[发明专利]一种智能姿控组件中的线圈磁力矩器

说明书

一种智能姿控组件中的线圈磁力矩器，能够加大航天器姿态控制的可靠性，大大减少磁力矩器部件所占空间，可以实现与其他部件穿插设置，三个磁力矩器在布局上做到使智能姿控组件整体上质量均衡。磁力矩器部件对反作用飞轮进行磁卸载，且包括上、下两组磁力矩器部件，每组磁力矩器部件包括：X轴磁力矩器(51)、Y轴磁力矩器(52)、线圈磁力矩器(53)、线圈磁力矩器盖(54)；X轴磁力矩器、Y轴磁力矩器是导线或漆包线均匀缠绕在磁棒上；线圈磁力矩器是由线圈围绕而成的闭环，且为Z轴方向，闭环的形状根据智能姿控组件箱体内的空间来变化，线圈磁力矩器盖罩在线圈磁力矩器上并固定在箱体上。

技术领域

本发明涉及航空航天的技术领域，尤其涉及一种智能姿控组件中的线圈磁力矩器。

背景技术

随着科技的发展，卫星、对地观测平台、宇宙飞船、空间望远镜等航天器技术日趋成熟。航天器的姿态控制系统是航天器的重要组成部分，姿态控制系统是指对航天器的姿态控制的一种系统，其基本任务是保证航天器自在飞行过程中具有良好的稳定性和操作性。姿态控制系统又称为稳定控制系统、稳定回路。姿态控制系统的主要作用是维持航天器飞行过程中的姿态稳定，同时实施导航或制导系统产生的轨道控制指令。姿态控制系统接受两个方面的控制信息：一是来自姿态敏感器的信息，该信息是由于航天器受干扰作用使姿态偏离原来状态而产生的。姿态敏感器信息经过自动稳定装置(控制器)生成控制信号，再通过伺服机构产生控制力。控制力作用于航天器本体，使之回到原来的姿态位置，这样形成一个负反馈的闭环控制回路，保证航天器姿态稳定。另一个控制信息来自导航或制导系统，它们是航天器机动转弯的导引指令。

目前，航天器姿态控制系统包括：反作用飞轮、磁力矩器、九轴传感器执行机构等。其中磁力矩器是指产生偶极子磁矩的装置。航天器的磁矩与其所在处的地磁场相互作用产生磁控力矩，用以对航天器进行姿态控制。一般来说，磁力矩器主体由高磁导率的棒状磁芯和外部均匀密绕的导线或漆包线组成，线圈通以额定电流，则会产生所需的工作磁矩。磁力矩器开机会产生很强的工作磁场，是卫星平台最主要的磁场干扰源。对高精度的空间磁场探测而言，在磁强计工作时，磁力矩器必须不工作。因此卫星在轨飞行时，需要设计两者分时工作的模式。

磁力矩器一般采用三个作为一组，分别控制航天器三个轴向的姿态。很显然，当其中一个磁力矩器发生故障时，则无法调整该轴向的姿态，从而影响整个航天器的正常工作，严重时会造成航天器的失效。

很显然，在空间中每个方向多几组磁力矩器，每一组磁力矩器都能够完整的完成航天器的姿态控制，从而其中一个方向的磁力矩器失效时，则该方向启用另一个磁力矩器，而保证完整可靠地完成航天器的姿态控制。但是，发射到天空中的航天器，零部件的重量和体积是航天器设计的一个关键指标，哪怕是多1克或者多1立方厘米制造成本也会显著增加，因此既保证航天器姿态控制可靠性，又尽量平衡重量和体积要求，是科研人员面临的重要抉择。考虑到制造成本，通常，智能姿控组件中设置一组三个磁力矩器，即X轴磁力矩器、Y轴磁力矩器、Z轴磁力矩器各一个，这样不能保证航天器的姿态控制完整可靠。还有因为磁力矩器中棒状磁芯的存在，所以无论怎么设计布局，磁力矩器部件所占空间都会很大，而且形状基本固定，与其他部件以及每个磁力矩器之间无法穿插设置。另外，三个磁力矩器在布局上无法做到使智能姿控组件整体上重量均衡。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种智能姿控组件中的线圈磁力矩器，其能够加大航天器姿态控制的可靠性，大大减少磁力矩器部件所占空间，可以实现与其他部件穿插设置，三个磁力矩器在布局上做到使智能姿控组件整体上质量均衡。

本发明的技术方案是：这种智能姿控组件中的线圈磁力矩器，智能姿控组件包括：箱体(1)、反作用飞轮(2)、磁力矩器部件、控制组件(3)、陀螺仪(4)，

磁力矩器部件对反作用飞轮进行磁卸载，磁力矩器部件包括：X轴磁力矩器(51)、Y轴磁力矩器(52)、线圈磁力矩器(53)、线圈磁力矩器盖(54)；