一种三轴磁力矩器的模块化制作方法技术

本发明专利技术公开一种三轴磁力矩器的模块化制作方法，包括步骤1、制作一个空心线圈；步骤2、制作一个第一磁棒线圈和一个第二磁棒线圈；步骤3、制作具有一个第一连接部和一个第二连接部的薄板，步骤4、将第一磁棒线圈和第二磁棒线圈分别通过第一连接部和一个第二连接部固定在薄板上；步骤5、将空心线圈固定连接在薄板上，且空心线圈与薄板平行。本发明专利技术解决传统磁力矩器安装难度大，调试及磁力矩器与姿态控制电路板的接线复杂，且占有较大的空间，不利于微小卫星的轻量化，微型化及模块化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，包括步骤1、制作一个空心线圈；步骤2、制作一个第一磁棒线圈和一个第二磁棒线圈；步骤3、制作具有一个第一连接部和一个第二连接部的薄板，步骤4、将第一磁棒线圈和第二磁棒线圈分别通过第一连接部和一个第二连接部固定在薄板上；步骤5、将空心线圈固定连接在薄板上，且空心线圈与薄板平行。本专利技术解决传统磁力矩器安装难度大，调试及磁力矩器与姿态控制电路板的接线复杂，且占有较大的空间，不利于微小卫星的轻量化，微型化及模块化。【专利说明】
本专利技术涉及微小卫星姿态控制领域，特别涉及。
技术介绍
微小卫星的姿态控制方式多种多样，其中较为常用的方法是利用地磁场来实现卫星的姿态控制。该种方法采用磁力矩器作为执行机构，利用通电线圈在磁场中受磁力，并进而产生磁力矩的原理实现物理运动。由于磁力矩器具有质量轻、功耗低、无质量损失、工作稳定的特点，在现代微小卫星的姿态控制系统中应用非常广泛。在对微小卫星的姿态控制进行研究的过程中，专利技术人发现，由于传统的磁力矩器(无论是磁棒类磁力矩器还是空心磁力矩器)都是单轴的，因此在现代微小卫星三轴姿态控制中，需要将三个彼此独立的磁力矩器正交的设置在微小卫星上才能达到三轴姿态控制的目的。然而，进行这样的设置，特别是正交设置，安装难度大，安装精度低，调试及磁力矩器与姿态控制电路板的接线复杂，且占有较大的空间，不利于微小卫星的轻量化，微型化及模块化。
技术实现思路
本专利技术目的是提供，解决在现代微小卫星三轴姿态控制中，需要将三个彼此独立的磁力矩器正交的设置在微小卫星上安装难度大，调试及磁力矩器与姿态控制电路板的接线复杂，且占有较大的空间，不利于微小卫星的轻量化，微型化的技术问题。本专利技术的技术方案是，，包括如下步骤:步骤1、制作一个空心线圈；步骤2、制作一个第一磁棒线圈和一个第二磁棒线圈；步骤3、制作具有一个第一连接部和一个第二连接部的薄板，第一连接部和第二连接部分别用于固定第一磁棒线圈和第二磁棒线圈，且使第一磁棒线圈和第二磁棒线圈彼此垂直；步骤4、将第一磁棒线圈和第二磁棒线圈分别通过第一连接部和一个第二连接部固定在薄板上；步骤5、将空心线圈固定连接在薄板上，且空心线圈与薄板平行。进一步的，方法还包括:在薄板的空白处设置连接孔。进一步的，空心线圈为矩形、圆形或正方形。进一步的，第一连接部和第二连接部设置于薄板的边缘。进一步的，薄板为厚度为I毫米的硬铝薄板。进一步的，步骤5具体是通过航空胶将空心线圈粘接在薄板上。进一步的，第一连接部为第一卡槽；第二连接部为第二卡槽。本专利技术所设计的三轴磁力矩器是一个模块化的整体，它包含一个轴的空心磁力矩器和两个轴的磁棒类磁力矩器，该模块本身了包含了三个正交的磁力矩器，并且预留有安装接口，可以根据卫星的具体尺寸和形状来设计安装位置，且允许通过螺纹或铆钉等方式来牢固安装，用该方法制作的三轴磁力矩器具有安装方便、模块化强、与控制板连线方便等优点。【专利附图】【附图说明】图1为三轴磁力矩器的示意图；图2为空心线圈的示意图；图3为磁芯的示意图；图4为绕制好线圈的磁芯的示意图。【具体实施方式】，包括如下步骤:步骤1、制作一个空心线圈；空心线圈为矩形、圆形或正方形，空心线圈的目的是其通电后产生垂直于薄板的磁场，因此，其形状并不局限于上述所列形状，只要可以达到上述目的，都处于本专利技术的保护范围之内。步骤2、制作一个第一磁棒线圈和一个第二磁棒线圈；步骤3、制作具有一个第一连接部和一个第二连接部的薄板，第一连接部和第二连接部分别用于固定第一磁棒线圈和第二磁棒线圈，且使第一磁棒线圈和第二磁棒线圈彼此垂直；本实施例中，薄板为厚度为I毫米的硬铝薄板。另外，为了使布局更为紧凑合理，通常情况下，第一连接部和第二连接部设置于薄板的边缘。更为具体的，第一连接部为第一卡槽；第二连接部为第二卡槽。三轴磁力矩器的目的在彼此正交的三个方向上分别产生磁力矩，因此，第一磁棒线圈和第二磁棒线圈彼此垂直是实现上述目的的必要条件。若以薄板所在平面建立笛卡尔坐标系，则空心线圈产生Z轴方向的磁力矩，第一磁棒线圈和第二磁棒线圈产生X轴和Y轴方向的磁力矩。步骤4、将第一磁棒线圈和第二磁棒线圈分别通过第一连接部和一个第二连接部固定在薄板上；步骤5、将空心线圈固定连接在薄板上，且空心线圈与薄板平行。具体是通过航空胶将空心线圈粘接在薄板上。为了将制作好的三轴磁力矩器方便的安装在微小卫星上，可以在薄板的空白处开设连接孔，以方便连接。显然，此种连接方式并不是本专利技术的主要专利技术点，若采用其他的连接方式，比如，利用在卫星上设置的卡槽将三轴磁力矩器嵌入微小卫星中，或是利用胶水将三轴磁力矩器粘接到微小卫星上都可以实现上述连接的目的。图1为三轴磁力矩器的示意图，其中标记I为薄板，标记2为连接孔，标记3为第一磁棒线圈，标记4为第二磁棒线圈，标记5为空心线圈。空心线圈、第一磁棒线圈和第二磁棒线圈的各项参数均根据微小卫星的具体需求计算得到，下面给出具体的设计和制作示例，需要说明的是下面的示例仅仅是一种说明，通过其他方式获得的空心线圈、第一磁棒线圈，第二磁棒线圈均在本专利技术的保护范围之内。为了计算简便，将第一磁棒线圈和第二磁棒线圈制作为相同的磁棒线圈:第一步，根据物理学原理推导出的磁力矩器质量、功耗和磁矩的公式如下所示。先对将要使用的符号作以下定义:磁力矩器线圈的磁矩为M，质量为m，功耗为P，供电电压为U，通电电流强度为I，磁力矩器线圈的电阻R，垂直于线圈面的单位法向矢量n，磁力矩器线圈的平均边长为a，磁力矩器线圈的体积为V，磁力矩器所围的平均面积为A，导线的电阻率为P，导线的密度为Y，导线的截面半径为r，磁力矩器线圈所用导线的长度为1，导线的匝数为N。磁力矩器线圈的磁矩:【权利要求】1.，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、制作一个空心线圈； 步骤2、制作一个第一磁棒线圈和一个第二磁棒线圈； 步骤3、制作具有一个第一连接部和一个第二连接部的薄板,所述第一连接部和第二连接部分别用于固定第一磁棒线圈和第二磁棒线圈，且使第一磁棒线圈和第二磁棒线圈彼此垂直； 步骤4、将所述第一磁棒线圈和第二磁棒线圈分别通过所述第一连接部和一个第二连接部固定在所述薄板上； 步骤5、将所述空心线圈固定连接在所述薄板上，且所述空心线圈与所述薄板平行。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述方法还包括:在所述薄板的空白处设置连接孔。3.根据权利要求2所述的，其特征在于，所述空心线圈为矩形、圆形或正方形。4.根据权利要求3所述的，其特征在于，所述第一连接部和第二连接部设置于所述薄板的边缘。5.根据权利要求4所述的，其特征在于，所述薄板为厚度为I毫米的硬招薄板。6.根据权利要求5所述的，其特征在于，步骤5具体是通过航空胶将所述空心线圈粘接在所述薄板上。7.根据权利要求1-6中所述的任意，其特征在于，所述第一连接部为第一卡槽；所述第二连接部为第二卡槽。【文档编号】B64G1/32GK103818566SQ201410101342【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日 【专利技术者】刘勇, 冯乾, 杨家男, 潘泉, 朱海锋, 苏笑宇 申请人:西北工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴磁力矩器的模块化制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、制作一个空心线圈；步骤2、制作一个第一磁棒线圈和一个第二磁棒线圈；步骤3、制作具有一个第一连接部和一个第二连接部的薄板，所述第一连接部和第二连接部分别用于固定第一磁棒线圈和第二磁棒线圈，且使第一磁棒线圈和第二磁棒线圈彼此垂直；步骤4、将所述第一磁棒线圈和第二磁棒线圈分别通过所述第一连接部和一个第二连接部固定在所述薄板上；步骤5、将所述空心线圈固定连接在所述薄板上，且所述空心线圈与所述薄板平行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，冯乾，杨家男，潘泉，朱海锋，苏笑宇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：