[发明专利]一种旋转关节地面重力洛仑兹力磁悬浮卸载系统

说明书

本发明涉及一种旋转关节地面重力洛仑兹力磁悬浮卸载系统，包括定子组件、转子组件、导电环组件和导电环驱动控制电路，所述的定子组件包括固定水平支架、定子安装转接支架、中心轴转接工装、并联双结构音圈电机的定子磁钢组件和被测产品中心轴部件，定子安装转接支架固定安装在固定水平支架上，并联双结构音圈电机定子磁钢组件和被测产品的中心轴部件依次装在中心轴转接工装之上；所述的转子组件包括被测产品外壳体部件、转子安装转接板和并联双结构音圈电机转子线包组件。本发明通过给并联双结构音圈电机的转子线圈组件加以恒定电流后，产生平行于轴向方向的电磁力，将固联在转子线圈部件上的旋转关节部件带动浮起或下降。

技术领域

本发明涉及一种旋转关节地面重力洛仑兹力磁悬浮卸载系统，属于航天器地面试验技术领域。

背景技术

随着航天技术的发展，对航天器机构产品在轨运行的性能要求越来越高。目前开展研究的超宽覆盖光学卫星是垂轨扫描沿轨拼接成像的一颗超幅宽、高分辨率的光学卫星，卫星的主要任务是开展垂轨扫描沿轨拼接成像体制及其关键技术的研究。卫星配置一台高分相机和一台多功能相机，卫星从结构上划分，可分为平台舱和载荷舱两部分，旋转关节安装在平台舱，采用磁悬浮支撑为载荷舱提供支撑。高精密的磁悬浮旋转关节作为宽幅高分相机的支撑，实现两台相机在轨的360°高精密匀速旋转运动成像，实现微米级的旋转精度和角秒级的测角精度。

磁悬浮旋转关节平台分为安装在载荷舱的壳体组件和安装在平台舱的中心轴组件，两部件的重量分别为130kg和110kg。为实现在地面上对磁悬浮旋转关节整机功能和性能的测试，需要悬浮旋转关节中的外壳体组件或中心轴组件，以模拟空间失重状态。

目前国内外常见的重力卸载技术一般有四种：水浮法、气球悬吊法、气浮法、导轨-滑轮悬吊法。现有的水浮法要求空间机构防水密封，难以实现；气球悬吊法承载能力太小，不能满足较大负载的要求；气浮台法限制了空间机构的运动自由度，不满足要求；导轨-滑轮悬吊法受空间机构运动加速度的影响，结构较复杂，重力卸载精度不满足要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种旋转关节地面重力洛仑兹力磁悬浮卸载系统，满足可悬浮旋转关节本体中心轴或外壳定子的两种地面重力卸载的试验要求。

本发明解决技术的方案是：

一种旋转关节地面重力洛仑兹力磁悬浮卸载系统，包括定子组件、转子组件、导电环组件和导电环驱动控制电路，

所述的定子组件包括固定水平支架、定子安装转接支架、中心轴转接工装、并联双结构音圈电机的定子磁钢组件和被测产品中心轴部件，定子安装转接支架固定安装在固定水平支架上，中心轴转接工装装在定子安装转接支架上，并联双结构音圈电机定子磁钢组件和被测产品的中心轴部件依次装在中心轴转接工装之上；

所述的转子组件包括被测产品外壳体部件、转子安装转接板和并联双结构音圈电机转子线包组件；

所述的导电环组件包括导电环环体、导电环刷架以及导电环驱动电机，导电环驱动电机的转轴与导电环环体同轴安装，导电环环体和导电环刷架为含有12环以上组件；

所述的导电环驱动控制电路为驱动导电环转动的电路，根据要求控制导电环驱动电机按照预定的转速均速旋转。

进一步的，通过给并联双结构音圈电机的转子线包组件加以恒定电流后，产生平行于轴向方向的电磁力，将固联在转子线包组件上的被测产品带动浮起或下降。

进一步的，通过改变安装转子组件的转子安装转接板和定子组件的定子安装转接支架，分别实现被测产品的外壳体部件和被测产品的中心轴部件的悬浮。

进一步的，通过驱动导电环环体，实现带有通电信号产品的悬浮转动，其悬浮转动的速度范围不高于导电环驱动电机的工作转速范围。

进一步的，其中8环以上为功率电源，其余为信号电。