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[发明专利]一种基于涡旋光旋转多普勒效应的物体转向检测装置-CN201811545015.0有效
发明人：任元;邱松;王琛;刘通;高廷阁;胡晓东;李智猛;邵琼玲 -专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
申请日： 2018-12-17 - 公布日： 2022-02-08 - 主分类号： G01P13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于涡旋光旋转多普勒效应的物体转向检测装置。它主要包括涡旋光制备和散射光信号检测两部分，前者主要包含He‑Ne激光器、偏振片、透镜组、空间光调制器、平面反射镜，后者主要包括组合成像望远镜、多模光纤、光电探测器、微型示波器。首先，激光器产生高斯光束，经准直后照射加载有特定全息图的空间光调制器以制备涡旋光；其次，涡旋光透射转速为Ωd的道威棱镜后照射于旋转物体，经物体散射后，利用凸透镜组收集散射光，在分光棱镜的作用下与原涡旋光实现拍频耦合；最后，利用光电探测检测耦合光束的强度变化并将信号传给示波器，示波器进行傅里叶变换，根据频谱信息就可以判断物体转向。本装置结构简单，在各种极端条件下仍可以有效工作。
一种基于涡旋旋转多普勒效应物体转向检测装置

[发明专利]基于涡旋光的旋转物体转轴倾斜角检测装置-CN201910060397.6有效
发明人：任元;邱松;刘通;李智猛;王琛;邵琼玲;陈晓岑 -专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
申请日： 2019-01-22 - 公布日： 2021-01-01 - 主分类号： G01B11/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于涡旋光的旋转物体转轴倾斜角检测装置。它的主要部件包括He‑Ne激光器、偏振片、透镜组、偏振分光棱镜、空间光调制器、4f滤波系统、平凸透镜、光电探测器、微型示波器。首先，激光器产生高斯光束，经准直后照射加载有特定全息图的空间光调制器以制备叠加态涡旋光；其次，将涡旋光照射于旋转物体转轴中心，经物体散射后，利用凸透镜收集散射光；最后，利用光电探测检测散射光束的强度变化并将信号传给示波器，示波器进行傅里叶变换，根据频谱带宽信息就可以判断物体转轴相对与光束入射方向的倾斜角。本装置结构简单，在各种极端条件下仍可以有效工作。
基于涡旋旋转物体转轴倾斜角检测装置

[发明专利]一种基于矩阵螺旋相位板多通的涡旋光制备装置-CN201810164957.8有效
发明人：任元;王琛;刘通;邵琼玲;王卫杰 -专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
申请日： 2018-02-28 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： G02B27/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于矩阵螺旋相位板多通的涡旋光制备装置。涡旋光是一种具有螺旋波阵面的特殊光场，矩阵螺旋相位板是一种用于制备涡旋光的透明光学衍射元件。它包括激光器、起偏器、偏振分光棱镜、矩阵螺旋相位板、四分之一波片、反射镜和图像传感器。本装置光路简洁，成本低廉，转化效率高，属于涡旋光制备领域，可应用于大拓扑荷数的涡旋光制备。
一种基于矩阵螺旋相位板多通涡旋制备装置

[发明专利]一种基于计算摄像法检测叠加态涡旋光Sagnac效应的装置-CN201611243513.0有效
发明人：任元;王琛;谢璐;杨跃德;王刚;邵琼玲 -专利权人：中国人民解放军装备学院
申请日： 2016-12-29 - 公布日： 2020-03-06 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于计算摄像法检测叠加态涡旋光Sagnac效应的装置。涡旋光Sagnac效应指由叠加态涡旋光螺旋波阵面形成的干涉环而产生的Sagnac效应。它包括激光器、衰减片、反射镜、扩束镜、空间光调制器(SLM)、凸透镜、光阑、凸透镜反射镜、图像传感器(CCD)、实验转台。首先，激光器产生高斯光束后，通过衰减片降低激光功率；而后经反射镜组改变传播方向，增大光斑；光束通过扩束镜扩展激光束直径、减小发散角；之后经SLM调制为叠加态涡旋光，将待测角频率耦合到频率变化中，敏感信息内容通过4f成像系统进入CCD待观测。本装置结构简单，具有较高的灵敏度和精度。
一种基于计算摄像检测叠加涡旋 sagnac 效应装置

[发明专利]基于叠加态涡旋光的物体转动方向探测装置-CN201910277859.X在审
发明人：任元;邱松;刘通;王琛;李智猛;陈琳琳;陈晓岑;邵琼玲 -专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
申请日： 2019-04-08 - 公布日： 2019-06-21 - 主分类号： G01P3/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于叠加态涡旋光的物体转动方向探测装置。它的主要部件包括He‑Ne激光器、偏振片、分光棱镜、空间光调制器、4f滤波系统、平面镜、光电探测器、微型示波器。首先，由激光器产生的激光透射偏振片后照射在空间光调制器上，空间光调制器上加载拓扑荷数异号且不等值的叠加态光束全息图，产生叠加态涡旋光；其次，经过4f滤波系统筛选出一级衍射光照射在旋转物体上，利用光电参测器接收散射光并进行频谱分析，得出频移值；最后，给全息图加上一个旋转速度再进行信号采集。通过比较两次的频移值大小即可得出物体的转速大小和转向信息。本装置结构简单，可充分获得与物体旋转相关的多方面信息。
空间光调制器叠加涡旋方向探测装置滤波系统物体转动激光器偏振片频移照射光电探测器一级衍射光分光棱镜光束全息激光透射频谱分析信号采集旋转物体转向信息装置结构平面镜全息图散射光示波器测器加载拓扑筛选

[发明专利]一种磁悬浮控制力矩陀螺转子系统解耦和扰动抑制方法-CN201410379454.4有效
发明人：任元;王平;陈晓岑;赵玉龙;王卫杰;王华;王盛军;邵琼玲;李新洪;汪洲 -专利权人：中国人民解放军装备学院;中国人民解放军63961部队
申请日： 2014-08-01 - 公布日： 2019-05-07 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种磁悬浮控制力矩陀螺(Control Moment Gyroscope‑CMG)转子系统解耦和扰动抑制方法。根据牛顿第二定律和陀螺技术方程建立磁轴承坐标系下磁悬浮CMG转子系统的动力学方程，基于自抗扰解耦控制原理得到径向四通道解耦模型，再设计各通道自抗扰控制器，从而实现转子系统径向四通道解耦和扰动抑制。与传统的分散PID加交叉反馈解耦控制相比，本发明不仅改善了解耦控制精度，而且提高了系统对外部扰动和参数变化的鲁棒性。本发明属于航天控制技术领域，可应用于磁悬浮CMG的高精度强鲁棒控制。
一种磁悬浮控制力矩陀螺转子系统扰动抑制方法

[发明专利]一种基于矩阵螺旋相位板级联的涡旋光制备方法-CN201810164971.8在审
发明人：任元;王琛;刘通;邵琼玲;王元钦 -专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
申请日： 2018-02-28 - 公布日： 2018-07-31 - 主分类号： G02B27/09 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于矩阵螺旋相位板级联的涡旋光制备方法。涡旋光是一种具有螺旋波阵面的特殊光场，矩阵螺旋相位板是一种用于制备涡旋光的透明光学衍射元件。首先，一束具有高斯分布的光束通过矩阵螺旋相位板，出射光可获得螺旋相位，即制得具有对应拓扑荷数的涡旋光；其次，将制得的涡旋光重复引入矩阵螺旋相位板N次(N＞2)，通过级联M个(M＞2)矩阵螺旋相位板使涡旋光拓扑荷数进行累加。本方法光路简洁，灵活性强，属于涡旋光制备领域，可应用于大拓扑荷数的涡旋光制备。
涡旋矩阵螺旋相位板制备级联拓扑高斯分布光束通过螺旋相位透明光学衍射元件累加出射光光场光路引入重复应用

[发明专利]一种基于光磁结合的BEC量子涡旋产生方法-CN201610077488.7有效
发明人：任元;李基;邵琼玲;谢璐;王卫杰;王刚;成蕊;林源 -专利权人：中国人民解放军装备学院
申请日： 2016-02-03 - 公布日： 2018-06-19 - 主分类号： G06F19/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于光磁结合的BEC量子涡旋产生方法。根据激光冷却原子以及磁场、激光捕获和操纵原子原理，建立了一种基于光磁结合的BEC量子涡旋产生新方法；根据著名的Bogoliubov平均场理论，可以从Gross‑Pitaevskii(GP)方程中得到涡旋态的波函数；采用8束激光在三维空间冷却原子团产生BEC；利用磁势阱冷却、捕获、操控原子技术，在磁阱捕获冷原子系统中，通过设计四极场中偏置场的各项参数，获取势阱较大范围的各向异性；结合激光使原子产生感应偶极矩操纵原子原理，采用激光“搅拌”旋转势阱中冷原子形成涡旋。从而提高BEC量子形成涡旋速度，并且提高实验的可行性，易于操作。本发明属于凝聚态超流体物理领域，可用于对凝聚态超流体特性的观测，以及BEC涡旋的应用研究。 1
涡旋量子光磁激光冷原子凝聚态势阱捕获冷却三维空间原子团激光捕获激光冷却流体特性流体物理应用研究原子技术波函数偶极矩偏置场四极场操控磁势可用磁场观测

[发明专利]一种磁路解耦的磁悬浮陀螺仪-CN201510006598.X有效
发明人：任元;王卫杰;刘强;樊亚洪;缪存孝;蔡远文;姚红;张立元;邵琼玲;王盛军 -专利权人：中国人民解放军装备学院
申请日： 2015-01-06 - 公布日： 2017-12-15 - 主分类号： G01C19/04 文献下载
摘要：一种磁路解耦的磁悬浮陀螺仪主要由定子系统和转子系统两部分组成，定子系统主要包括芯轴、底座、保护轴承、径向磁轴承定子、轴向磁轴承定子、电机定子、偏转磁轴承定子、位移传感器；转子系统主要包括飞轮轮体、保护轴承盖、径向磁轴承转子、轴向磁轴承转子、电机转子、偏转磁轴承转子。本发明采用磁轴承支承技术，避免了机械轴承带来的摩擦磨损，采用磁轴承各通道磁路解耦设计，消除了磁轴承三个平动控制对径向两个偏转控制的干扰力矩，提高了陀螺仪的敏感精度。
一种磁路磁悬浮陀螺仪

[发明专利]一种七通道磁路解耦的磁悬浮陀螺仪-CN201510006192.1有效
发明人：任元;王卫杰;刘强;樊亚洪;缪存孝;蔡远文;姚红;张立元;邵琼玲;王盛军 -专利权人：中国人民解放军装备学院
申请日： 2015-01-06 - 公布日： 2017-11-24 - 主分类号： G01C19/02 文献下载
摘要：一种七通道磁路解耦的磁悬浮陀螺仪主要由定子系统和转子系统两部分组成，定子系统主要包括芯轴、底座、保护轴承、径向磁轴承定子、电机定子、轴向‑偏转磁轴承定子、位移传感器；转子系统主要包括飞轮轮体、保护轴承盖、径向磁轴承转子、电机转子、轴向‑偏转磁轴承转子。本发明采用七通道磁路结构磁悬浮轴承支承技术，消除了三轴平动控制度对两自由度偏转控制的干扰，实现了径向+x和、‑x、+y和‑y间的磁路解耦，避免了径向四个平动通道间电磁力的相互干扰，更有利于实现陀螺转子真正意义上的自由，提高了磁悬浮陀螺仪敏感精度。
一种通道磁路磁悬浮陀螺仪

[发明专利]一种基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器姿态角速率测量方法-CN201410379439.X有效
发明人：任元;王平;赵玉龙;陈晓岑;王卫杰;王华;邵琼玲;汪洲;李新洪;王盛军 -专利权人：中国人民解放军装备学院;中国人民解放军63961部队
申请日： 2014-08-01 - 公布日： 2017-11-21 - 主分类号： G01C19/42 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于磁悬浮控制力矩陀螺的姿态角速率测量方法，在实现航天器姿态控制的同时进行航天器姿态角速率测量。根据刚体动力学和坐标变换原理建立磁悬浮转子动力学模型；利用便于直接测量和计算的磁悬浮转子所受合外力矩以及航天器和框架静止时的磁悬浮转子偏转力矩，间接得到航天器和框架转动时对磁悬浮转子的作用力矩；根据惯量矩定理和姿态测量一体化原理，利用四棱锥执行机构中的磁悬浮控制力矩陀螺，给出了航天器的姿态角速率的解析表达式；本发明可以替代传统姿控系统的速率陀螺，减少姿控系统的体积重量。本发明属于航天控制技术领域，可应用于高精度航天器姿态控制与测量。
一种基于磁悬浮控制力矩陀螺姿态速率测量方法

[发明专利]一种基于光波热补偿的超流体陀螺装置-CN201510445434.7有效
发明人：任元;赵玉龙;陈晓岑;王卫杰;蔡远文;邵琼玲;汪洲;成蕊;苗继松;王磊 -专利权人：中国人民解放军装备学院;中国人民解放军63961部队
申请日： 2015-07-27 - 公布日： 2017-10-03 - 主分类号： G01C19/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光波热补偿的超流体陀螺装置。所述的超流体陀螺装置包括热驱动系统、环形腔干涉系统、位移检测系统、控制处理系统和热补偿系统。本发明根据光波热相位的产生原理，设计了光波热补偿的幅值锁定型超流体装置，有效减小了热相位注入的延迟时间，提高了超流体陀螺的测量精度和动态性能。本发明属于新型超高精度量子陀螺技术领域，可应用于基于约瑟夫森效应的超流体陀螺方案设计。
一种基于光波补偿流体陀螺装置

[发明专利]一种磁悬浮控制敏感陀螺-CN201510006597.5有效
发明人：任元;王卫杰;刘强;樊亚洪;缪存孝;蔡远文;姚红;张立元;邵琼玲;王盛军 -专利权人：中国人民解放军装备学院
申请日： 2015-01-06 - 公布日： 2017-06-27 - 主分类号： G01C19/04 文献下载
摘要：一种磁悬浮控制敏感陀螺主要由定子系统、转子系统以及旋转调制系统三部分组成，定子系统主要包括底座、芯轴、保护轴承、径向磁轴承定子、轴向磁轴承定子、电机定子、位移传感器；转子系统主要包括飞轮轮体、保护轴承盖、径向磁轴承转子、轴向磁轴承转子、电机转子、偏转磁轴承转子；旋转调制系统主要包括偏转磁轴承定子、超声波电机、光电码盘、导电滑环、旋转调制轴承。本发明首次提出磁悬浮控制敏感陀螺(Magnetically Suspended Control & Sensing Gyroscope，MSCSG)新概念，集成控制力矩陀螺的姿态控制功能和角速率敏感器的姿态测量功能，实现姿态检控一体，采用定子旋转调制和转子偏转调制技术消除陀螺漂移误差，从而提高陀螺敏感精度。
一种磁悬浮控制敏感陀螺

[发明专利]在轨可更换模块搭载适配器接口装置、适配方法及系统-CN201510557893.4有效
发明人：李新洪;刘世轩;张永乐;翟西;张永继;张雅声;邵琼玲;汪洲;王盛军;王卫杰;任元 -专利权人：李新洪
申请日： 2015-09-02 - 公布日： 2017-03-29 - 主分类号： B64G1/64 文献下载
摘要：在轨可更换模块搭载适配器接口装置，包括相互对接的第一面板和第二面板，在所述第一面板的后侧设有弹射装置，所述弹射装置的头部穿过所述第一面板，所述第一面板和第二面板通过导向定位连接装置、锁定连接装置和数据接口装置对接。本发明的有益效果是搭载适配器应用方式灵活，能够利用火箭剩余空间搭载发射，节省成本，且设计的接口装置统一，能够灵活、快速搭载。模块接口面板上的圆柱筒/圆柱凸轮结构为电接口连接提供了所需的插拔力，同时也可以固定两对接装置，使一种机构具有多种功能，简化了操作动作、稳定性高。弹射装置实现了搭载适配器与火箭、主卫星分离机动变轨后，能够自主将模块分离的能力。
更换模块搭载适配器接口装置配方系统

[发明专利]一种外转子锥形球面磁极径向磁轴承-CN201510031130.6有效
发明人：刘强;任元;赵玉龙;缪存孝;赵航;樊亚洪;张立元;邵琼玲;叶郭波 -专利权人：北京石油化工学院;中国人民解放军装备学院
申请日： 2015-01-21 - 公布日： 2017-02-01 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种外转子锥形球面磁极径向磁轴承，包括定子系统和转子系统；定子系统包括上锥形球面定子铁心、下锥形球面定子铁心、控制线圈、导磁环、偏置线圈、定子套筒和定子锁母；转子系统包括球面转子叠片、转子套筒和转子锁母；上锥形球面定子铁心组成4个磁极，下锥形球面定子铁心组成4个磁极，上锥形球面定子铁心和下锥形球面定子铁心组成磁轴承上下两端8个磁极，分别组成X、Y轴正负方向的锥形球面磁极，每个定子磁极绕制有控制线圈。便于装配、无永磁体、无剩磁矩，且径向平动控制与扭动控制完全解耦，避免了径向平动控制对径向扭动控制的干扰，提高了指向精度。
一种外转锥形球面磁极径向磁轴

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