[发明专利]一种半陀螺式微型控制力矩陀螺

权利要求书

1.一种半陀螺式微型控制力矩陀螺，其特征在于包括：框架转子组件和框架驱动组件；

框架转子组件，包括：旋转质量本体(1)，第一高速角接触球轴承(2)、第二高速角接触球轴承(6)、第一轴承压盖(3)、第二轴承压盖(5)、预紧螺钉(4)、框架(7)、高速电机转子(8)和高速电机定子(9)；

旋转质量本体(1)，包括：轮缘和轮辐、中心转轴；中心转轴通过沿周向分布的轮辐与轮缘内侧相连，轮缘和中心转轴同轴；

轮缘，包括外层轮缘和内层轮缘；外层轮缘和内层轮缘均为同轴的中空圆柱；外层轮缘和内层轮缘之间形成高速电机转子(8)安装空间；

框架(7)，包括：U字型支架(71)、第一轴承安装座(72)、连接梁(73)、电机定子安装支架(74)和第二轴承安装座(75)；

U字型支架(71)一端设有第一轴承安装座(72)，第一轴承安装座(72)通过连接梁(73)与电机定子安装支架(74)连接；

U字型支架另一端设有第二轴承安装座(75)；

旋转质量本体(1)的中心转轴一端通过第一高速角接触球轴承(2)与第一轴承安装座(72)连接；旋转质量本体(1)的中心转轴另一端通过第二高速角接触球轴承(6)与第二轴承安装座(75)连接；

第一轴承压盖(3)一侧中心具有柱形凸台，与第一高速角接触球轴承(2)接触，第一轴承压盖(3)一侧的边缘通过预紧螺钉(4)与第一轴承安装座(72)连接，实现对第一高速角接触球轴承(2)预紧功能；

第二轴承压盖(5)一侧中心具有柱形凸台，与第二高速角接触球轴承(6)接触，第二轴承压盖(5)一侧的边缘通过预紧螺钉(4)与第二轴承安装座(75)连接，实现对第二高速角接触球轴承(6)预紧功能；

高速电机转子(8)安装空间内能够安装高速电机转子(8)，高速电机转子(8)为金属环；

高速电机定子(9)安装在电机定子安装支架(74)上；电机定子安装支架(74)与高速电机定子(9)和高速电机转子(8)同轴；

设计了嵌套式的框架驱动组件，导电环(18)安装在第一低速主轴(11)与第二低速主轴(17)内，第二低速主轴(17)外侧安装旋变转子(22)，第一低速主轴(11)与第二低速主轴(17)联接，低速电机转子(21)驱动第一低速主轴(11)与第二低速主轴(17)绕第一低速主轴(11)的轴线旋转，带动框架转子组件对外输出控制力矩。

2.根据权利要求1所述的一种半陀螺式微型控制力矩陀螺，其特征在于：旋转质量本体(1)，提供转动惯量以建立角动量；高速电机转子(8)和高速电机定子(9)，为旋转质量本体(1)提供驱动力矩，使旋转质量本体(1)工作转速达到8000r/min和16000r/min；第一高速角接触球轴承(2)、第二高速角接触球轴承(6)、第一轴承压盖(3)、第二轴承压盖(5)、预紧螺钉(4)和框架(7)组成高速转子轴系，为旋转质量本体(1)提供支承。

3.根据权利要求1所述的一种半陀螺式微型控制力矩陀螺，其特征在于：旋转质量本体(1)、第一高速角接触球轴承(2)、第二高速角接触球轴承(6)、框架(7)构成一个封闭力系。

4.根据权利要求1所述的一种半陀螺式微型控制力矩陀螺，其特征在于：框架转子组件是一体化的电机转子组件，减少了部件数量及联接环节，节省了组件的整体重量，同时减小风阻影响，缩短旋转质量本体(1)到达标称转速的时间，实现控制力矩陀螺快速对外输出力矩的功能。

5.根据权利要求1所述的一种半陀螺式微型控制力矩陀螺，其特征在于：框架转子组件的高速轴系简化设计，取消了外部供油系统，通过向第一高速角接触球轴承(2)和第二高速角接触球轴承(6)内添加基础油和控制第一高速角接触球轴承(2)和第二高速角接触球轴承(6)保持架的含油率可保证轴承的两年使用寿命，可实现高速轴系的快速装配，减轻组件重量。