一种磁力矩器的制作方法、磁力矩器和航天器

技术领域

本发明涉及磁力矩器技术领域，尤其涉及一种磁力矩器的制作方法、磁力矩器和航天器。

背景技术

磁力矩器是卫星姿态控制的执行组件之一，通过控制通入磁力矩器的电流，可以控制磁力矩器所产生的磁矩的大小和方向，在轨运行中与地磁场相互作用，产生所需的控制力矩，实施姿态控制，包括入轨后星体初始转动的阻尼、动量轮卸载和三轴方向上的进动控制和章动阻尼。

随着技术的进步和卫星发射成本的降低，卫星行业将进入爆发性增长，在确保可靠性的前提下，要求磁力矩器批量化、型谱化，过程可控。

传统工艺的磁力矩器，需要对绕制线圈绕组的两个线头进行换线操作，用作引出线缆，操作繁琐，且易出问题；磁芯绕制之前，为防止绕组短路，需要用聚酰亚胺胶带以一定的重叠率缠绕，在重叠线处不平整，导致多层绕线过程中容易出线凹坑等现象，每绕制一层线圈，进行一次刷漆操作，用于固定绕组，并加强绕组强度，但会严重影响绕制效率，不利于批量化、规模化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种磁力矩器的制作方法、磁力矩器和航天器。

本发明的一种磁力矩器的制作方法的技术方案如下：

在磁芯的两端分别固定一个挡线板，并在所述磁芯上设置第一绝缘漆层；

在设有所述第一绝缘漆层的磁芯上绕制线圈绕组，所述线圈绕组的两个线头固定在任一挡线板上，并放入位于真空环境中的绝缘漆液内，形成第二绝缘漆层。

本发明的一种磁力矩器的制作方法的有益效果如下：

一方面，线圈绕组的两个线头固定在任一挡线板上，然后进行线圈绕组的绕制，不需要两个线头进行换线操作，操作简单，不易出问题；而且，能够将线圈绕组一次性绕制完成，中间无需为每一层线圈都涂抹绝缘漆，然后放入位于真空环境的绝缘漆液中，由于真空作用，绝缘漆液会充满线圈绕组中的所有气隙，取出晾干，得到第二绝缘漆层。这样避免现有技术中对每一层线圈进行刷漆所带来的气泡问题，提高了生产出的磁力矩器的可靠性，且生产效率高，有利于批量化、规模化生产。

在上述方案的基础上，本发明的一种磁力矩器的制作方法还可以做如下改进。

进一步，第一挡线板上设有两组焊盘，每组焊盘包含两个电连接的通孔焊盘，所述线圈绕组的两个线头分别连接每组焊盘的任一通孔焊盘，其中，所述第一挡线板指用于固定所述线圈绕组的两个线头的挡线板。

进一步，还包括螺钉，在所述磁芯的两端分别通过螺钉固定一个挡线板。

进一步，每个挡线板上开设有开口，所述磁芯的两端分别设有与两个开口适配的卡台，将任一挡线板的开口卡持在相应卡台上，并通过螺钉固定。

进一步，所述螺钉的材质为钛。

进一步，所述线圈绕组包括2层、4层、6层、8层或10层线圈。

进一步，所述第一绝缘漆层和第二绝缘漆层的材质均为聚酰亚胺。

进一步，磁芯的材质为坡莫合金。

本发明的一种采用上述任一项所述的一种磁力矩器的制作方法制备的磁力矩器。

本发明的一种航天器，包括上述采用任一项所述的一种磁力矩器的制作方法制备的磁力矩器。

附图说明

图1为本发明实施例的一种磁力矩器的制作方法的流程示意图；

图2为磁力矩器的结构示意图；

图3为第一卡台的结构示意图；

图4为磁力矩器的安装示意图之一；

图5为磁力矩器的安装示意图之二。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明实施例的一种磁力矩器的制作方法，包括如下步骤：

S1、在磁芯6的两端分别固定一个挡线板，并在所述磁芯6上设置第一绝缘漆层；

其中，在磁芯6的两端分别固定一个挡线板的实现过程如下：

1)在所述磁芯6的两端分别通过螺钉固定一个挡线板，螺钉的材质为钛。

2)在磁芯6的两端分别通过焊接固定方式或者粘接固定方式固定一个挡线板；

3)每个挡线板上开设有开口，所述磁芯6的两端分别设有与两个开口适配的卡台，将任一挡线板的开口卡持在相应卡台上，并通过螺钉固定。螺钉的材质为钛。

其中，第一绝缘漆层的材质可为聚酰亚胺或者缩醛漆等，设置第一绝缘漆层的过程如下：

在磁芯6的两端分别固定一个挡线板后，放入聚酰亚胺漆液中或者用刷子涂抹聚酰亚胺漆液，然后晾干，此时在磁芯6和挡线板的表面会形成一层绝缘漆层，即第一绝缘漆层，此方法使得磁芯6表面的第一绝缘漆层非常均匀，适合批量加工。

在另外一个实施例中，可先在磁芯6上设置第一绝缘漆层，再在磁芯6的两端分别固定一个挡线板，此时只在挡线板上设置第二绝缘漆层即可。

S2、在设有所述第一绝缘漆层的磁芯6上绕制线圈绕组，所述线圈绕组的两个线头固定在任一挡线板上，并放入位于真空环境中的绝缘漆液内，形成第二绝缘漆层。

其中，所述线圈绕组的两个线头固定在任一挡线板上实现过程如下：

第一挡线板2上设有两组焊盘4，每组焊盘4包含两个电连接的通孔焊盘4，所述线圈绕组的两个线头分别连接每组焊盘4的任一通孔焊盘4，其中，所述第一挡线板2指用于固定所述线圈绕组的两个线头的挡线板。

一方面，线圈绕组的两个线头固定在任一挡线板上，然后进行线圈绕组的绕制，不需要两个线头进行换线操作，操作简单，不易出问题；而且，能够将线圈绕组一次性绕制完成，中间无需为每一层线圈都涂抹绝缘漆，然后放入位于真空环境的绝缘漆液中，由于真空作用，绝缘漆液会充满线圈绕组中的所有气隙，取出晾干，得到第二绝缘漆层。这样避免现有技术中对每一层线圈进行刷漆所带来的气泡问题(如果加工时磁力矩器里面有气泡，在真空环境中，气泡膨胀，可能对绕组产生破坏性影响)，提高了生产出的磁力矩器的质量，且生产效率高，有利于批量化、规模化生产。

可选地，在上述技术方案中，所述线圈绕组包括2层、4层、6层、8层或10层线圈。

可选地，在上述技术方案中，所述第一绝缘漆层和第二绝缘漆层的材质均为聚酰亚胺。

可选地，在上述技术方案中，磁芯6的材质为坡莫合金，具体可选用规格为1J50的坡莫合金，或规格为1J85的坡莫合金。

在另外一个实施例中，如图2所示，具体包括：

S10、重新设计磁芯6，具体地：

将磁芯6的两端分别标记为第一端和第二端，对第一端进行加工形成台阶即卡台，记为第一卡台5，对第二端进行加工形成台阶即卡台，记为第二卡台7，第一卡台5和第二卡台7的结构和尺寸可完全相同，也可根据实际情况调整为不不同；且第一端的端面上开设有螺纹孔，记为第一螺纹孔，第二端的端面上开设有螺纹孔，记为第二螺纹孔，第一螺纹孔和第二螺纹孔可相同，可不相同。

S11、设置两个挡线板，具体地：

将两个挡线板分别记为第一挡线板2和第二挡线板9，第一挡线板2的中间开设有开口，记为第一开口3，第一开口3与第一卡台5适配，第二挡线板9的中间开设有开口，记为第二开口8，第二开口8与第二卡台7适配；

将第一挡线板2的第一开口3卡持在第一卡台5上，并通过与第一螺纹孔适配的螺钉进行固定，该螺钉记为第一螺钉1，第一螺钉1穿过第一开口3后，与第一螺纹孔内的螺纹旋紧，第一螺钉1的螺钉头也卡持在第一开口3上；

同理，将第二挡线板9的第二开口8卡持在第二卡台7上，并通过与第二螺纹孔适配的螺钉进行固定，该螺钉记为第二螺钉10，第二螺钉10穿过第二开口8后，与第二螺纹孔内的螺纹旋紧，第二螺钉10的螺钉头也卡持在第二开口8上；

其中，第一卡台5的具体结构可为如图3所示的三种形式，第二卡台7可的结构可与，第一卡台5的结构相同，第一螺钉1和第二螺钉10的材质均可为钛，也可为工程塑料等。

第一挡线板2上设有两组焊盘4，每组焊盘4包含两个电连接的通孔焊盘4，所述线圈绕组的两个线头分别连接每组焊盘4的任一通孔焊盘4，其中，所述第一挡线板2指用于固定所述线圈绕组的两个线头的挡线板。每组焊盘4的剩余的通孔焊盘4用于焊接与控制板之间的引线，此设计方案简单可靠，操作方便，避免了换线操作，且引线受到的拉扯力作用于第一挡线板2上，和线圈绕组无关。

S12、设置第一绝缘漆层，具体地：

放入聚酰亚胺漆液中或者用刷子涂抹聚酰亚胺漆液，然后晾干，此时在磁芯6的表面会形成一层绝缘漆层，即第一绝缘漆层，此方法使得磁芯6表面的第一绝缘漆层非常均匀，适合批量加工。

S13、绕制线圈绕组，设置第二绝缘漆层，具体地：

将线圈绕组一次性绕制完成，中间无需为每一层线圈都涂抹绝缘漆，然后放入位于真空环境的绝缘漆液中，由于真空作用，绝缘漆液会充满线圈绕组中的所有气隙，取出晾干，得到第二绝缘漆层，这样避免现有技术中对每一层线圈进行刷漆所带来的气泡问题(如果加工时磁力矩器里面有气泡，在真空环境中，气泡膨胀，可能对绕组产生破坏性影响)，提高了生产出的磁力矩器的质量，且生产效率高，有利于批量化、规模化生产。在另外一个实施例中，额定磁矩为15Am

S20、用螺钉固定两个挡线板至磁芯6上，浸入聚酰亚胺漆液中，取出，竖直悬挂晾干，设置完成第一绝缘漆层；

S21、内层绕组线头焊接在挡线板的一组焊盘4的内侧孔上，绕制8层，外层绕组线头焊接在另外一组焊盘4的内侧孔上。

S22、真空浸漆，聚酰亚胺漆液，取出，晾干，设置完成第二绝缘漆层；

S23、在制备完成的线圈绕组且设有第二绝缘漆层的磁芯6上套热缩管，用热风枪加热固定；

S24、在挡线板的另外两个焊盘4孔上焊接两根引线，作为磁力矩器的电源线缆；

S25、安装磁力矩器卡箍，得到磁力矩器，具体地：在磁芯6上套设多个卡箍11，卡箍11上设有与航天器如人造卫星、无人机等适配的螺纹孔，以便于安装在人造卫星、无人机等航天器上，如图4和图5所示。

在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号S1、S2等，但只是本申请给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整S1、S2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。

本发明实施例的一种采用上述任一项所述的一种磁力矩器的制作方法制备的磁力矩器。

本发明实施例的一种航天器，包括上述采用任一项所述的一种磁力矩器的制作方法制备的磁力矩器，航天器为人造卫星、无人机等。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。