一種變慣量反作用飛輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變慣量反作用飛輪，飛輪軸通過導(dǎo)向桿與飛輪外圈聯(lián)接，飛輪軸通過深溝球軸承安裝在支座上；支座固定在左殼體上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在左殼體上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸通過平鍵與飛輪軸聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)向桿上設(shè)置有配重塊，可以沿導(dǎo)向桿滑動(dòng)；飛輪軸上安裝有與飛輪軸線重合的導(dǎo)桿，在導(dǎo)桿上設(shè)置有滑塊；滑塊通過連桿與配重塊聯(lián)接，滑塊另一端通過深溝球軸承與絲杠聯(lián)接；右殼體與左殼體相對固定，貫通的絲桿電機(jī)安裝在右殼體上，通過絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠做螺旋運(yùn)動(dòng)，絲杠帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)桿滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)配重塊沿導(dǎo)向桿滑動(dòng)，從而調(diào)節(jié)飛輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的角速度和絲杠電機(jī)的回轉(zhuǎn)角來控制變慣量反作用飛輪輸出的反力矩。
【專利說明】一種變慣量反作用飛輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反作用飛輪，屬于用于姿態(tài)調(diào)節(jié)的反作用飛輪領(lǐng)域，尤其涉及一種變慣量反作用飛輪。
【背景技術(shù)】
[0002]反作用飛輪作為姿態(tài)調(diào)節(jié)關(guān)鍵部件在衛(wèi)星、獨(dú)輪機(jī)器人等航空器和機(jī)器人領(lǐng)域中得到了非常廣泛地應(yīng)用。在物體內(nèi)部安裝反作用飛輪，通過驅(qū)動(dòng)反作用飛輪獲得反力矩可以控制物體的姿態(tài)，物體在作快速大角度姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)，一般需要較大反力矩；而在做高精度姿態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)則需要很小的反力矩對姿態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于反作用飛輪轉(zhuǎn)速和電機(jī)控制精度的限制，一般提供大的反力矩，需要轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的反作用飛輪，反之需要轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小的反作用飛輪，變慣量反作用飛輪較好地滿足了這一需求?，F(xiàn)有變慣量反作用飛輪存在調(diào)節(jié)系統(tǒng)質(zhì)量分布電機(jī)供電難度大、系統(tǒng)質(zhì)量分布檢測困難和能耗高的問題。為克服現(xiàn)有變慣量反作用飛輪的上述不足，本發(fā)明提供了一種變慣量反作用飛輪，其通過檢測貫通絲杠電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度即可計(jì)算出反作用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過控制電機(jī)的角加速度和貫通絲杠電機(jī)的轉(zhuǎn)角控制反作用飛輪的輸出反力矩，提高了飛輪的輸出反力矩范圍，且結(jié)構(gòu)簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種變慣量反作用飛輪，該變慣量反作用飛輪包括絲杠電機(jī)、絲杠、右殼體、螺釘a、飛輪外圈、配重塊、左殼體、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、深溝球軸承a、滑塊、飛輪軸、導(dǎo)向桿、螺釘b、支座、自鎖螺母、螺釘C、深溝球軸承b、平鍵、導(dǎo)桿、銷軸、防扭塊、滑動(dòng)軸承和連桿，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸，導(dǎo)向桿上設(shè)置有防扭槽；本發(fā)明通過控制電機(jī)的角加速度和貫通絲杠電機(jī)的轉(zhuǎn)角控制反作用飛輪的輸出反力矩，提高了飛輪的輸出反力矩范圍且結(jié)構(gòu)簡單。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種變慣量反作用飛輪，其飛輪軸通過導(dǎo)向桿與飛輪外圈連接，并通過螺釘b和防松螺母固定，飛輪軸通過深溝球軸承b安裝在支座上；支座通過螺釘c和自鎖螺母固定在左殼體上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在左殼體上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸通過平鍵與飛輪軸連接，驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)向桿上設(shè)置有配重塊，在配重塊和導(dǎo)向桿間設(shè)置有滑動(dòng)軸承，在導(dǎo)向桿上設(shè)置有防扭槽，在配重塊上設(shè)置有防扭塊，配重塊可以沿導(dǎo)向桿滑動(dòng)；飛輪軸上安裝有與飛輪軸線重合的導(dǎo)桿，在導(dǎo)桿上設(shè)置有滑塊；在滑塊和配重塊上設(shè)置有銷軸，滑塊通過連桿與配重塊連接，連桿可以繞銷軸回轉(zhuǎn)，滑塊另一端通過深溝球軸承a與絲杠連接；右殼體通過螺釘a固定在左殼體上，貫通的絲桿電機(jī)安裝在右殼體上，通過絲杠電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠做螺旋運(yùn)動(dòng)，絲杠帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)桿滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)配重塊沿導(dǎo)向桿滑動(dòng)，從而調(diào)節(jié)飛輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0006]1、本發(fā)明通過貫通絲杠的旋轉(zhuǎn)即可控制反作用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，結(jié)構(gòu)簡單。
[0007]2、通過檢測貫通絲杠電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度即可計(jì)算出反作用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。[0008]3、通過控制電機(jī)的角加速度和貫通絲杠電機(jī)的轉(zhuǎn)角控制反作用飛輪的輸出反力矩，擴(kuò)大了飛輪的輸出反力矩范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為變慣量反作用飛輪結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2為變慣量反作用飛輪局部放大視圖1。
[0011]圖3為變慣量反正用飛輪局部放大視圖1I。
[0012]圖中:1、絲杠電機(jī)，2、絲杠，3、右殼體，4、螺釘a，5、飛輪外圈，6、配重塊，7、左殼體，8、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，9、深溝球軸承a，10、滑塊，11、飛輪軸，12、導(dǎo)向桿，13、螺釘b，14、支座，15、自鎖螺母，16、螺釘C，17、深溝球軸承b，18、平鍵，19、導(dǎo)桿，20、銷軸，21、防扭塊，22、滑動(dòng)軸承，23、連桿，81、驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸，121、防扭槽。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所不為變慣量反作用飛輪結(jié)構(gòu)圖，圖2為變慣量反作用飛輪局部放大視圖1，圖3為變慣量反正用飛輪局部放大視圖1I，該變慣量反作用飛輪包括絲杠電機(jī)1、絲杠2、右殼體3、螺釘a4、輪外圈5、配重塊6、左殼體7、驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、深溝球軸承a9、滑塊10、飛輪軸11、導(dǎo)向桿12、螺釘bl3、支座14、自鎖螺母15、螺釘cl6、深溝球軸承bl7、平鍵18、導(dǎo)桿19、銷軸20、防扭塊21、滑動(dòng)軸承22和連桿23，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)8上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸81，導(dǎo)向桿12上設(shè)置有防扭槽121 ;飛輪軸11通過導(dǎo)向桿12與飛輪外圈5連接，并通過螺釘bl3和防松螺母15固定，飛輪軸11通過深溝球軸承bl7安裝在支座14上；支座14通過螺釘cl6和自鎖螺母15固定在左殼體7上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)8固定在左殼體7上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸81通過平鍵18與飛輪軸11連接，驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)向桿12上設(shè)置有配重塊6，在配重塊6和導(dǎo)向桿12間設(shè)置有滑動(dòng)軸承22，在導(dǎo)向桿12上設(shè)置有防扭槽121，在配重塊6上設(shè)置有防扭塊21，配重塊6可以沿導(dǎo)向桿12滑動(dòng)；飛輪軸11上安裝有與飛輪軸線重合的導(dǎo)桿19，在導(dǎo)桿19上設(shè)置有滑塊10 ;在滑塊10和配重塊6上分別設(shè)置有銷軸20，滑塊10通過連桿23與配重塊6連接，連桿23可以繞銷軸20回轉(zhuǎn)，滑塊10另一端通過深溝球軸承a9與絲杠2連接；右殼體3通過螺釘a4固定在左殼體7上，貫通的絲杠電機(jī)I安裝在右殼體3上，通過絲杠電機(jī)I驅(qū)動(dòng)絲杠2做螺旋運(yùn)動(dòng)，絲杠2帶動(dòng)滑塊10沿導(dǎo)桿19滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)配重塊6沿導(dǎo)向桿12滑動(dòng)，從而調(diào)節(jié)飛輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
【權(quán)利要求】
1.一種變慣量反作用飛輪，其特征在于:該變慣量反作用飛輪包括絲杠電機(jī)(I)、絲杠(2)、右殼體(3)、螺釘a (4)、飛輪外圈(5)、配重塊(6)、左殼體(7)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)、深溝球軸承a(9)、滑塊(10)、飛輪軸(11)、導(dǎo)向桿(12)、螺釘b( 13)、支座(14)、自鎖螺母(15)、螺釘c(16),深溝球軸承b (17)、平鍵(18)、導(dǎo)桿(19)、銷軸(20)、防扭塊(21)、滑動(dòng)軸承(22)和連桿(23 )，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8 )上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸(81)，導(dǎo)向桿(12 )上設(shè)置有防扭槽(121);飛輪軸(11)通過導(dǎo)向桿(12)與飛輪外圈(5)連接，并通過螺釘b (13)和防松螺母(15)固定，飛輪軸(11)通過深溝球軸承b (17)安裝在支座(14)上；支座(14)通過螺釘c (16)和自鎖螺母(15 )固定在左殼體(7 )上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8 )固定在左殼體(7 )上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸(81)通過平鍵(18)與飛輪軸(11)連接，驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)；導(dǎo)向桿(12)上設(shè)置有配重塊(6)，在配重塊(6)和導(dǎo)向桿(12)間設(shè)置有滑動(dòng)軸承(22)，在導(dǎo)向桿(12)上設(shè)置有防扭槽(121)，在配重塊(6)上設(shè)置有防扭塊(21)，配重塊(6)可以沿導(dǎo)向桿(12)滑動(dòng)；飛輪軸(11)上安裝有與飛輪軸線重合的導(dǎo)桿(19 )，在導(dǎo)桿(19 )上設(shè)置有滑塊(IO );在滑塊(IO )和配重塊(6 )上分別設(shè)置有銷軸(20 )，滑塊(10 )通過連桿(23 )與配重塊(6 )連接，連桿(23 )可以繞銷軸(20)回轉(zhuǎn)，滑塊(10)另一端通過深溝球軸承a (9)與絲杠(2)連接；右殼體(3)通過螺釘a (4 )固定在左殼體(7 )上，貫通的絲桿電機(jī)(I)安裝在右殼體(3 )上，通過絲杠電機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)絲杠(2)做螺旋運(yùn)動(dòng)，絲杠2帶動(dòng)滑塊10沿導(dǎo)桿(19)滑動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)配重塊(6)沿導(dǎo)向桿(12)滑動(dòng)，從而調(diào)節(jié)飛輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
【文檔編號(hào)】G05D13/58GK103631280SQ201310613338
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】阮曉鋼, 陳志剛, 張曉平, 魏若巖, 肖堯, 龐濤 申請人:北京工業(yè)大學(xué)