空心磁力矩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空心磁力矩器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星的姿態(tài)控制方式也越來越多樣化，而利用地磁場來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的姿態(tài)控制是目前一種非常常用方法。磁力矩器就是利用地磁場來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星姿態(tài)控制的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是利用通電線圈在磁場中受有磁力并進(jìn)而產(chǎn)生磁力矩來工作的，由于磁力矩器具有質(zhì)量輕、功耗低、無質(zhì)量損失、工作穩(wěn)定的特點(diǎn)，在現(xiàn)代小衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。但由于小衛(wèi)星尺寸及質(zhì)量等條件限制，無法像大衛(wèi)星那樣借助其他外部設(shè)備來固定空心磁力矩器線圈，因此設(shè)計(jì)一種簡單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)的的空心磁力矩器線圈加工及固定方法對于確保衛(wèi)星的姿態(tài)控制至關(guān)重要。
[0003]在空心磁力矩器的制作過程中，傳統(tǒng)的空心磁力矩器是將繞線加工及固定過程分開設(shè)計(jì):在線圈的繞線過程中需要制作特殊的磨具來支撐繞線，磁力矩器的固定過程需要設(shè)計(jì)特殊的固定裝置。繞線所設(shè)計(jì)的磨具在繞線結(jié)束后會被拆除，空心磁力矩器在使用中需采用特殊的裝置來固定，如設(shè)計(jì)特殊的固定支架或采用航空膠等方式來將空心磁力矩器固定到衛(wèi)星外殼上，但這些固定方法較復(fù)雜，且穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種空心磁力矩器及其制造方法，以解決傳統(tǒng)方法加工空芯磁力矩器過程復(fù)雜、穩(wěn)定性差的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，空心磁力矩器的制造方法，包括以下步驟:
[0006]a.在正方形固定板的四個頂角分別可拆卸的安裝有繞線槽；
[0007]b.圍繞四個繞線槽纏繞導(dǎo)線形成空心正方形線圈，纏繞的同時在導(dǎo)線上涂環(huán)氧樹脂來對導(dǎo)線進(jìn)行固化；
[0008]c.待繞線結(jié)束且導(dǎo)線固化后，將固定板與四個繞線槽分離，得到四個繞線槽及纏繞在其上的固化線圈，即制得空芯磁力矩器。
[0009]進(jìn)一步的，各個繞線槽均為沿槽底部彎折成直角的U形槽，各個繞線槽的內(nèi)部光滑且開口均朝外便于纏繞線圈。
[0010]進(jìn)一步的，繞線槽構(gòu)成的直角內(nèi)部固定設(shè)置有連接片，連接片上設(shè)有用于將繞線槽與固定板連接的螺紋孔。
[0011]進(jìn)一步的，連接片上還設(shè)置有用于與衛(wèi)星面板連接的螺紋孔。
[0012]進(jìn)一步的，固定板的中心設(shè)有用于連接繞線機(jī)的通孔。
[0013]進(jìn)一步的，在繞線過程中和取掉固定板之后均需及時清理掉多余的環(huán)氧樹脂。
[0014]進(jìn)一步的，繞線槽、連接片、固定板以及連接用的螺釘?shù)牟牧暇鶠椴粚?dǎo)磁材料。
[0015]本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案是，一種用上述制造方法制造的空心磁力矩器，包括四個對稱設(shè)置的繞線槽，圍繞四個繞線槽外部設(shè)置有導(dǎo)線形成空心正方形線圈，各個繞線槽均為沿槽底部彎折成直角的U形槽，各個繞線槽的內(nèi)部光滑且開口均朝外便于纏繞線圈。
[0016]進(jìn)一步的，繞線槽構(gòu)成的直角內(nèi)部固定設(shè)置有連接片，連接片上設(shè)置有用于與衛(wèi)星面板連接的螺紋孔。
[0017]本發(fā)明所采用的第三種技術(shù)方案是，一種上述空心磁力矩器的固定方法，將空心磁力矩器通過在各個連接片上設(shè)置的螺紋孔與衛(wèi)星面板固定連接。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的空芯磁力矩器加工及固定方法是將加工和固定結(jié)合起來，在設(shè)計(jì)加工的過程中，充分考慮兩者的特點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的磨具具有體積小、質(zhì)量輕、無磁的特點(diǎn)，在空芯磁力矩器線圈的加工過程中它能夠提供繞線環(huán)境，在固定過程中它又能提供固定接口，極大地提高了空芯磁力矩器線圈的加工精度及固定可靠性，用該方法設(shè)計(jì)的空芯磁力矩器具有加工簡單、安裝方便、可靠性高及穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明空心磁力矩器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中四個繞線槽與固定板連接狀態(tài)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明空心磁力矩器的繞線槽和連接片的主視圖；
[0022]圖4是本發(fā)明空心磁力矩器的繞線槽和連接片的右視圖；
[0023]圖5是本發(fā)明空心磁力矩器的繞線槽和連接片的左視圖；
[0024]圖6是本發(fā)明中固定板的主視圖。
[0025]圖中，1.固定板，2.連接片，3.繞線槽，4.線圈，5.通孔，6.連接螺紋孔，7.固定螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明提供了一種空心磁力矩器的制造方法，包括以下步驟:
[0028]a.在正方形固定板I的四個頂角分別可拆卸的安裝有繞線槽3，如圖2所示；
[0029]首先根據(jù)空芯磁力矩器的設(shè)計(jì)尺寸，結(jié)合對空芯磁力矩器的厚度要求，設(shè)計(jì)一種既可以為線圈的繞制提供環(huán)境，又可以為線圈的固定提供接口的磨具。該磨具包括繞線槽4及固定板1，在設(shè)計(jì)及加工過程中，繞線槽4及固定板I的尺寸一定要精確吻合，磨具的材料應(yīng)選取硬鋁等不導(dǎo)磁的材料，以免影響磁力矩器的性能。
[0030]設(shè)置四個繞線槽4，每個繞線槽4的壁厚1_，以保證繞線槽4的強(qiáng)度，同時盡可能減輕繞線槽4的質(zhì)量，繞線槽4的連接片2上設(shè)置有三個螺紋孔，靠近連接片2邊緣的兩個連接螺紋孔6用來與固定板I連接，待繞線結(jié)束固定板I拆卸后，也可用來與衛(wèi)星面板固定；連接片2上靠近繞線槽的一個固定螺紋孔7可用于與衛(wèi)星面板固定。
[0031]同時，為了防止在繞線過程中劃破導(dǎo)線，四個繞線槽的繞線拐角處都應(yīng)設(shè)置一定尺寸的倒圓。固定板I的尺寸根據(jù)繞線槽4的尺寸來嚴(yán)格制作，四個角的兩個螺紋孔用來與繞線槽固定，中間的通孔用來固定在繞線機(jī)上。
[0032]b.圍繞四個繞線槽3纏繞導(dǎo)線形成空心正方形線圈4，在繞線過程中，不斷涂加環(huán)氧樹脂來對導(dǎo)線進(jìn)行固化。為了防止有多余的環(huán)氧樹脂在線圈4的一側(cè)積存，在繞線過程中要及時清理掉多余的環(huán)氧樹脂；
[0033]c.待繞線結(jié)束且導(dǎo)線固化后，將固定板I與四個繞線槽3分離，得到四個繞線槽3及纏繞在其上的固化線圈4，如圖1所示，再清洗干凈多余的環(huán)氧樹脂，即制得空芯磁力矩器。
[0034]如圖3至圖5所示，各個繞線槽3均為沿槽底部彎折成直角的U形槽，各個繞線槽3的內(nèi)部光滑且開口均朝外便于纏繞線圈4，以防止在繞線過程中劃破導(dǎo)線。
[0035]繞線槽3構(gòu)成的直角內(nèi)部固定設(shè)置有連接片2，連接片2上設(shè)有用于將繞線槽3與固定板I連接的連接螺紋孔6，連接片2上還設(shè)置有用于與衛(wèi)星面板連接的固定螺紋孔7。在連接片2上設(shè)置連接螺紋孔6和固定螺紋孔7可以同時起到兩個作用，一是繞線過程中將繞線槽3及固定板I連接的作用，二是在安裝中將空心磁力矩器和衛(wèi)星面板固定的作用，在空芯磁力矩器線圈的加工過程中它能夠提供繞線環(huán)境，在固定過程中它又能提供固定接口，極大地提高了空芯磁力矩器線圈的加工精度及固定可靠性。
[0036]如圖6所示，固定板I的中心設(shè)有用于連接繞線機(jī)的通孔5，在繞線結(jié)束后應(yīng)取掉該固定板I以減少磁力矩器的體積和質(zhì)量。
[0037]制作好的空芯磁力矩器，如圖1所示，每個連接板2都提供有螺紋接口，可根據(jù)實(shí)際安裝需求來選擇接口的位置和數(shù)目進(jìn)行固定，但選擇的螺釘應(yīng)是無磁的。同時，繞線槽3、連接片2和固定板I的材料均為不導(dǎo)磁材料，防止磁性材料被磁化，干擾空心磁力矩器的工作。
[0038]一種由上述制造方法制造的空心磁力矩器，包括四個對稱設(shè)置的繞線槽3，圍繞四個繞線槽3外部設(shè)置有導(dǎo)線形成空心正方形線圈4。
[0039]其中，各個繞線槽3均為沿槽底部彎折成直角的U形槽，各個繞線槽3的內(nèi)部光滑且開口均朝外便于纏繞線圈4 ;繞線槽3構(gòu)成的直角內(nèi)部固定設(shè)置有連接片2，連接片2上設(shè)置有用于與衛(wèi)星面板連接的螺紋孔4。
[0040]本發(fā)明空心磁力矩器的固定方法，是將空心磁力矩器通過在各個連接片2上設(shè)置的固定螺紋孔7與衛(wèi)星面板固定連接。
[0041]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的空芯磁力矩器的加工及固定方法是將加工和固定兩個步驟結(jié)合起來，在空芯磁力矩器線圈的加工過程中，既能夠提供繞線環(huán)境，在固定過程中它又能提供固定接口，極大地提高了空芯磁力矩器線圈的加工精度及固定可靠性，用該方法設(shè)計(jì)的空芯磁力矩器具有加工簡單、安裝方便、可靠性高及穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.空心磁力矩器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: a.在正方形固定板I的四個頂角分別可拆卸的安裝有繞線槽(3); b.圍繞四個所述繞線槽(3)纏繞導(dǎo)線形成空心正方形線圈(4)，纏繞的同時在導(dǎo)線上涂環(huán)氧樹脂來對導(dǎo)線進(jìn)行固化； c.待繞線結(jié)束且導(dǎo)線固化后，將固定板⑴與四個繞線槽(3)分離，得到四個繞線槽(3)及纏繞在其上的固化線圈(4)，即制得空芯磁力矩器。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述各個繞線槽(3)均為沿槽底部彎折成直角的U形槽，所述各個繞線槽(3)的內(nèi)部光滑且開口均朝外便于纏繞線圈(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述繞線槽(3)構(gòu)成的直角內(nèi)部固定設(shè)置有連接片(2)，所述連接片(2)上設(shè)有用于將繞線槽(3)與固定板(I)連接的螺紋孔(6)。
4.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的連接片(2)上還設(shè)置有用于與衛(wèi)星面板連接的螺紋孔(7)。
5.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述固定板(I)的中心設(shè)有用于連接繞線機(jī)的通孔(5)。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在繞線過程中和取掉固定板(I)之后均需及時清理掉多余的環(huán)氧樹脂。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述繞線槽(3)、連接片(2)、固定板(I)以及連接用的螺釘?shù)牟牧暇鶠椴粚?dǎo)磁材料。
8.一種用權(quán)利要求1所述制造方法制造的空心磁力矩器，其特征在于，包括四個對稱設(shè)置的繞線槽(3)，圍繞四個所述繞線槽(3)外部設(shè)置有導(dǎo)線形成空心正方形線圈(4)，所述各個繞線槽(3)均為沿槽底部彎折成直角的U形槽，所述各個繞線槽(3)的內(nèi)部光滑且開口均朝外便于纏繞線圈(4)。
9.如權(quán)利要求8所述空心磁力矩器，其特征在于，所述繞線槽(3)構(gòu)成的直角內(nèi)部固定設(shè)置有連接片(2)，所述的連接片(2)上設(shè)置有用于與衛(wèi)星面板連接的螺紋孔(7)。
10.一種如權(quán)利要求9所述空心磁力矩器的固定方法，其特征在于，將所述空心磁力矩器通過在各個連接片(2)上設(shè)置的螺紋孔(7)與衛(wèi)星面板固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空心磁力矩器的制造方法，包括以下步驟：a.在正方形固定板的四個頂角分別可拆卸的安裝有繞線槽；b.圍繞四個所述繞線槽纏繞導(dǎo)線形成空心正方形線圈，纏繞的同時在導(dǎo)線上涂環(huán)氧樹脂來對導(dǎo)線進(jìn)行固化；c.待繞線結(jié)束且導(dǎo)線固化后，將固定板與四個繞線槽分離，得到四個繞線槽及纏繞在其上的固化線圈，即制得空芯磁力矩器。解決了傳統(tǒng)方法加工空芯磁力矩器過程復(fù)雜、穩(wěn)定性差的問題。
【IPC分類】B64G1-32
【公開號】CN104760708
【申請?zhí)枴緾N201510075005
【發(fā)明人】馮乾, 楊家男, 劉勇, 蘇笑宇, 黃煦晨, 潘泉
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月12日