一種pcb磁力矩器裝置及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種PCB磁力矩器裝置制造方法，包括：步驟1、獲取需要制作在PCB板上的線圈層數(shù)和線圈參數(shù)，參數(shù)包括線圈中每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距；步驟2、根據(jù)獲取到的線圈層數(shù)和線圈參數(shù)，在PCB板上制作線圈，完成PCB磁力矩器裝置。本發(fā)明解決現(xiàn)有磁力矩器線徑較小或者人工繞線時(shí)，容易發(fā)生斷線和繞線不均引起可靠性降低，生產(chǎn)效率較低，且復(fù)雜度高不易安裝的技術(shù)問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種PCB磁力矩器裝置及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及小衛(wèi)星姿態(tài)控制領(lǐng)域，特別涉及一種PCB磁力矩器裝置及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代小衛(wèi)星領(lǐng)域，小衛(wèi)星的姿態(tài)控制大多通過(guò)飛輪與磁力矩器實(shí)現(xiàn)。但常規(guī)飛輪體積大，質(zhì)量高，小型化的衛(wèi)星逐漸舍棄了這種姿態(tài)控制方式，采用更多的是純磁控的方式。該方式控制衛(wèi)星姿態(tài)簡(jiǎn)單可靠，特別適用于運(yùn)行在地球磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱較少的低軌道上的衛(wèi)星。另一方面，現(xiàn)代小衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)需要滿足高效可靠的要求，因此磁力矩器必須要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、工作時(shí)間長(zhǎng)和可靠性高。
[0003]磁力矩器線圈大致可以分為磁棒類磁力矩器和空心磁力矩器兩種，這兩種磁力矩器都各有特點(diǎn)，磁棒產(chǎn)生磁矩較大但是剩磁較多，而空心磁力矩器則相對(duì)平衡了兩項(xiàng)指標(biāo)。目前，小衛(wèi)星用磁力矩器通常使用漆包線按照一定規(guī)則形狀人工或機(jī)器繞制。磁棒類磁力矩器繞制結(jié)束后保留磁芯以提供更大的磁矩，空心磁力矩器則需要在繞線結(jié)束并待線圈成型后將模具取下。
[0004]經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用上述方法制作的磁力矩器至少存在以下技術(shù)問(wèn)題:
[0005]1、由于現(xiàn)有的小衛(wèi)星用磁力矩器制作無(wú)論是磁棒類磁力矩器還是空心磁力矩器的線圈都是在固定的模具上繞制漆包線，當(dāng)線徑較小或者人工繞線時(shí)，很有可能發(fā)生斷線和繞線不均的情況，致使成品率低，價(jià)格較高，不能滿足小衛(wèi)星的使用要求，只能重復(fù)制造直到生產(chǎn)出合格的磁力矩器為止，導(dǎo)致了生產(chǎn)效率較低。
[0006]2、現(xiàn)有的小衛(wèi)星用磁力矩器在固定方面也有一些問(wèn)題。磁棒類磁力矩器需要根據(jù)磁棒的長(zhǎng)度和粗細(xì)設(shè)計(jì)一種獨(dú)有的安裝支架，通過(guò)該支架安裝在小衛(wèi)星內(nèi)，這種方式增加了小衛(wèi)星的重量和磁力矩器的復(fù)雜度，限制了衛(wèi)星的小型化；空心磁力矩器線圈則是需要通過(guò)膠粘或捆綁的方式固定在小衛(wèi)星內(nèi)，但這種方式在火箭上升的過(guò)程中很可能會(huì)因受到高強(qiáng)度的震動(dòng)而脫落或松動(dòng)。
[0007]3、現(xiàn)有的小衛(wèi)星磁力矩器通常為固定的形狀，磁棒類磁力矩器為棒狀，空心磁力矩器為矩形，這樣的外形約束了磁力矩器的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致安裝位置不靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是提供一種PCB磁力矩器裝置及其制作方法，解決現(xiàn)有磁力矩器線徑較小或者人工繞線時(shí)，容易發(fā)生斷線和繞線不均引起可靠性降低，生產(chǎn)效率較低，且復(fù)雜度高，不易安裝的技術(shù)問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種PCB磁力矩器裝置制造方法，包括:步驟1、獲取需要制作在PCB板上的線圈層數(shù)和每層線圈的線圈參數(shù)，參數(shù)包括線圈中每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距；步驟2、根據(jù)獲取到的線圈層數(shù)和線圈參數(shù)，在PCB板上制作線圈，完成PCB磁力矩器裝置。[0010]進(jìn)一步的，PCB板的形狀根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；形狀包括外形尺寸和厚度。
[0011]進(jìn)一步的，PCB板為矩形、正方形、圓形或橢圓形。
[0012]進(jìn)一步的，根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置，在PCB磁力矩器裝置上開(kāi)設(shè)通孔。
[0013]進(jìn)一步的，線圈沿著PCB板的邊緣，由外向內(nèi)設(shè)置，且線圈的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)PCB磁力矩器裝置的性能確定。
[0014]進(jìn)一步的，將每層線圈串聯(lián)起來(lái)，且為PCB磁力矩器裝置制作一個(gè)統(tǒng)一的電源接入口，每層線圈中的電流流向一致。
[0015]一種PCB磁力矩器裝置，包括:由若干線圈層在豎直方向上重疊而成的PCB板；在每層線圈層上設(shè)置的線圈；每層線圈層中的線圈與垂直方向上相鄰的線圈串聯(lián)；在靠外的兩層線圈層分別設(shè)置接通電源的第一接口和第二接口。
[0016]進(jìn)一步的，PCB板的形狀根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；形狀包括外形尺寸和厚度。
[0017]進(jìn)一步的，線圈沿著線圈層的邊緣，由外向內(nèi)設(shè)置，且線圈的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)PCB磁力矩器裝置的性能確定。
[0018]進(jìn)一步的，PCB磁力矩器裝置上開(kāi)設(shè)有用于安裝的通孔。
[0019]本發(fā)明在PCB板上制作磁力矩器，體積小、質(zhì)量輕、硬度大、安裝方便，且能很好的和小衛(wèi)星內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)融為一體，大大增加了小衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)性和模塊化。另外，該P(yáng)CB磁力矩器裝置形狀多樣安裝的位置可以靈活確定，為磁力矩器提供了很大的設(shè)計(jì)空間。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明中一種PCB磁力矩器裝置的俯視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明中一種PCB磁力矩器裝置的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1:
[0023]一種PCB磁力矩器裝置制造方法，包括:步驟1、獲取需要制作在PCB板上的線圈層數(shù)和每層線圈的線圈參數(shù)，參數(shù)包括線圈中每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距。
[0024]PCB板的形狀根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；形狀包括外形尺寸和厚度。PCB板為矩形、正方形、圓形和\或橢圓形，當(dāng)然并不限于這些形狀，因?yàn)樵谀承┨厥獾奈恢每赡苄枰O(shè)置為不規(guī)則形狀。線圈層數(shù)和線圈參數(shù)根據(jù)PCB磁力矩器裝置的性能確定。線圈層數(shù)不超過(guò)24層；根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置，在所述PCB磁力矩器裝置上開(kāi)設(shè)通孔。通孔的目的是為了能夠進(jìn)行固定，因此其布置的方式最好是對(duì)稱設(shè)置。線圈參數(shù)中的線的間距為8mil。需要說(shuō)明的是，線圈的層數(shù)和線的間距由生產(chǎn)工藝確定。隨著生產(chǎn)工藝的提高，線圈層數(shù)可以增加、線的間距也可以減小，根據(jù)PCB磁力矩器裝置的原理可知，這些參數(shù)的優(yōu)化可以使得PCB磁力矩器裝置的磁力矩得到較為良好的效果，但這并不是本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)所在，因此，這些良好的效果理所當(dāng)然的在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0025]步驟2、根據(jù)獲取到的線圈層數(shù)和線圈參數(shù)，在PCB板上制作線圈，完成PCB磁力矩器裝置。
[0026]將每層線圈串聯(lián)起來(lái)，且為PCB磁力矩器裝置制作一個(gè)統(tǒng)一的電源接入口，每層線圈中的電流流向一致。所謂的串聯(lián)就是本層的尾連下層的頭，最后對(duì)外的兩個(gè)頭分別為第一層的頭和最后一層的尾。所謂的流向一致是指每層的電流都按照順時(shí)針或者逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)。制作線圈時(shí)，可以將線圈沿著PCB板的邊緣，由外向內(nèi)設(shè)置，這樣線圈制作完畢后，大多數(shù)情況下，在中間會(huì)留有一塊空白，這些空白可以去掉，以減輕PCB磁力矩器裝置的重量，適合小衛(wèi)星的需求。
[0027]本制作方法利用PCB板制作磁力矩器，體積小、質(zhì)量輕、硬度大、安裝方便，且能很好的和小衛(wèi)星內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)融為一體，大大增加了小衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)性和模塊化。另外，該P(yáng)CB磁力矩器裝置形狀多樣安裝的位置可以靈活確定，為磁力矩器提供了很大的設(shè)計(jì)空間。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]如圖1和圖2所示，一種PCB磁力矩器裝置，包括:由若干線圈層3在豎直方向上重疊而成的PCB板I ;在每層線圈層3上設(shè)置的線圈2 ;每層線圈層3中的線圈2與垂直方向上相鄰的線圈串聯(lián)；在靠外的兩層所述線圈層3分別設(shè)置接通電源的第一接口 4和第二接口 5。
[0030]PCB板I的形狀根據(jù)PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；形狀包括外形尺寸和厚度。線圈2的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)PCB磁力矩器裝置的性能確定。繞線層的數(shù)量不超過(guò)24層，線的間距為8mil。電源可以是驅(qū)動(dòng)電路。PCB磁力矩器裝置上開(kāi)設(shè)有用于安裝的通孔。
[0031]本發(fā)明中的PCB磁力矩器裝置具有PCB板的各種有點(diǎn)，且能夠和小衛(wèi)星有機(jī)的融合在一起，具有體積小、質(zhì)量輕、硬度大、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，大大增加了小衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)性和模塊化。另外，該P(yáng)CB磁力矩器裝置形狀多樣安裝的位置可以靈活確定，為磁力矩器提供了很大的設(shè)計(jì)空間。
[0032]以上，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種PCB磁力矩器裝置制造方法，其特征在于，包括: 步驟1、獲取需要制作在PCB板上的線圈層數(shù)和線圈參數(shù)，所述參數(shù)包括所述線圈中每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距； 步驟2、根據(jù)獲取到的所述線圈層數(shù)和每層線圈的線圈參數(shù)，在所述PCB板上制作線圈，完成PCB磁力矩器裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCB磁力矩器裝置制造方法，其特征在于，所述PCB板的形狀根據(jù)所述PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；所述形狀包括外形尺寸和厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCB磁力矩器裝置制造方法，其特征在于，所述PCB板為矩形、正方形、圓形或橢圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCB磁力矩器裝置制造方法，其特征在于，根據(jù)所述PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置，在所述PCB磁力矩器裝置上開(kāi)設(shè)通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCB磁力矩器裝置制造方法，其特征在于，所述線圈沿著所述PCB板的邊緣，由外向內(nèi)設(shè)置，且所述線圈的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)所述PCB磁力矩器裝置的性能確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種PCB磁力矩器裝置制造方法，其特征在于，將每層所述線圈串聯(lián)起來(lái)，且為所述PCB磁力矩器裝置制作一個(gè)統(tǒng)一的電源接入口，每層所述線圈中的電流流向一致。
7.—種PCB磁力矩器裝置，其特征在于，包括: 由若干線圈層(3)在豎直方向上重疊而成的PCB板(I)； 在每層所述線圈層(3)上設(shè)置的線圈(2)； 每層線圈層(3)中的線圈(2)與垂直方向上相鄰的所述線圈(2)串聯(lián)； 在最靠外的兩側(cè)所述線圈層(3 )上分別設(shè)置接通電源的第一接口( 4 )和第二接口( 5 )。
8.根據(jù)權(quán)利7所述的一種PCB磁力矩器裝置，其特征在于，所述PCB板(I)的形狀根據(jù)所述PCB磁力矩器裝置需要安裝的位置確定；所述形狀包括外形尺寸和厚度。
9.根據(jù)權(quán)利7或8所述的一種PCB磁力矩器裝置，其特征在于，所述線圈(2)沿著所述線圈層(3)的邊緣，由外向內(nèi)設(shè)置，且所述線圈(2)的每條線的寬度、繞線的圈數(shù)和線的間距根據(jù)所述PCB磁力矩器裝置的性能確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種PCB磁力矩器裝置，其特征在于，所述PCB磁力矩器裝置上開(kāi)設(shè)有用于安裝的通孔。
【文檔編號(hào)】B64G1/24GK103818565SQ201410101343
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】劉勇, 馮乾, 楊家男, 潘泉, 朱海鋒, 蘇笑宇 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)