(2)包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：超声波电机(201)定子、旋转调制定子轴承套(202)、旋转调制轴承(203)定子、旋转调制定子锁母(204)；转动部分主要包括：超声波电机(201)转子、旋转调制轴承(203)转子、旋转调制转子轴承套(205)、旋转调制转子锁母(206)、导电滑环(207)、偏转磁轴承定子安装盘(208)、光电码盘(209)、光电码盘压环(210)；超声波电机(201)定子位于旋转调制定子轴承套(202)中部径向外侧，并通过过盈配合安装在旋转调制定子轴承套(202)上，旋转调制轴承(203)位于旋转调制定子轴承套(202)径向内侧，旋转调制轴承(203)定子通过旋转调制定子锁母(204)安装在旋转调制定子轴承套(202)上；旋转调制转子轴承套(205)位于旋转调制轴承(203)径向内侧，并通过旋转调制转子锁母(206)安装在旋转调制轴承(203)转子上，导电滑环(207)位于旋转调制转子轴承套(205)上部径向内侧，并通过过盈配合安装在旋转调制转子轴承套(205)上，偏转磁轴承定子安装盘(208)位于旋转调制转子轴承套(205)上部径向外侧，并通过紧固螺钉安装在旋转调制转子轴承套(205)上，光电码盘(209)位于偏转磁轴承定子安装盘(208)中部径向外侧，并通过光电码盘压环(210)安装在旋转调制转子轴承套(205)上，超声波电机(201)转子位于旋转调制定子轴承套(202)径向外侧、超声波电机(201)定子和偏转磁轴承定子安装盘(208)之间，并通过紧固螺钉安装在偏转磁轴承定子安装盘(208)上。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的径向磁轴承(6)为纯电磁磁轴承或永磁偏置磁轴承，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：径向磁轴承定子套筒(601)、径向磁轴承定子铁心(602)、径向磁轴承定子隔磁块(603)、径向磁轴承绕组线圈(604)、径向磁轴承定子锁母(605)；转动部分主要包括：径向磁轴承转子铁心(606)。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的轴向磁轴承(9)为洛伦兹力磁轴承，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：轴向磁轴承定子骨架(901)、轴向磁轴承绕组线圈(902)；转动部分主要包括：轴向磁轴承内导磁环(903)、轴向磁轴承磁钢(904)、轴向磁轴承隔磁环(905)、轴向磁轴承外导磁环(906)。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的电机(10)采用基于空心杯绕组无定子铁心永磁无刷直流高速电机，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：电机杯形定子骨架(1001)、电机绕组(1002)；转动部分主要包括：电机内转子叠层(1003)、电机磁钢(1004)、电机外转子叠层(1005)。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的偏转磁轴承(11)为洛伦兹力磁轴承，包括静止部分和转动部分，静止部分主要包括：偏转磁轴承定子骨架(1101)、偏转磁轴承绕组线圈(1102)；转动部分主要包括：偏转磁轴承内保护环(1103)、偏转磁轴承内磁钢(1104)、偏转磁轴承内隔磁环(1105)、偏转磁轴承内导磁环(1106)、偏转磁轴承外磁钢(1107)、偏转磁轴承外隔磁环(1108)、偏转磁轴承外导磁环(1109)。

7.根据权利要求1、2和6所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：偏转磁轴承(11)定子通过紧固螺钉安装在旋转调制组件(2)转子上，旋转调制组件(2)转子通过超声波电机(201)驱动，从而实现偏转磁轴承(11)定子旋转。

8.根据权利要求1和3所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的径向磁轴承(6)磁极面为球面结构，球面磁极的电磁力始终经过径向磁轴承转子磁极面球心，即电磁力始终经过一点。

9.根据权利要求1和6所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的偏转磁轴承(11)定子部分，四个偏转磁轴承绕组线圈(1102)位于偏转磁轴承定子骨架(1101)上，成对串联使用，当四个偏转磁轴承绕组线圈(1102)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。

10.根据权利要求1和6所述的磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：磁悬浮控制敏感陀螺的转子系统通过偏转磁轴承(11)实现径向两个偏转自由度的控制。

11.根据权利要求1所述的大力矩磁悬浮控制敏感陀螺，其特征在于：所述的框架系统(24)主要包括：框架体(2401)、电机轴(2402)、框架电机轴承(2403)、框架电机轴承锁母(2404)、框架电机(2405)、框架电机转子锁母(2406)、框架电机定子锁母(2407)、框架电机盖(2408)、旋变轴(2409)、框架导电滑环轴承(2410)、框架导电滑环轴承锁母(2411)、框架导电滑环(2412)、框架导电滑环锁母(2413)、框架导电滑环盖(2414)，框架电机轴承(2403)通过框架电机轴承锁母(2404)固定在框架体(2401)右侧套筒径向内侧，框架电机(2405)定子部分通过框架电机定子锁母(2407)固定在框架体(2401)右侧套筒径向内侧，电机轴(2402)位于框架电机轴承(2403)径向内侧并与其过渡配合，框架电机(2405)转子部分位于框架电机(2405)定子部分径向内侧，框架电机(2405)转子部分位于电机轴(2402)径向外侧，并通过框架电机转子锁母(2406)固定在电机轴(2402)上，框架电机盖(2408)位于框架体(2401)右侧套筒右端，并通过紧固螺钉固定在框架体(2401)上，框架导电滑环轴承(2410)通过框架导电滑环轴承锁母(2411)固定在框架体(2401)左侧套筒径向内侧，旋变轴(2409)位于框架导电滑环轴承(2410)径向内侧并与之过渡配合，框架导电滑环(2412)位于框架体(2401)左侧套筒径向内侧，框架导电滑环(2412)位于旋变轴(2409)径向外侧，并通过框架导电滑环锁母(2413)固定在旋变轴(2409)上，框架导电滑环盖(2414)位于框架体(2401)左侧套筒左端，并通过紧固螺钉固定在框架体(2401)上。