[发明专利]一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置

权利要求书

1.一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：包括壳体、支座、飞轮转子、转轴、驱动电机、联轴器、上法兰、下法兰、第一轴承及第二轴承；所述壳体采用无底式圆柱筒形结构，壳体顶部开设有第一轴承安装孔；所述支座采用三级阶梯式圆柱体结构，在支座内部开设有三级阶梯孔，且由下至上依次为电机安装孔、联轴器安装孔及第二轴承安装孔；所述飞轮转子采用无底式圆柱筒形结构，飞轮转子顶部开设有转轴穿装孔；所述转轴顶端固定安装第一轴承，且第一轴承固定设置在第一轴承安装孔；所述转轴底端固定安装第二轴承，且第二轴承固定设置在第二轴承安装孔内；所述飞轮转子通过转轴穿装孔固定安装在转轴上；所述驱动电机固定设置在电机安装孔内，所述联轴器位于联轴器安装孔内，驱动电机的电机轴与转轴底端通过联轴器相连接；所述上法兰通过螺栓固连在壳体顶部；所述下法兰通过螺栓固连在支座底部，下法兰上表面设有圆柱形定位凸台，圆柱形定位凸台与电机安装孔插装配合，在圆柱形定位凸台侧方的下法兰上开设有电机导线引出孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述联轴器安装孔所对应的支座筒壁上开设有内层联轴器观察孔，在内层联轴器观察孔外侧的飞轮转子筒壁上开设有外层联轴器观察孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述壳体内径比飞轮转子外径大8mm～10mm，壳体壁厚为4mm～5mm，壳体外径与上法兰外径及下法兰外径相等；所述圆柱形定位凸台的轴向长度为2mm～3mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述支座底部一级阶梯的外径与壳体外径相等，且支座底部一级阶梯的轴向长度为5mm～6mm；所述支座中间一级阶梯的外径与壳体内径相等，且支座中间一级阶梯的轴向长度为10mm～15mm；所述支座顶部一级阶梯的外径比飞轮转子内径小8mm～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述电机安装孔直径比驱动电机最大径向尺寸大1mm～2mm，电机安装孔轴向长度比驱动电机机身长度长5mm～6mm；所述联轴器安装孔比联轴器最大径向尺寸大10mm～20mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述飞轮转子的顶端壁厚为10mm～20mm，飞轮转子的周向壁厚为10mm～20mm，飞轮转子的轴向长度为10mm～150mm；所述转轴的轴承安装段直径比联轴器安装段直径大3mm～5mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述驱动电机采用无刷直流电机或永磁同步电机，驱动电机的额定功率为30W～90W，驱动电机的额定电压为24V～36V，驱动电机的额定转速为2500r/min～3600r/min。

8.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制实验的模块化惯性动量轮装置，其特征在于：所述第一轴承及第二轴承均采用角接触轴承，且角接触轴承的具体型号根据转轴的轴承安装段直径进行选择；所述联轴器的具体型号根据转轴的联轴器安装段直径以及驱动电机的电机轴直径进行选择；所述壳体、支座、上法兰及下法兰均采用轻质合金材料制造，所述飞轮转子和转轴均采用45#钢或不锈钢制造。