CN110884692B - 一种新型微飞轮装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种新型微飞轮装置，属于智能装置技术领域，包括：轮体、支架、电机和配重件；电机通过外螺纹与支架的内螺纹连接固定，轮体通过中心光孔与电机的输出光轴通过过盈配合连接；所述轮体上安装有所述配重件。解决了现有技术中微飞轮装置重量大，不易微小型化的问题；达到了减轻重量、使微飞轮装置微小型化的效果。

Description

一种新型微飞轮装置
技术领域
本申请涉及一种新型微飞轮装置，属于智能装置技术领域。
背景技术
微飞轮装置是微纳卫星姿态控制系统的重要执行机构，它利用自身所储存的角动量与微纳卫星平台进行角动量交换，来实现对微纳卫星平台三轴稳定姿态控制。当微纳卫星平台承受外扰动力矩时，通过控制微飞轮装置加速或减速以产生控制力矩，吸收微纳卫星平台由于外扰动力矩引起的角动量变化，使微纳卫星平台角动量保持不变，从而实现姿态稳定；或者控制微飞轮装置转速变化，产生作用于微纳卫星平台的反作用力矩，可以控制微纳卫星平台姿态连续变化，从而实现姿态机动。
现有微飞轮装置通常采用机械轴承支承大惯量转子，结构复杂，不易微小型化，微飞轮装置的重量较大。
发明内容
本申请提供了一种新型微飞轮装置，可以解决现有方案中微飞轮装置结构复杂重量大的问题。本申请提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种新型微飞轮装置，所述微飞轮装置包括：轮体、支架、电机和配重件；
电机通过外螺纹与支架的内螺纹连接固定，轮体通过中心光孔与电机的输出光轴通过过盈配合连接；
所述轮体上安装有所述配重件。
可选的，所述微飞轮装置还包括：调隙垫片，所述调隙垫片设置在轮体和所述电机的输出轴之间。
可选的，所述微飞轮装置还包括施加在所述轮体顶端的紧固胶。
可选的，所述紧固胶的材料为硅橡胶。
可选的，所述微飞轮装置对外机械接口设置在所述支架上，所述对外机械接口包括安装孔，所述安装孔用于将所述微飞轮装置安装在基座中。
可选的，所述支架上还设置有安装面和安装止口，所述安装面和所述安装止口用于保证所述微飞轮装置的安装精度。
可选的，所述微飞轮装置对外电气接口为电机排线。
可选的，轮体采用直筒设计形式，所述支架和所述电机容纳在所述轮体的筒内。
可选的，轮体侧壁沿轴向布置用于安装配重件的安装孔，所述安装孔沿周向均匀布置，所述配重件通过所述安装孔安装在所述轮体上。
可选的，所述支架的侧边设置n个开孔，n为正整数。
本申请的有益效果在于：
通过将电机的输出轴与轮体相连，取消了现有微飞轮装置的机械轴承支承结构，简化了电机输出轴与微飞轮轮体的连接方式，并将动平衡校正方法由减重方式改为加重方式，结构简单、调整灵便，有利于微飞轮装置的微小型化和轻量化，大大降低微飞轮装置装配、拆卸、校正和调试的难度。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1本发明所述的一种新型微飞轮装置的结构示意图；
图2本发明所述的一种新型微飞轮装置的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
请参考图1和图2，其示出了本申请一个实施例提供的一种新型微飞轮装置，如图1和图2所示，所述微飞轮装置包括：轮体1、支架2、电机3和配重件6；
电机3通过外螺纹与支架2的内螺纹连接固定，轮体1通过中心光孔与电机3的输出光轴通过过盈配合连接；
所述轮体1上安装有所述配重件6。
轮体1侧壁沿轴向布置用于安装配重件6的安装孔，所述安装孔沿周向均匀布置，所述配重件6通过所述安装孔安装在所述轮体上。可选的，轮体1侧壁沿轴向布置若干层用于固定配重件6的安装孔，并且，实际实现时，安装孔可以为沉头螺纹孔，每层包含沿周向均匀布置的若干个沉头螺纹孔，且一个或者多个沉头螺纹孔用于安装一个配重件6。另外，当安装孔为沉头螺纹孔时，配重件6中设置有对应的螺纹，且在配重件6有多个时，各配重件6的重量可以相同也可以不同，可选的，各配重件6的重量可以成梯度分布，具体取决于动平衡校正的精度要求。
所述微飞轮装置还包括：调隙垫片4，所述调隙垫片4设置在轮体1和所述电机3的输出轴之间。通过设置调隙垫片4可以调整轮体1与支架2的间隙。其中，在调隙垫片4有多个时，各调隙垫片4的内径和外径相同，并且各调隙垫片4的厚度也可以按梯度设计，具体取决于间隙调整的精度要求。
为了增强轮体1与电机3输出轴间的传动可靠性，所述微飞轮装置还包括施加在所述轮体1顶端的紧固胶5，所述紧固胶5的材料为硅橡胶。
所述微飞轮装置对外机械接口设置在所述支架2上，所述对外机械接口包括安装孔7，所述安装孔7用于将所述微飞轮装置安装在基座中。其中，安装孔7可以为螺纹孔，此时可以通过螺钉将微飞轮装置紧固在基座上。实际实现时，安装孔7可以有多个，图中仅以安装孔7有4个来举例说明。
可选的，所述支架2上还设置有安装面8和安装止口9，所述安装面8和所述安装止口9用于保证所述微飞轮装置的安装精度。
所述微飞轮装置对外电气接口为电机排线10。
轮体1采用直筒设计形式，所述支架2和所述电机3容纳在所述轮体1的筒内。这也就是说轮体1的最大直径即为微飞轮装置的最大直径。
通过采用直筒设计，支架2可将电机3容纳在筒内，支架2的最大直径不超过轮体1的最大直径，最大程度地利用了内部空间，实现空间占用的最小化。
实际实现时，所述支架2的侧边设置n个开孔，n为正整数。n个开孔的目的是减轻支架的重量，进一步的减轻了微飞轮装置的重量。另外，通过设置开孔达到了在减轻重量的同时对支架2的支撑强度的影响可以忽略不计。在轮体1顶部靠近轴线的位置开孔减重处理，确保轮体1以最小重量实现最大惯量。
此外，在上述设计中，可以依据控制简单、安装方便、出线走向符合总体布局需要等因素，来选择电机3，保证微飞轮总体结构的微小型化和轻量化。
微飞轮装置的动平衡校正过程：在常温常压下，将微飞轮装置安装在线动平衡机上，通过微飞轮装置驱动电机将微稳速至2000r/min，由动平衡机测试、计算微飞轮的等效动静不平衡量，之后采用加重平衡法对微飞轮转子进行动、静平衡补偿，直至微飞轮装置的动静不平衡度满足指标要求。
通过将电机的输出轴与轮体相连，取消了现有微飞轮装置的机械轴承支承结构，简化了电机输出轴与微飞轮轮体的连接方式，并将动平衡校正方法由减重方式改为加重方式，结构简单、调整灵便，有利于微飞轮装置的微小型化和轻量化，大大降低微飞轮装置装配、拆卸、校正和调试的难度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种新型微飞轮装置，其特征在于，所述微飞轮装置包括：轮体、支架、电机和配重件；
电机通过外螺纹与支架的内螺纹连接固定，轮体通过中心光孔与电机的输出光轴通过过盈配合连接，所述轮体和所述电机的输出轴轴肩之间还设置有多个调隙垫片，各调隙垫片的内径和外径相同，并且各调隙垫片的厚度根据间隙调整的精度要求按梯度设计；所述轮体与所述电机的输出轴连接部位的顶端设置有紧固胶；
所述轮体侧壁沿轴向设置多层固定所述配重件的安装孔，每层安装孔沿轮体周向均匀设置，所述配重件通过所述安装孔安装在所述轮体上，每层安装孔中设置的配重件的重量呈梯度分布；
所述支架的侧边设置n个用于减重的开孔，n为正整数；所述轮体的顶部靠近轴线的位置设置有围绕轴线均匀设置的多个用于减重的开孔；
轮体采用直筒设计形式，所述支架和所述电机容纳在所述轮体的筒内，所述轮体半封闭地将所述支架和所述电机容纳在所述轮体的筒内；
微飞轮装置的动平衡校正过程为在常温常压下，将微飞轮装置安装在线动平衡机上，通过微飞轮装置驱动电机将微稳速至2000r/min，由动平衡机测试、计算微飞轮的等效动静不平衡量，之后采用加重平衡法对微飞轮转子进行动、静平衡补偿，直至微飞轮装置的动静不平衡度满足指标要求。
2.根据权利要求1所述的微飞轮装置，其特征在于，所述紧固胶的材料为硅橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的微飞轮装置，其特征在于，所述微飞轮装置对外机械接口设置在所述支架上，所述对外机械接口包括安装孔，所述安装孔用于将所述微飞轮装置安装在基座中。
4.根据权利要求3所述的微飞轮装置，其特征在于，所述支架上还设置有安装面和安装止口，所述安装面和所述安装止口用于保证所述微飞轮装置的安装精度。
5.根据权利要求1或2所述的微飞轮装置，其特征在于，所述微飞轮装置对外电气接口为电机排线。
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