CN107298185A - 高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器 - Google Patents

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张伟
黄帆
方宝东
王伟
张恒
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Abstract

本发明公开了一种高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其包括：永久磁铁端、磁钢、线圈端、线圈、磁钢支架、线圈支架、静舱、动舱，永久磁铁端与线圈端在空间上隔离，永久磁铁端包括磁钢和磁钢支架，磁钢有四个分为两组，永久磁铁端通过磁钢支架与静舱连接，线圈端包括线圈和线圈支架，线圈位于磁钢形成的磁场中，线圈端通过线圈支架与动舱连接。本发明在实现大移动范围的同时保持输出力方向不变从而可保证静舱的高精度控制并能有效降低卫星成本。

Description

高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器
技术领域
本发明涉及一种磁浮力器，特别是涉及一种高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器。
背景技术
动静分离式卫星平台打破传统卫星载荷与平台固连设计思路，采用基于磁浮机构的“动静隔离非接触、主从解耦高精度”的全新设计方法，突破固连设计方法存在微振动“难测、难控”技术瓶颈，从根本上解决载荷指向精度与稳定度难以大幅提升的重大难题，实现载荷超高精度超高稳定度控制指标。
但当前的磁浮机构存在移动范围过小(约0.1度)的问题，导致对动舱的姿态控制要求较高，需采用飞轮、控制力矩陀螺等执行机构，导致卫星成本较高。如果单纯增大移动角度，则输出力方向将随之改变，导致静舱控制精度降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，在实现大移动范围的同时保持输出力方向不变从而可保证静舱的高精度控制并能有效降低卫星成本。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，其包括永久磁铁端、磁钢、线圈端、线圈、磁钢支架、线圈支架、静舱、动舱，永久磁铁端与线圈端在空间上隔离，永久磁铁端包括磁钢和磁钢支架，磁钢有四个分为两组，永久磁铁端通过磁钢支架与静舱连接，线圈端包括线圈和线圈支架，线圈位于磁钢形成的磁场中，线圈端通过线圈支架与动舱连接。
优选地，所述静舱采用磁浮力器作为姿态主动控制执行机构并采用电流产生作用力。
优选地，所述动舱采用随动控制。
优选地，所述磁浮力器通过改变线圈中的电流快速改变输出力。
优选地，所述线圈在磁场中可作大范围移动。
优选地，所述磁钢的数量为四个，分为两组，形成两个大小相同、方向相反的匀强磁场。
本发明的积极进步效果在于：磁浮力器采用电流产生作用力，而电流的精度很高(可达0.1毫安)，故系统控制精度高；通过改变线圈中的电流快速改变输出力，故系统响应快、带宽大；磁钢与线圈不接触，故寿命长；磁浮力器可实现＞1度的大范围移动，因此对航天器动舱的控制精度要求降低，航天器可取消飞轮、控制力矩陀螺等执行机构，转而采用磁力矩器、化学推力器、电推力器等简易常见的执行机构，可使卫星平台成本大幅降低，同时磁浮力器在实现大移动范围的情况下可以保持输出力方向不变，并通过电流补偿输出力大小的变化，从而可保证静舱的高精度控制。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器包括永久磁铁端1、磁钢2、线圈端3、线圈4、磁钢支架5、线圈支架6、静舱7、动舱8，永久磁铁端1与线圈端2在空间上隔离，永久磁铁端1包括磁钢2和磁钢支架5，磁钢2有四个分为两组，永久磁铁端1通过磁钢支架5与静舱7连接，线圈端3包括线圈4和线圈支架6，线圈4位于磁钢2形成的磁场中，线圈端3通过线圈支架6与动舱8连接。
线圈的形状为环形，通电后即产生垂直于磁场和电流方向的作用力，方便使用。
永久磁铁端与线圈端在空间上隔离，由于不接触故寿命长。其中永久磁铁端刚性较大，与航天器静舱相连，线圈端刚性较小，与航天器动舱相连，从而实现动舱与静舱空间上的动静隔离。
静舱7采用磁浮力器作为姿态主动控制执行机构并采用电流产生作用力，这样系统控制精度高。
动舱8采用随动控制，这样使动舱8的位置相对静舱7保持在期望的阈值内。
磁浮力器通过改变线圈4中的电流快速改变输出力，这样系统响应快、带宽大。
线圈4在磁场中可作大范围(＞1度)移动，且线圈移动时，磁场对线圈的作用力方向不变，作用力大小的改变通过改变电流补偿，故不影响高精度控制，从而实现航天器的高精度大带宽长寿命大移动范围控制。
磁钢的数量为四个，分为两组，形成两个大小相同、方向相反的匀强磁场。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，其包括永久磁铁端、磁钢、线圈端、线圈、磁钢支架、线圈支架、静舱、动舱，永久磁铁端与线圈端在空间上隔离，永久磁铁端包括磁钢和磁钢支架，磁钢有四个分为两组，永久磁铁端通过磁钢支架与静舱连接，线圈端包括线圈和线圈支架，线圈位于磁钢形成的磁场中，线圈端通过线圈支架与动舱连接。
2.如权利要求1所述的高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，所述静舱采用磁浮力器作为姿态主动控制执行机构并采用电流产生作用力。
3.如权利要求1所述的高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，所述动舱采用随动控制。
4.如权利要求1所述的高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，所述磁浮力器通过改变线圈中的电流快速改变输出力。
5.如权利要求1所述的高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，所述线圈在磁场中作大范围移动。
6.如权利要求1所述的高精度大带宽长寿命大移动范围的磁浮力器，其特征在于，所述磁钢的数量为四个，分为两组，形成两个大小相同、方向相反的匀强磁场。
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