CN105539882A - 一种用于微纳卫星的飞轮机构 - Google Patents

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王峰
郭金生
陈雪芹
张天赫
吴凡
苗悦
王骋
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    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/28—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using inertia or gyro effect
    • B64G1/283—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using inertia or gyro effect using reaction wheels

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Abstract

一种用于微纳卫星的飞轮机构，本发明涉及一种飞轮机构，本发明为了解决现有技术的微纳卫星需要提供一种制造周期短、结构简单、成本低廉和性能可靠的飞轮，它包括电机支架、减震垫、无刷电机、轮体和保护罩；减震垫为长方形框体，长方形框体上加工有安装电机的通孔，减震垫安装在电机支架上，无刷电机安装在电机支架上，减震垫设置在无刷电机和电机支架之间，轮体套装在无刷电机转轴的输出端上，保护罩安装在电机支架上，且保护罩扣合在轮体的外部，本发明用于飞行航天领域。

Description

一种用于微纳卫星的飞轮机构
技术领域
本发明涉及一种飞轮机构，具体涉及一种用于微纳卫星的飞轮机构。
背景技术
反作用力矩飞轮是卫星姿态控制系统的主要执行机构。传统卫星的飞轮由专业的航天机构生产研制，其优点是可靠性高、性能稳定，缺点是成本高和研制周期长。并且占用卫星空间较多，研制成本基本为百万级别，目前航天使用飞轮多为航天院所研制，其质量较大，而普通纳卫星质量不足20kg，微纳卫星NanoSat通常指质量介于10～100千克、具有实际使用功能的卫星，在科研、国防和商用等领域发挥着重要作用。传统飞轮的研制周期一般为数月，甚至一年，而低成本的微纳卫星整体研制周期仅为一年且整星研制成本低，故传统飞轮不能满足任务需求。综上所述，针对低成本微纳卫星的特殊要求，需要一种制造周期短、结构简单、成本低廉和性能可靠的飞轮。
发明内容
本发明为了解决现有技术的微纳卫星需要提供一种制造周期短、结构简单、成本低廉和性能可靠的飞轮，进而提供一种用于微纳卫星的飞轮机构。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
它包括电机支架、减震垫、无刷电机、轮体和保护罩；减震垫为长方形框体，长方形框体上加工有安装电机的通孔，减震垫安装在电机支架上，无刷电机安装在电机支架上，减震垫设置在无刷电机和电机支架之间，轮体套装在无刷电机转轴的输出端上，保护罩安装在电机支架上，且保护罩扣合在轮体的外部。
本发明的有益效果是：1、将轮体4轴肩外置后与无刷电机3使用粘合剂固定，减少飞轮机构在主动段受到振动时对电机的力矩。
2、在轮体4上加工有储胶槽8，储胶槽8内填充有粘合剂。可有效解决轮体4通孔与无刷电机3转轴配合间隙过小而导致的粘胶量不足问题；粘合剂的黏胶量为280g/m2，符合大部分粘合剂的使用要求。
3、在无刷电机3与电机支架1之间增加减震垫2，减少随机振动响应。增加减振垫前后随机振动有明显降低。
4轮体4加工了两个对称设置的工艺孔10，在轮体4与无刷电机3转轴胶结后依然可以对无刷电机3进行拆卸。
5、保护罩5中心处设计有中心通孔9，该结构可防止多余储胶高于飞轮轴肩导致的装配干涉问题，同时该孔还可以在测试和试验过程中作为观察口。
附图说明
图1本发明整体机构主视图，图2是图1中B-B向视图，图3是本发明轮体4的主视图，图4是图3的A-A向视图，图5是本发明组装前示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，它包括电机支架1、减震垫2、无刷电机3、轮体4和保护罩5；减震垫2为长方形框体，长方形框体上加工有安装电机的通孔，减震垫2安装在电机支架1上，无刷电机3安装在电机支架1上，减震垫2设置在无刷电机3和电机支架1之间，轮体4套装在无刷电机3转轴的输出端上，保护罩5安装在电机支架1上，且保护罩5扣合在轮体4的外部。
具体实施方式二：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，所述减震垫2是由天然橡胶制成的减震垫，减震垫2通过硅橡胶安装在电机支架1上，其它结构与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，它还包括多个第一盘头螺钉6和多个第二盘头螺钉7；无刷电机3通过多个第一盘头螺钉6固定安装在电机支架1上，保护罩5通过多个第二盘头螺钉7固定安装在电机支架1上，其它结构与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，所述轮体4的为圆形板，圆形板的圆心处加工有通孔，通孔的外侧壁上加工有储胶槽8，无刷电机3转轴的输出端插装在轮体4的通孔内，粘合剂填充在无刷电机3转轴和轮体4之间的通孔和储胶槽8内，无刷电机3转轴通过粘合剂与轮体4固定连接，其它结构与具体实施方式一相同。
本实施方式中所用粘合剂为J133粘合剂，通过粘合剂将轮体4轴肩外置后与无刷电机3固定连接，本发明主动段受到振动时用来减少轮体4对无刷电机3的力矩。
具体实施方式五：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，所述储胶槽8的槽深为L，L的数值为1.5mm-2.5mm，其它结构与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，所述轮体4上加工有两个工艺孔10，两个工艺孔10对称设置在圆形板上，其它结构与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，所述保护罩5上加工有中心通孔9，保护罩5上的中心通孔9能防止多余储胶高于轮体4导致的装配干涉问题，同时该中心通孔9还可以在测试和试验过程中作为观察口，其它结构与具体实施方式一相同。
工作原理
通过卫星电路端控制无刷电机3的电流，通过控制无刷电机3的电流控制轮体4输出力矩和转速，程序接口简单可靠，无刷电机3转轴转速范围：0～8000转/分钟。

Claims (7)

1.一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：它包括电机支架(1)、减震垫(2)、无刷电机(3)、轮体(4)和保护罩(5)；减震垫(2)为长方形框体，长方形框体上加工有安装电机的通孔，减震垫(2)安装在电机支架(1)上，无刷电机(3)安装在电机支架(1)上，减震垫(2)设置在无刷电机(3)和电机支架(1)之间，轮体(4)套装在无刷电机(3)转轴的输出端上，保护罩(5)安装在电机支架(1)上，且保护罩(5)扣合在轮体(4)的外部。
2.根据权利要求1所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：所述减震垫(2)是由天然橡胶制成的减震垫，减震垫(2)通过硅橡胶安装在电机支架(1)上。
3.根据权利要求1所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：它还包括多个第一盘头螺钉(6)和多个第二盘头螺钉(7)；无刷电机(3)通过多个第一盘头螺钉(6)固定安装在电机支架(1)上，保护罩(5)通过多个第二盘头螺钉(7)固定安装在电机支架(1)上。
4.根据权利要求1所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：所述轮体(4)的为圆形板，圆形板的圆心处加工有通孔，通孔的外侧壁上加工有储胶槽(8)，无刷电机(3)转轴的输出端插装在轮体(4)的通孔内，粘合剂填充在无刷电机(3)转轴和轮体(4)之间的通孔和储胶槽(8)内，无刷电机(3)转轴通过粘合剂与轮体(4)固定连接。
5.根据权利要求1所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：所述储胶槽(8)的槽深为L，L的数值为1.5mm-2.5mm。
6.根据权利要求4所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：所述轮体(4)上加工有两个工艺孔(10)，两个工艺孔(10)对称设置在圆形板上。
7.根据权利要求1所述一种用于微纳卫星的飞轮机构，其特征在于：所述保护罩(5)上加工有中心通孔(9)。
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