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轮动陀螺仪组力场发动机及新型可续能空间飞行器制造技术

技术编号:15041999 阅读:204 留言:0更新日期:2017-04-05 14:15
本实用新型专利技术公开一种轮动陀螺仪组力场发动机,包括左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成双驱形式,每个轮动陀螺仪组包括两个陀螺仪、旋转力臂、电动机,旋转力臂两端分别与两个陀螺仪连接,旋转力臂中心位置安装在电动机转轴上,两个电动机通过刚性连接体连接。本实用新型专利技术还公开一种新型可续能空间飞行器,包括轮动陀螺仪组力场发动机、太阳能板、蓄电池组,太阳能板与蓄电池组连接,蓄电池组与轮动陀螺仪组力场发动机连接。本实用新型专利技术特点是:利用陀螺仪进动原理,将轮动陀螺仪组力场发动机作为空间飞行器动力源使用,实现空间飞行器在二维、三维坐标系中的动作方案,且工作能源可根据需要适时补充,实现空间飞行器动力源可续能特性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及航天领域,具体涉及一种轮动陀螺仪组力场发动机及新型可续能空间飞行器。
技术介绍
空间飞行器是人类探索宇宙的重要工具,目前几乎所有的航天飞行均采用化学驱动,即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力,这种驱动方式的最大缺陷就是驱动能源有限,并在工作环境中无法补充,因此,动力源问题也一直羁绊着人类无法在宇宙探索中走得更远。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足问题,提供一种轮动陀螺仪组力场发动机及新型可续能空间飞行器。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是:轮动陀螺仪组力场发动机,包括左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成双驱形式,每个所述轮动陀螺仪组包括两个陀螺仪、旋转力臂、电动机,所述旋转力臂两端分别与两个陀螺仪连接,所述旋转力臂中心位置安装在电动机的转轴上,两个所述电动机通过刚性连接体连接。包括两组上下对称的所述的左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成四驱形式。所述陀螺仪为外转子电机结构,包括陀螺仪主轴、陀螺仪转子、励磁、永磁铁,所述陀螺仪转子套装在陀螺仪主轴上,所述励磁固定安装在陀螺仪主轴外侧,所述永磁铁安装在励磁外侧并固定在陀螺仪转子上。所述陀螺仪上安装有离心缓冲系统,所述离心缓冲系统包括至少一组在陀螺仪转子上对称安装的惯性模块,以及与惯性模块连接的弹簧,所述惯性模块在陀螺仪转子的固定轨道上移动,所述弹簧安装在固定轨道内,其另一端固定在陀螺仪转子上,所述惯性模块的质量相等,所述弹簧的弹簧力相同。还包括轮动操控平台,所述轮动操控平台与陀螺仪、电动机连接。空间飞行器动力源包括所述的轮动陀螺仪组力场发动机,以及太阳能板、蓄电池组,所述太阳能板与蓄电池组连接,所述蓄电池组与轮动陀螺仪组力场发动机连接。还包括智能调控平台,所述智能调控平台与太阳能板、蓄电池组、轮动陀螺仪组力场发动机连接。本技术的特点是:利用陀螺仪的进动原理,将轮动陀螺仪组力场发动机作为空间飞行器动力源使用,实现空间飞行器在二维、三维坐标系中的动作方案,并通过太阳能板、蓄电池组,使工作能源可根据需要适时补充,实现空间飞行器动力源的可续能特性。附图说明图1是本技术的轮动陀螺仪组力场发动机双驱形式的结构图。图2是本技术的陀螺仪结构图。图3是双驱形式的新型可续能空间飞行器结构图。图4是四驱形式的新型可续能空间飞行器结构图。图5是四驱形式下的新型可续能空间飞行器对称工作方式示意图。图6是双驱形式下的新型可续能空间飞行器小幅度偏转示意图。图7是光伏动力浆系统工作流程图。图8是反向扭矩示意图。图9是半圆周反向扭矩示意图。图10是镜像半圆周反向扭矩示意图。图11是半圆周反向扭矩矢量图。图12是镜像半圆周反向扭矩轴向分析图。图13是方向为相对坐标系竖直向上的陀螺仪组反作用力形成示意图。图14是方向为相对坐标系竖直向下的陀螺仪组反作用力形成示意图。图15是方向为相对坐标系逆时针做圆周切线变化的陀螺仪组反作用力形成示意图。图16是方向为相对坐标系顺时针做圆周切线变化的陀螺仪组反作用力形成示意图。图17是方案改进形式示意图。图18是正弦矢量力场周期变化曲线理论图。图19是旋转力场周期恒定直线理论图。图20是正弦矢量力场周期变化曲线应用图。图21是旋转力场周期恒定直线应用图。图22是轮动陀螺仪组三维坐标系示意图。图23是基于x轴的逆时针陀螺仪组自转反作用力形成示意图。图24是基于x轴的顺时针陀螺仪组自转反作用力形成示意图。图25是基于z轴的逆时针陀螺仪组自转反作用力形成示意图。图26是基于z轴的顺时针陀螺仪组自转反作用力形成示意图。图27是本技术用于航天机器人示意图。图28是本技术用于航天观测示意图。图29是本技术用于航天军防示意图。图30是本技术用于星际探索示意图。图31是本技术用于星际旅行示意图。图32是本技术用于光速飞船示意图。其中:1、轮动陀螺仪组力场发动机11、陀螺仪101、陀螺仪主轴102、陀螺仪转子103、励磁104、永磁铁105、惯性模块106、弹簧107、固定轨道12、旋转力臂13、电动机14、刚性连接体15、轮动操控平台2、太阳能板3、蓄电池组4、智能调控平台。具体实施方式如图1、2所示,本技术为一种轮动陀螺仪组力场发动机1,包括左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成双驱形式,每个所述轮动陀螺仪组包括两个规格相同的陀螺仪11,以及旋转力臂12、电动机13,所述陀螺仪11采用电驱动陀螺仪,电动机13采用单轴电动机,所述旋转力臂12两端分别与两个陀螺仪11连接,所述旋转力臂12中心位置安装在电动机13的转轴上,两个所述电动机13通过刚性连接体14连接,其中刚性连接体14与旋转力臂12可根据实际应用需要设计成外壳连接、框架连接、特殊结构连接等形式,旋转力臂12在电动机13的驱动下,其两端的陀螺仪11绕电动机13转轴转动,所述陀螺仪11为外转子电机结构,包括陀螺仪主轴101(即电机定子中心轴)、陀螺仪转子102(即电机转子向外延伸部分)、励磁103、永磁铁104,所述陀螺仪转子102套装在陀螺仪主轴101上,所述励磁103固定安装在陀螺仪主轴101外侧,所述永磁铁104安装在励磁103外侧并固定在陀螺仪转子102上,所述陀螺仪11上还安装有离心缓冲系统,所述离心缓冲系统是根据物体的旋转离心特性,在陀螺仪转子102上对称安装单组或多组等质量的可沿远离陀螺仪主轴101方向移动的惯性模块105,以实现逐级提高陀螺仪旋转惯性的启停缓冲系统,所述惯性模块105与弹簧106连接,并在陀螺仪转子102的固定轨道107上移动,所述弹簧106安装在固定轨道107内,其另一端固定在陀螺仪转子102外边缘上,每个惯性模块105所连接的弹簧106的弹力相同,在陀螺仪11启动后,惯性模块105受到离心力作用沿固定轨道107向陀螺仪转子102外边缘方向移动,随着陀螺仪11转速增加而增大向外偏移的距离,进而达到增大转子转动惯量、陀螺力矩及稳定力场的目的,离心缓冲系统通过惯性模块105的离心距离与陀螺仪11转速的线性递增关系,使得陀螺仪11启动后稳定力场可以更稳定、更快捷地建立起来,从而达到优化陀螺仪启停缓冲效果的目的,所述轮动陀螺仪组力场发动机1上还设有轮动操控平台15,所述轮动操控平台15为轮动陀螺仪组力场发动机1的操控部分,其与陀螺仪11、电动机13连接,可根据工作需求调整轮动陀螺仪组的轮动方案。本技术的一种轮动陀螺仪组力场发动机1可在上述基础上包括两组上下对称的所述的左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成四驱形式,即由上下左右对称的四个轮动陀螺仪组组成,此时为减轻轮动陀螺仪组力场发动机1的重量,上下对应的两个电动机13可由一个双轴电动机代替。本技术还保护一种新型可续能空间飞行器,空间飞行器的动力源包括所述轮动陀螺仪组力场发动机1,以及太阳能板2、蓄电池组3,所述太阳能板2与蓄电池组3连接,所述蓄电池组3与轮动陀螺仪组力场发动机1连接,其中蓄电池组3为轮动陀螺仪组力场发动机1供电,为其提供工作用电,太阳能板2间接为轮动陀螺仪组力场发动机1蓄能,根据工作需要为蓄电池组3补充电能,轮动陀螺仪组力场发动机1可如图3所示采用双驱形式,工作时,根据工作需要通过轮动操控平台15调整陀螺仪组的轮动方案,以完成空间飞行器的前进、后退本文档来自技高网...
轮动陀螺仪组力场发动机及新型可续能空间飞行器

【技术保护点】
轮动陀螺仪组力场发动机,其特征在于:包括左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成双驱形式,每个所述轮动陀螺仪组包括两个陀螺仪(11)、旋转力臂(12)、电动机(13),所述旋转力臂(12)两端分别与两个陀螺仪(11)连接,所述旋转力臂(12)中心位置安装在电动机(13)的转轴上,两个所述电动机(13)通过刚性连接体(14)连接。

【技术特征摘要】
1.轮动陀螺仪组力场发动机,其特征在于:包括左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成双驱形式,每个所述轮动陀螺仪组包括两个陀螺仪(11)、旋转力臂(12)、电动机(13),所述旋转力臂(12)两端分别与两个陀螺仪(11)连接,所述旋转力臂(12)中心位置安装在电动机(13)的转轴上,两个所述电动机(13)通过刚性连接体(14)连接。2.如权利要求1所述的轮动陀螺仪组力场发动机,其特征在于:包括两组上下对称的所述的左右对称的两个轮动陀螺仪组,形成四驱形式。3.如权利要求1或2所述的轮动陀螺仪组力场发动机,其特征在于:所述陀螺仪(11)为外转子电机结构,包括陀螺仪主轴(101)、陀螺仪转子(102)、励磁(103)、永磁铁(104),所述陀螺仪转子(102)套装在陀螺仪主轴(101)上,所述励磁(103)固定安装在陀螺仪主轴(101)外侧,所述永磁铁(104)安装在励磁(103)外侧并固定在陀螺仪转子(102)上。4.如权利要求3所述的轮动陀螺仪组力场发动机,其特征在于:所述陀螺仪(11)上安装有离心缓冲系统,所述离心缓冲系统包括至少一组在陀螺仪转子(102)上对称安装的惯性模块(105),...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹峻峰
申请(专利权)人:曹峻峰
类型:新型
国别省市:辽宁;21

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