[发明专利]一种适用于旋转部件自锁定的无接触式永磁锁定器

说明书

一种适用于旋转部件自锁定的无接触式永磁锁定器，属于航天设备技术领域。方案一：永磁磁钢固定在两段定子铁心之间，两段定子铁心以及永磁磁钢套装在转子铁心上，两段定子铁心与转子铁心之间设有气隙，转子铁心的外圆周面以及两段定子铁心的内圆周面上皆均布加工有数个小齿，两段定子铁心上的数个小齿一一对应设置，定、转子铁心上的齿数相等或者是整倍数关系；方案二与方案一不同点在于：永磁磁钢固定在两段转子铁心之间，定子铁心套装在两段转子铁心及永磁磁钢上，两段转子铁心的外圆周面以及定子铁心的内圆周面上皆均布加工有数个小齿，两段转子铁心上的数个小齿一一对应设置。本发明能够满足航天设备上转动部件非工作状态下的锁定需求。

技术领域

本发明属于航天设备技术领域，具体涉及一种适用于旋转部件自锁定的无接触式永磁锁定器。

背景技术

航天器上的一些扫描设备在处于非工作状态时，常常需要对其旋转部件进行锁定，避免其无规律运动引起设备部件之间发生碰撞。由于空间物体不会急加减速，所以锁定力矩一般只需要零点几牛米左右。这些扫描设备一般都是由特种电机驱动的，正常工作时转子部分需要连续或者往复旋转，运动的自由度是圆周方向。现阶段的解决措施是，设计者通过在驱动单元上额外设计机械或者电磁原理的锁定器来实现这一功能。但带来的明显缺点，一是锁定器锁定或者解锁时需要供电，增加了能量消耗；二是存在着锁定不可靠和解锁失效的可能性，大大降低了设备工作的可靠性。所以，该类锁定器的使用是要非常慎重的。

实际上，解决这个锁定问题最佳的方法，是能有一种特种电机，在圆周方向既具有伺服驱动力矩，又具有锁定力矩，这样就完美地实现了两个功能的统一。具备这种功能的特种电机有两种。一种是感应子式步进电机，它的优点是无接触，缺点一是工作气隙极小对大温差环境应用不利，二是定位力矩偏小无法达到零点几牛米这个量级。另一种是超声波电机，它的优点是驱动力矩大，缺点一是接触式工作存在着寿命短的问题，二是磨损后可能产生多余物，对星上其他设备的可靠工作带来隐患。

因此，就现有的技术和产品来看，尚无一种具有自锁定功能的特种电机，能够满足航天设备的这种特殊锁定需求。

发明内容

本发明的目的在于通过特殊磁路设计，在不通电的情况下，利用永磁磁钢产生的磁通和定子铁心与转子铁心上的小齿齿数相同或者整倍数关系产生耦合力矩，实现对转子铁心的锁定功能。

本发明的无接触式永磁锁定器具有体积小、重量轻、高可靠和节约能源等优点，尤其适用于满足航天设备上转动部件非工作状态下的锁定需求。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

方案一：一种适用于旋转部件自锁定的无接触式永磁锁定器，由转子铁心、永磁磁钢及两段定子铁心组成；所述永磁磁钢设置在两段定子铁心之间且三者固定连接，永磁磁钢以及两段定子铁心均套装在转子铁心的外侧，两段定子铁心与转子铁心之间设有相同的气隙，所述转子铁心的外圆周面以及两段定子铁心的内圆周面上皆均布加工有数个小齿，定子铁心和转子铁心上的数个小齿齿数相等或者是整倍数关系，两段定子铁心上的数个小齿一一对应设置。

进一步的是，所述永磁磁钢的磁场方向为轴向，由所述转子铁心、两个气隙和两段定子铁心构成闭合磁路。

方案二：一种适用于旋转部件自锁定的无接触式永磁锁定器，由永磁磁钢、定子铁心及两段转子铁心组成；所述永磁磁钢设置在两段转子铁心之间且三者固定连接，所述定子铁心套装在两段转子铁心以及永磁磁钢的外侧，两段转子铁心与定子铁心之间设有相同的气隙，定子铁心的内圆周面以及两段转子铁心的外圆周面上皆均布加工有数个小齿，定子铁心和转子铁心上的数个小齿齿数相等或者是整倍数关系，两段转子铁心上的数个小齿一一对应设置。

进一步的是，所述永磁磁钢的磁场方向为轴向，由所述两段转子铁心、定子铁心和两个气隙构成闭合磁路。