CN109104125B - 一种感应式驱动的气浮动量球系统 - Google Patents

一种感应式驱动的气浮动量球系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109104125B
CN109104125B CN201810707358.6A CN201810707358A CN109104125B CN 109104125 B CN109104125 B CN 109104125B CN 201810707358 A CN201810707358 A CN 201810707358A CN 109104125 B CN109104125 B CN 109104125B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air bearing
stator
spherical
mover
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810707358.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109104125A (zh
Inventor
朱煜
张鸣
怀周玉
杨开明
成荣
陈安林
胡金春
胡楚雄
徐登峰
穆海华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201810707358.6A priority Critical patent/CN109104125B/zh
Publication of CN109104125A publication Critical patent/CN109104125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109104125B publication Critical patent/CN109104125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N15/00—Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G7/00—Simulating cosmonautic conditions, e.g. for conditioning crews
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

一种感应式驱动的气浮动量球系统。包括：气浮动量球模块、传感器测量组件、上位机控制器及驱动模块。气浮动量球模块包括定子阵列、球形动子和气浮组件。球形动子由气浮组件支承悬浮，由定子阵列驱动旋转。传感器测量组件包括力/力矩测量组件和转速测量组件。转速测量组件包括测量框架与鼠标传感器，通过测量框架准确测量传感器空间位置，结合鼠标传感器的线速度测量，解算出球形动子的转速，用于反馈控制。上位机控制器根据解算得到的转速信号，通过驱动器对各定子线圈进行电流分配，从而实现对气浮动量球绕任意轴转动控制。

Description

一种感应式驱动的气浮动量球系统
技术领域
本发明为一种感应式驱动气浮动量球系统。具体地，为航天器姿态控制系统地面试验中所应用的感应式驱动气浮动量球系统。
背景技术
目前广泛使用动量轮与控制力矩陀螺等飞轮三轴稳定机构对人造卫星进行有效地姿态控制。
飞轮多采用机械式滚珠轴承支承，摩擦损耗极大地限制卫星的使用寿命，而且轴承转动引起的机械振动削弱了卫星的定向精度。此外，至少使用3个动量飞轮才能完全实现卫星姿态的三轴稳定控制，出于安全可靠性的冗余考虑，则需要安装4～6个动量飞轮，占用较多的空间资源。而且动量轮复杂的结构也使得其制造成本较高。
进入21世纪，重量轻、体积小、成本低的小卫星技术引起世界各国的重视。从缩小卫星体积、提高卫星有效载荷、降低成本的角度，现有动量轮方案极大地阻碍了卫星的小型化和低成本化趋势。
公开号为CN104753273A，名称为一种磁悬浮动量球的专利公开了一种用于航天器姿态调整的反作用球，包含一个球壳形动子和三组定子。三组定子正交布置，每组定子围绕动子相对布置。每个定子铁心可提供沿定子轴线方向的推力和转矩，六个定子协同工作实现球形动子的稳定悬浮与旋转驱动。然而，该发明在地面试验过程中，底部定子需产生较大的推力以补偿球形动子自身的重力，而位于顶部的定子产生的推力较小。此种由重力引起的电机出力不均匀极大制约了任意轴旋转驱动控制算法的设计，同时导致整个磁悬浮动量球系统各定子发热不均匀。此种磁浮动量球在进行地面试验与正常太空工作时的工作点间存在较大差异，不利于控制算法的验证。此外，根据矢量合成法则，最少三个定子不共面布置即可实现对球形动子绕任意轴旋转的驱动，但由于该磁悬浮动量球系统的每个定子对球形动子仅能施加推力，因而在每个方向上不得不成对布置6个定子来实现球形动子的悬浮支承控制，存在不可避免的原理性结构冗余。
公开号为CN103514792A，名称为空间六自由度气浮随动运动平台的专利公开了一种可模拟空间微重力环境下航天器姿态运动的空间六自由度气浮随动运动物理仿真平台，该专利采用气浮和重力平衡技术使得整个运动平台具有多个自由度。然而，该项专利是一种随动运物理动仿真平台，并且由于气浮球轴承与被支承部件固连，受底部液压系统机械结构限制，被支承部件在竖直面内的转动角度受限。本文中所提出的感应式驱动的气浮动量球系统则是一种新型电磁驱动器，通过定子对球形动子施加驱动转矩，实现球形动子围绕其任意轴线高转速旋转驱动。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种感应式驱动气浮动量球系统，用于航天器姿态控制系统地面试验。该系统结构简单紧凑，集测量控制驱动于一体，可用于动量球任意轴驱动解耦控制算法的设计与验证。本发明的技术解决方案是：一种气浮动量球系统，包括气浮动量球模块，所述气浮动量球模块包括：定子阵列、球形动子2和气浮组件3，其特征在于：所述球形动子2位于所述定子阵列与所述气浮组件3之间，其中，所述定子阵列围绕布置于所述球形动子2上部，所述气浮组件3位于所述球形动子2下部。
进一步的，所述定子阵列包含3-5个定子1，每个定子1的中心轴线相互正交，并交于所述球形动子2的球心。
进一步的，每个定子1具有定子铁心7，所述定子铁心7内嵌线圈阵列8，所述线圈阵列8能够在三相对称交流电激励下产生旋转磁场；所述定子铁心7 具有上、下端面，所述上端面为平面；所述下端面大致为球面且开槽，且与所述球形动子2表面形成均匀气隙。
进一步的，所述定子铁心7采用圆柱型结构铁心16，或者圆台型结构铁心 17,或者围绕所述球形动子2并依据所述定子阵列中定子1的个数及其空间分布变动而形成的其他拓扑构型。
进一步的，所述气浮组件3包括：气浮底座9和气浮底座外壳10；所述气浮底座9具有内部气路通道和球窝表面，所述球窝表面开有气浮阵列，与所述球形动子2相配合形成气浮间隙。
进一步的，所述气浮底座外壳10与所述气浮底座9形成缓冲腔室，使所述气路通道内气体分布均匀，形成稳定气体悬浮。
进一步的，所述气浮底座9采用小孔节流式的气体悬浮方式，或者采用狭缝节流式的气体悬浮方式，或者采用多孔材料形成的气体悬浮方式。
进一步的，所述球形动子2为非铁磁性导电材料制成的实心结构或者空心球壳型结构，或者由铁磁性材料填充非铁磁性导电材料球壳内部形成的复合结构，或者由非铁磁性材料填充非铁磁性导电材料球壳内部形成的复合结构，或者由铁磁性材料填充非铁磁性材料球壳内部形成的复合结构。
进一步的，所述气浮动量球系统还包括传感器测量组件，所述传感器测量组件包括转速测量组件4和力/力矩测量组件；所述转速测量组件4包括鼠标传感器13与转速测速框架；所述鼠标传感器13用于被测点线速度的测量；所述转速测量框架包括：底部刻度盘14、竖直刻度盘11以及第一测量杆12和第二测量杆15，所述转速测量框架用于所述鼠标传感器13测量方向的精确测量；所述转速测量组件4围绕所述球形动子2，阵列布置多个所述鼠标传感器13，测量所述球形动子2表面不同位置点的线速度，从而可解算出所述球形动子2转速大小与转轴方向；所述力/力矩测量组件包括力传感器18，所述力传感器18用于精确测量所述定子1施加给所述球形动子2的电磁力与力矩。
进一步的，所述气浮动量球系统还包括上位机控制器5及驱动模块6；所述气浮动量球系统能够根据设定的参考转速以及转轴方向，结合转速反馈与力反馈，通过所述上位机控制器5进行闭环控制，通过所述驱动模块6对所述定子阵列中各定子1中内嵌的线圈阵列8进行电流分配，实现气浮球任意轴转动控制。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明由气体支承实现悬浮，通过给各定子通入不同频率与幅值的电流，产生方向沿各定子轴向分布的大小不同的转矩，通过控制各定子产生转矩的大小，进而控制合成转矩的大小与方向，最终驱动球形动子绕任意轴旋转。由气浮结构配合定子阵列实现球形动子的稳定悬浮。整套系统结构简单，驱动方式灵活高效，便于任意轴旋转驱动控制算法的地面试验验证。
(2)本发明中采用多个鼠标传感器阵列布置，分别测量球形动子表面不同点处的转动线速度，进而根据特定的算法解算出球形动子的转速大小以及转轴的空间指向。测速模块结构简单紧凑，解算算法准确高效。
(3)本发明中气浮组件通过简易扩展即可构成闭式气浮系统，则不仅可用于航天器姿态控制系统地面试验，而且可作为一种气浮电磁混合驱动的新型动量球，直接应用于航天器姿态控制系统。该混合驱动的新型动量球实现了悬浮与驱动完全分离控制，仅需三个定子即可实现球形动子绕任意轴的旋转驱动，结构更加紧凑。
(4)本发明中可对驱动器输出电流的频率和幅值进行实时精确控制，保障了该气浮动量球优良的动态调速性能，大大提高航天器本体姿态控制的机动性能。
附图说明
图1为本发明一种感应式驱动气浮动量球系统组成示意图。
图2为本发明感应式气浮动量球模块中定子结构及旋转驱动原理示意图。
图3为本发明感应式气浮动量球模块中气浮组件结构及气浮原理示意图。
图4a-4b为本发明球形动子转速测量结构与原理示意图。
图5为本发明电磁力和转矩测量示意图。
图6a-6c为本发明球形动子与定子铁心结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一种感应式驱动气浮动量球系统组成示意图，所述气浮动量球系统包括感应式气浮动量球模块，传感器测量组件，上位机控制器5和驱动模块6。
(1)气浮动量球模块：
参见图1，感应式气浮动量球模块是航天器姿态控制的执行器，包括：球形动子2、围绕球形动子2布置的定子阵列以及底部气浮组件3。所述气浮动量球系统还包括底座盘20，所述气浮组件3与所述底座盘20固接，所述定子阵列通过机架19与所述底座盘20固接。
感应式驱动气浮动量球系统旋转驱动原理如图2所示，并进一步参见图 6a-6c，其为本发明球形动子与定子铁心结构示意图。其中，所述定子阵列所包含的定子数量可以为3-5个。作为优选例，所述定子阵列由3个完全相同的定子A，定子B和定子C围绕球形动子2等高度均匀布置而成。三个定子的中心轴线相互垂直，并相交于球形动子球心，与球形动子间形成厚度均匀的气隙，优选气隙厚度约1mm。每个定子均具有定子铁心7，每个定子铁心7可采用圆柱形构型铁心16(如图6b所示),也可采用圆台形构型铁心17以增大嵌线空间(如图6c所示)，然而并不局限于此，所述定子铁心7也可以根据围绕所述球形动子2并依据所述定子阵列中定子1的个数及其空间分布变动而形成的其他拓扑构型。
此外，所述定子铁心7具有上、下端面，所述上端面为平面且开槽，所述上端面与所述机架19连接；所述下端面大致为球面，且与所述球形动子2表面形成均匀气隙。所述定子铁心7内嵌线圈阵列8，所述线圈阵列8能够在三相对称交流电激励下产生旋转磁场。每个定子在端面开槽，所述线圈阵列可以采用12 槽2极叠式绕线方法，节距为5/6极距。在通入三相对称交流电时，每个定子上端部表面产生旋转的正弦磁场，进而在球形动子2表面感应出分布式电磁涡流，该感应涡流在气隙磁场中受到电磁力的作用。以定子阵列包括3个定子为例，综合表现为定子A，定子B以及定子C对球形动子2产生沿各定子轴线方向的转矩TA，TB和TC，共同驱动动子2旋转。
本发明中的感应式气浮动量球模块的球形动子2可以由非铁磁性导电材料制成，并优选自铝，铜及其合金等。如图6a所示，球形动子2为实心球体结构，或者空心球壳结构，或者空心球壳内部嵌有铁磁性材料制成的实心球体的复合结构。优选地，所述球形动子2为非铁磁性导电材料制成的实心结构或者空心球壳型结构，或者由铁磁性材料填充非铁磁性导电材料球壳内部形成的复合结构，或者由非铁磁性材料填充非铁磁性导电材料球壳内部形成的复合结构，或者由铁磁性材料填充非铁磁性材料球壳内部形成的复合结构。更为优选地，可以通过在球形动子2外表面均匀喷涂特种塑料或进行硬质阳极化处理，以避免其表面氧化和机械划伤，干扰感应涡流的产生与分布。
图3为感应式气浮动量球模块中气浮组件结构及气浮原理示意图，所述气浮组件3包括：气浮底座9和气浮底座外壳10；所述气浮底座9具有内部气路通道和球窝表面，所述球窝表面开有气浮阵列，与所述球形动子2相配合形成气浮间隙，并且能够在压缩气流作用下形成稳定的气体悬浮支承。所述气浮阵列优选为节流孔阵列。
在悬浮方式的选择上，所述气浮组件3可采用小孔节流式气体悬浮支承，或者狭缝节流式气体悬浮支承，或者采用多孔材料实现气浮悬浮支承。更为优选地，气浮底座与气浮底座外壳形成封闭空腔作为缓冲腔室，以获得平稳进入气浮底座内部气道的气体，使所述气路通道内气体分布均匀，从而获得更加稳定的气浮刚度。
(2)传感器测量组件与转速测量算法：
球形动子转速测量结构如图4a所示。所述气浮动量球系统还包括传感器测量组件，所述传感器测量组件包括转速测量组件4和力/力矩测量组件。
其中，转速测量组件4包括转速测量框架和鼠标传感器13，转速测量框架包括：底部刻度盘14、竖直刻度盘11以及第一测量杆12和第二测量杆15，用于鼠标传感器13空间布置方向的精确测定。
作为优选示例，底部刻度盘14与竖直刻度盘11固连，可绕感应式气浮动量球模块竖直轴转动,底部刻度盘14测量范围0～360°，竖直刻度盘11测量范围 0～120°。鼠标传感器13固定在转速测量框架测量杆的端部，可随测量杆沿竖直刻度盘11中心槽滑动,使鼠标传感器13始终指向动子2球心，配合底部刻度盘14的转动可对球形动子2表面任意点进行线速度测量。本发明中，转速测量组件4可以通过围绕所述球形动子2，阵列式的布置多个所述鼠标传感器13，以测量所述球形动子2表面不同位置点的线速度，从而可解算出所述球形动子2 转速大小与转轴方向。
力/力矩测量组件包括位于所述定子阵列中各定子1与所述机架19间的所述力传感器18，所述力传感器18用于精确测量所述定子1施加给所述球形动子2 的电磁力与力矩，所述定子1通过所述力传感器18与所述机架19连接。
需要说明的是，本发明中球形动子转速测量和解算可以基于电磁感应原理的线速度传感器、鼠标光学传感器、图像视觉的转速测量和理想电机模型的转速估计等已知算法和方法。但作为优选方式，本发明的球形动子转速测量原理如图4b所示。通过鼠标传感器13对所述球形动子表面不同点M1和M2进行线速度测量，点M1和M2与球心连线夹角为θ。鼠标传感器13可测量两个相互正交方向上的线速度，根据结构原理定义该两个正交测速方向为X测量方向和Y测量方向。将位于M1和M2两点处的鼠标传感器X测量方向同向布置在同一大圆上，Y 测量方向指向该大圆的同侧。M1和M2两点处鼠标传感器测得线速度空间矢量分别为V1(Vx1，Vy1)，V2(Vx2，Vy2),其中Vx1和Vy1为点M1处鼠标传感器测得X和Y 测量方向上的速度分量，Vx2和Vy2为点M2处鼠标传感器测得X和Y测量方向上的速度分量。根据鼠标传感器实测结果，当V1,V2共线时，经空间几何分析，V1和 V2满足如下关系：
其中，V1和V2分别为速度空间矢量V1和V2的大小，α和β分别为被测点M1和M2与球形动子2球心的连线与转轴方向的夹角，ω为转速大小，R为球形动子 2的半径。根据上式可解得球形动子2转速大小与转轴方向为：
当V1,V2不共线时，分析可得转速方向与大小为：
其中，eω表示动子转速方向单位矢量，＜V1,V2＞表示速度空间矢量V1和V2的夹角,ω为转速大小，和分别表示由动子球心指向被测点M1和M2的空间矢量，w表示M1点处鼠标传感器转速解算权重。该方法可解算出球形动子绕任意轴转动时的转速大小与转轴指向。
电磁力和转矩测量示意图如图5所示。每个定子1通过力传感器18，经“V”型或“U”型机架19转接与底座盘20连接，采用力传感器18间接对定子施加给动子的电磁推力与转矩进行精确测量。
(3)上位机控制器和驱动模块：
参见图1，所述气浮动量球系统还包括上位机控制器5和驱动模块6。所述气浮动量球系统能够根据设定的参考转速以及转轴方向，结合转速反馈与力反馈，通过所述上位机控制器5进行闭环控制，通过所述驱动模块6对所述定子阵列中各定子1中内嵌的线圈阵列8进行电流分配，实现气浮球任意轴转动控制。
所述上位机控制器5可通过数据采集卡采集鼠标传感器的测量信号，并通过上述转速解算方法计算出动子转速作为速度反馈。并采用定子法向力与转矩解耦控制算法，通过所述驱动模块6完成对各定子线圈的电流分配，实现对球形动子绕任意轴旋转的闭环驱动。优选地，所述驱动模块6采用PWM驱动方式，通过控制逆变器中6个IGBT的通断实现PWM控制输出。
进一步地，所述上位机控制器5还能够通过电流滞环控制算法对驱动模块6 进行电流闭环控制，使得PWM驱动器输出满足控制器对电流控制动态特性的需求。根据控制器算法可以电流空间矢量脉宽调制SVPWM或者正弦脉宽调制SPWM 方式输出。可见，本发明驱动方式灵活多样，拓宽了控制器的设计空间。
此外，虽然已经显示并描述了本发明总体构思的若干实施例和优选实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的总体构思由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种气浮动量球系统，包括气浮动量球模块，所述气浮动量球模块包括：定子阵列、球形动子(2)和气浮组件(3)，其特征在于：所述球形动子(2)位于所述定子阵列与所述气浮组件(3)之间，其中，所述定子阵列围绕布置于所述球形动子(2)上部，所述气浮组件(3)位于所述球形动子(2)下部。
2.根据权利要求1所述的气浮动量球系统，其中，所述定子阵列包含3-5个定子(1)，每个定子(1)的中心轴线相互正交，并交于所述球形动子(2)的球心。
3.根据权利要求2所述的气浮动量球系统，其中，每个定子(1)具有定子铁心(7)，所述定子铁心(7)内嵌线圈阵列(8)，所述线圈阵列(8)能够在三相对称交流电激励下产生旋转磁场；
所述定子铁心(7)具有上、下端面，所述上端面为平面且开槽；所述下端面为球面，且与所述球形动子(2)表面形成均匀气隙。
4.根据权利要求3所述的气浮动量球系统，其中，所述定子铁心(7)采用圆柱型结构铁心(16)，或者圆台型结构铁心(17)。
5.根据权利要求1所述的气浮动量球系统，其中，所述气浮组件(3)包括：气浮底座(9)和气浮底座外壳(10)；所述气浮底座(9)具有内部气路通道和球窝表面，所述球窝表面开有气浮阵列，与所述球形动子(2)相配合形成气浮间隙。
6.根据权利要求5所述的气浮动量球系统，其中，所述气浮底座外壳(10)与所述气浮底座(9)形成缓冲腔室，使所述气路通道内气体分布均匀，形成稳定气体悬浮。
7.根据权利要求5或6中任一所述的气浮动量球系统，其中，所述气浮底座(9)采用小孔节流式的气体悬浮方式，或者采用狭缝节流式的气体悬浮方式，或者采用多孔材料形成的气体悬浮方式。
8.根据权利要求1-6中任一所述的气浮动量球系统，其中，所述球形动子(2)为非铁磁性导电材料制成的实心结构或者空心球壳型结构，或者由铁磁性材料填充非铁磁性导电材料球壳内部形成的复合结构，或者由非铁磁性材料填充非铁磁性导电材料球壳内部形成的复合结构。
9.根据权利要求2-4中任一所述的气浮动量球系统，其中，所述气浮动量球系统还包括传感器测量组件，所述传感器测量组件包括转速测量组件(4)和力/力矩测量组件；
所述转速测量组件(4)包括鼠标传感器(13)与转速测速框架；所述鼠标传感器(13)用于被测点线速度的测量；所述转速测量框架包括：底部刻度盘(14)、竖直刻度盘(11)以及第一测量杆(12)和第二测量杆(15)，所述转速测量框架用于所述鼠标传感器(13)测量方向的精确测量；
所述转速测量组件(4)围绕所述球形动子(2)，阵列布置多个所述鼠标传感器(13)，测量所述球形动子(2)表面不同位置点的线速度，从而可解算出所述球形动子(2)转速大小与转轴方向；
所述力/力矩测量组件包括力传感器(18)，所述力传感器(18)用于精确测量所述定子(1)施加给所述球形动子(2)的电磁力与力矩。
10.根据权利要求1-6中任一所述的气浮动量球系统，其中，所述气浮动量球系统还包括上位机控制器(5)及驱动模块(6)；所述气浮动量球系统能够根据设定的参考转速以及转轴方向，结合转速反馈与力反馈，通过所述上位机控制器(5)进行闭环控制，通过所述驱动模块(6)对所述定子阵列中各定子(1)中内嵌的线圈阵列(8)进行电流分配，实现气浮球任意轴转动控制。
CN201810707358.6A 2018-07-02 2018-07-02 一种感应式驱动的气浮动量球系统 Active CN109104125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810707358.6A CN109104125B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 一种感应式驱动的气浮动量球系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810707358.6A CN109104125B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 一种感应式驱动的气浮动量球系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109104125A CN109104125A (zh) 2018-12-28
CN109104125B true CN109104125B (zh) 2019-10-25

Family

ID=64845327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810707358.6A Active CN109104125B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 一种感应式驱动的气浮动量球系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109104125B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110434897B (zh) * 2019-06-12 2021-01-01 北京航空航天大学 一种基于二自由度电磁驱动旋转机构的紧凑型仿生眼装置
CN115232734B (zh) * 2022-08-19 2024-04-30 兰州理工大学 一种气动悬浮式三维微重力生物效应模拟系统及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010117819A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Noqsi Aerospace, Ltd Reaction sphere for spacecraft attitude control
CN101982733A (zh) * 2010-10-15 2011-03-02 哈尔滨工业大学 一种气体润滑驱动二自由度狭缝节流球形陀螺仪
CN102975868A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 张珩 磁悬浮万向动量球装置及其实现方法
CN103514792A (zh) * 2013-10-10 2014-01-15 南京航空航天大学 空间六自由度气浮随动运动平台
CN104143947A (zh) * 2014-06-30 2014-11-12 中国空间技术研究院 一种感应式反作用动量球系统
US8986513B1 (en) * 2011-01-04 2015-03-24 Jefferson Science Associates, Llc Efficient boron-carbon-nitrogen nanotube formation via combined laser-gas flow levitation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104197955B (zh) * 2014-08-13 2017-09-26 上海卫星装备研究所 全自动三轴气浮台微干扰力矩测量方法
CN104753273B (zh) * 2015-04-23 2017-06-13 清华大学 一种磁悬浮动量球

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010117819A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Noqsi Aerospace, Ltd Reaction sphere for spacecraft attitude control
CN101982733A (zh) * 2010-10-15 2011-03-02 哈尔滨工业大学 一种气体润滑驱动二自由度狭缝节流球形陀螺仪
US8986513B1 (en) * 2011-01-04 2015-03-24 Jefferson Science Associates, Llc Efficient boron-carbon-nitrogen nanotube formation via combined laser-gas flow levitation
CN102975868A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 张珩 磁悬浮万向动量球装置及其实现方法
CN103514792A (zh) * 2013-10-10 2014-01-15 南京航空航天大学 空间六自由度气浮随动运动平台
CN104143947A (zh) * 2014-06-30 2014-11-12 中国空间技术研究院 一种感应式反作用动量球系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
磁化悬浮-感应驱动型动量球系统;范达 等;《中国惯性技术学报》;20160831;第24卷(第4期);524-530 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109104125A (zh) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4908558A (en) Spherical motion simulator
CN102412763B (zh) 永磁无轴承自悬浮三自由度球形电机及其控制方法
Gruber et al. Bearingless segment motor with five stator elements—Design and optimization
EP0526774B1 (en) Electric motor having a spherical rotor and its application apparatus
Gan et al. Tilting torque calculation of a novel tiered type permanent magnet spherical motor
US20070034029A1 (en) Apparatus and method for gyroscopic propulsion
CN109515755B (zh) 一种五自由度单框架磁悬浮控制力矩陀螺
Rossini et al. Rotor design optimization for a reaction sphere actuator
CN102480253B (zh) 永磁转子偏转式三自由度运动电机
CN109104125B (zh) 一种感应式驱动的气浮动量球系统
Zhu et al. Review of reaction spheres for spacecraft attitude control
CN109229424B (zh) 一种多自由度球形电动式磁悬浮动量轮
CN202085108U (zh) 正交绕组式磁悬浮球形感应电动机
CN111506118B (zh) 一种使用正交解耦力矩驱动的三自由度光电吊舱
Yan et al. Analysis of pole configurations of permanent-magnet spherical actuators
EP0027799B1 (en) Axial gap permanent magnet motor
Zhang et al. A survey on design of reaction spheres and associated speed and orientation measurement technologies
CN105388903A (zh) 一种快速聚装的模块动量球姿态控制执行机构
US6705174B2 (en) Apparatus and method for gyroscopic propulsion
US4320669A (en) Two degree of freedom gyro having an axial gap permanent magnet motor
Rossini et al. Analytical and experimental investigation on the force and torque of a reaction sphere for satellite attitude control
Xu et al. Application of a new Lorentz force-type tilting control magnetic bearing in a magnetically suspended control sensitive gyroscope with cross-sliding mode control
Wang et al. Design and experimental research on ultrasonic levitated spherical rotor gyroscope
Hu et al. Analysis of mass unbalance torque on a spinning superconducting rotor
Maeda et al. Feedback control of electromagnetic spherical actuator with three-degree-of-freedom

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant