利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022105918512
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.磁悬浮式惯性稳定平台,其特征在于:该平台包括基座(1)、绕y轴转动的外框架(2)、绕x轴转动的内框架(3)、设置在内框架(3)内的安装面、两个外框架磁悬浮轴承(4、16)、两个内框架磁悬浮轴承(5、17)、外框架电机(18)、内框架电机(19)和惯性传感器;

所述安装面的上表面用于承载重力仪探头(12),安装面以大地地理水平坐标系为基准,并通过内框架(3)和外框架(2)实现安装面相对大地地理水平面始终保持平行;以安装面的中心为原点,经过原点的横向直线为x轴,经过原点的纵向直线为y轴,x轴和y轴所构成的平面与大地地理水平面平行,沿竖直方向远离原点的直线为z轴;

所述基座(1)包括底座,底座沿y轴方向的两端相对设置有垂直向上延伸的外框架支撑架;两个外框架支撑架朝向相对的一侧各设有一个外框架磁悬浮轴承(4、16);所述外框架(2)呈框状,沿y轴方向的外侧两端各设有一个外框架转轴,外框架转轴远离原点的一端分别与对应的外框架磁悬浮轴承(4、16)相连,其中一个外框架转轴靠近原点的一端安装有外框架电机(18);外框架(2)沿x轴方向的内侧两端各设有一个内框架磁悬浮轴承(5、17);所述内框架(3)呈框状,内框架(3)沿x轴的外侧两端各设有一个内框架转轴,内框架转轴远离原点的一端分别与对应的内框架磁悬浮轴承(5、17)相连,其中一个内框架转轴靠近原点的一端安装有内框架电机(19);

所述安装面固定连接在内框架(3)内,惯性传感器与重力仪探头安装在安装面上,惯性传感器包括三个陀螺(9、10、11)和三个加速度计(6、7、8),其中一个陀螺(9)测量x轴方向的角速度,一个陀螺(10)测量y轴方向的角速度,另一个陀螺(11)测量z轴方向的角速度;其中一个加速度计(6)测量x轴方向的角加速度,一个加速度计(7)测量y轴方向的角加速度,另一个加速度计(8)测量z轴方向的角加速度;

所述惯性传感器与平台控制系统的输入端通过通信线路连接,平台控制系统的控制端与外框架电机(18)、内框架电机(19)电连接;惯性传感器测量重力仪探头(12)相对当地地理坐标系的姿态变化数据,并将姿态变化数据传输至平台控制系统;平台控制系统计算并控制外框架电机(18)、内框架电机(19)产生相反方向的电磁力使外框架、内框架回到指定位置,从而使安装面与当地地理水平面始终保持平行,并且使重力仪探头中心线始终垂直向下;

所述两个外框架磁悬浮轴承(4、16)、两个内框架磁悬浮轴承(5、17)与平台控制系统的磁悬浮控制端电连接,两个外框架磁悬浮轴承(4、16)、两个内框架磁悬浮轴承(5、17)内部的位置传感器检测转子的轴位置信号并传送给平台控制系统;

所述平台控制系统与功率放大器电连接,功率放大器与两个外框架磁悬浮轴承(4、

16)、两个内框架磁悬浮轴承(5、17)电连接;平台控制系统计算轴偏差信号并通过功率放大器控制电磁铁中的电流,从而产生电磁力的变化使转子悬浮于规定的位置。

2.如权利要求1所述的磁悬浮式惯性稳定平台,其特征在于:所述重力仪探头(12)设置在安装面中心位置,平台控制系统包括磁悬浮轴承驱动(13)、控制器(14)和电源(15);

所述电源(15)为x轴加速度计(6)、y轴加速度计(7)、z轴加速度计(8)、x轴陀螺(9)、y轴陀螺(10)、z轴陀螺(11)、磁悬浮轴承驱动(13)和控制器(14)供电;

所述x轴加速度计(6)、y轴加速度计(7)、z轴加速度计(8)、x轴陀螺(9)、y轴陀螺(10)和z轴陀螺(11)分别与控制器(14)的输入端电连接,控制器(14)的输出端与磁悬浮轴承驱动(13)的输入端电连接,磁悬浮轴承驱动(13)的输出端分别与两个外框架磁悬浮轴承(4、

16)、两个内框架磁悬浮轴承(5、17)的输入端电连接;

控制器(14)对x轴加速度计(6)、y轴加速度计(7)、z轴加速度计(8)、x轴陀螺(9)、y轴陀螺(10)和z轴陀螺(11)监测的冷原子重力仪探头(12)的运动数据进行处理,获取冷原子重力仪探头(12)的姿态变化数据,并根据姿态变化数据向磁悬浮轴承驱动(13)发送控制信号;磁悬浮轴承驱动(13)控制两个外框架磁悬浮轴承(4、16)、两个内框架磁悬浮轴承(5、

17)产生相反方向的电磁力,使两个外框架磁悬浮轴承(4、16)中的外框架转轴、两个内框架磁悬浮轴承(5、17)中的内框架转轴回到指定位置。

3.如权利要求1所述的磁悬浮式惯性稳定平台,其特征在于:所述外框架磁悬浮轴承(4、16)、内框架磁悬浮轴承(5、17)均包括磁悬浮轴承定子以及和所述磁悬浮轴承定子相互配合的转子。