[实用新型]一种智能材料驱动控制力矩陀螺

说明书

技术领域

本实用新型涉及空间飞行器姿态控制技术领域，尤其是一种智能材料驱动控制力矩陀螺。

背景技术

姿态控制分系统是各种空间飞行器(如卫星、深空探测器等)的关键组成部分，姿态控制系统的优劣直接决定了空间任务完成的质量。对于卫星的快速稳定和高精度指向要求，需要姿控执行机构能够提供大幅值、高精度、连续控制力矩。常规控制力矩陀螺是通过电机驱动飞轮框架旋转来获得控制力矩，但由于电机普遍存在摩擦力问题，输出力矩分辨率有限，框架驱动机构的精度极大地限制了控制力矩陀螺输出力矩的精度和稳定性，很难满足高精度控制的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能材料驱动控制力矩陀螺，具备控制精度高、响应速度快和输出力矩大的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能材料驱动控制力矩陀螺，包括动量飞轮和安装平台，所述动量飞轮位于安装平台的正上方，安装平台的底部安装有球形铰链、第一层叠式压电驱动器和第二层叠式压电驱动器，所述第一层叠式压电驱动器与第二层叠式压电驱动器交替分布，球形铰链位于第一层叠式压电驱动器和第二层叠式压电驱动器的内侧，球形铰链、第一层叠式压电驱动器和第二层叠式压电驱动器均与安装平台的底面活动连接，安装平台的顶部中心处安装有转轴，所述转轴的底端连接安装平台，转轴的外侧边固定连接动量飞轮，转轴的顶部安装有转子电机。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一层叠式压电驱动器和第二层叠式压电驱动器各有两个，第一层叠式压电驱动器和第二层叠式压电驱动器均关于安装平台的中心轴线对呈分布。

作为本实用新型进一步的方案：所述动量飞轮、安装平台和球形铰链的轴线相互重合。

作为本实用新型进一步的方案：所述球形铰链位于安装平台的底部正中心处。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：本智能材料驱动控制力矩陀螺，层叠式压电驱动器代替传统的电机驱动，克服了传统电机驱动控制力矩陀螺精度低、响应速度慢的缺点，层叠式压电驱动器不需要传动机构，不存在摩擦影响，这使得系统可达到很高的控制精度，此外，采用叠式压电驱动器可实现较大的动力输出，能得到大幅度的输出力矩。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的安装平台仰视示意图；

图3为本实用新型的动力学模型简图；

图4为本实用新型的控制算法框图。

图中：1-动量飞轮；2-安装平台；3-球形铰链；4-第一层叠式压电驱动器；5-第二层叠式压电驱动器；6-转轴；7-转子电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。