用于航天的驱动系统

为全新的太空时代做好准备。

maxon驱动系统是火星探索工作中最常用的执行器。它们负责驱动多个人类有史以来所打造的最复杂的机器人系统。 

为太空应用提供最优质的服务。

maxon在2020年专门设立航空航天部门,以便更好地为航空航天领域的客户提供支持。maxon SpaceLab可以为航空航天应用提供最优质的服务。针对太空环境下的各种高要求应用,航空航天目录提供一系列极其可靠的解决方案。其中的重点仍然是传统的航空航天产品。

maxon通过SpaceLab为我们的航天领域客户提供资源和帮助。
 

SpaceLab属于研发团队,专注于具有以下特性和背景的项目:

商用“新型航天”应用

科学研究任务

极端环境条件(低温和超高温、真空、辐射、高机械冲击和振动)

根据可用设计扩大或缩小尺寸

应用可能具有高品质要求、技术复杂度高、数量少(单件、微量或小批量生产)以及需要全面复杂的测试等特点。

航天应用。

maxon执行器在全球范围内广泛应用于众多受到航天局资助的任务,另外也被用于商用卫星、探测车、科学航天器以及国际空间站 (ISS) 中。maxon航空航天目录中的各种执行器都可以根据需要进行调整,以满足客户具体任务的要求;我们的客户包括美国国家航空航天局 (NASA)、欧洲航天局 (ESA)、日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 以及商业和新兴航天市场内的许多私人企业。maxon能为顶尖的单次科学航天任务或高端商业航天应用提供小批量产品,也能为新型太空卫星星系提供大批量产品。
 
采用maxon执行器的应用列表:

伸展和旋转机构

惯性轮

用于万向轴悬吊系统的驱动装置

泵和阀门控制

触发和安全机构

太空机器人

探测车轮驱动装置和转向系统

运载火箭机构

以及更多应用

专为高要求航天任务研发。

除了值得信赖的标准组件之外,SpaceLab产品组合也包含基于特殊客户规格的解决方案。这些研发密集型的应用由maxon按照规定的流程顺序在内部进行设计、测试和生产。我们的航天专家协助客户在考虑技术、成本和时间的情况下,定义出合适的项目范围。他们从制定技术规格阶段到投入生产全程陪伴,是航天产业中最值得信赖的产品支持。

特殊结构设计示例:

完全针对客户需求设计的执行器

关节执行器

特殊接口(例如带插入件的法兰)

根据可用设计扩大或缩小尺寸

惯性轮转子惯量范围已扩展

重量已优化(例如分段式齿轮箱)

牵一发而动全身。

无论是示范性火星探测任务,或是商业航天飞机,所有航天应用都高度讲求每个组件的可靠性。由于maxon系统必须驱动各种对任务成败有关键影响的组件,因此绝对不允许发生任何失灵情况。为此,我们也提供冗余电机,以确保整个任务能顺利完成。根据任务对于冗余电机的要求,maxon SpaceLab可以提供多种不同的解决方案。

 

敬业热忱的航天专家。

我们拥有超过25年的丰富经验,并且在太空任务领域有卓越的业绩记录。maxon SpaceLab的工程师团队从这些宝贵经验中研发出一系列标准组件,并对其在材料、加工和测试方法方面进行了调整。

这些产品以maxon在工业领域中的广泛深厚经验为基础,能够满足航天应用的严格要求。在初期,我们可以提供价格较低的工业版款型作为原型和功能样品。通过这种方式,客户能明显缩短研发时间,并实现符合经济效益的大量生产。这样,就能降低商用火箭或卫星发射的成本。

驱动装置

我们的航天应用产品推荐。

无刷电机 (EC)

EC 20 flat / EC 32 flat / EC 45 flat / EC-4pole 22 / EC-4pole 30 / EC 13 / EC 40 L

自动化生产的maxon盘式电机尤其适于空间狭小的应用场合。它们设计作为内转子和外转子,转速最高可达20,000 rpm。可选择搭配霍尔传感器、无传感器或者无框版本。 
EC-4pole驱动装置采用特殊的绕组技术和四极磁体,能实现最优异的体积和重量单位功率比。这些电机的齿槽转矩非常低,并具备极高的效率和绝佳的动态调节性能。

尤其在使用预装滚珠轴承时,电子换向的EC电机可以充分发挥无刷电机使用寿命长的优点。这些电机转矩性能优异,功率高,转速范围大。  

  • 精选的粘合剂由于与太空环境兼容,因此可以减少用量;连接件完全采用不锈钢材质并通过激光焊接制成。
  • 针对冲击、振动、抗辐射进行了调整,在极端温度的真空环境下运行时漏气率低。

有刷电机 (DC)

DCX 10 / DCX 14 / DCX 22 / DCX 32 / DCX 35

maxon DCX电机拥有难以超越的转矩密度和平稳的运转性能,在同类产品中出类拔萃。运行时只需要连接电池即可。如此不仅可以节省成本,也减小了电机控制电子装置的质量/体积。这款电机采用坚固的设计结构和空心杯转子,是适合几乎所有应用场合的动态驱动装置。可搭配适用于真空环境的石墨电刷和稀有金属电刷以及其他多种可选组件。

  • 精选的粘合剂由于与太空环境兼容,因此可以减少用量;连接件完全采用不锈钢材质并通过激光焊接制成。
  • 针对冲击、振动、抗辐射进行了调整,在极端温度的真空环境下运行时漏气率低。

GPX22_GPX32_2-stufig

齿轮箱

GP 10 / GPX UP14 / GPX 22 UP / GPX 32 UP / GPX 42 UP 

精密正齿轮和行星齿轮箱完全针对我们的电机设计并直接由maxon研发。 


GPX齿轮箱也拥有精巧的设计结构和高功率传输。模块化结构和按比分级为向客户提供量身定制的解决方案奠定基础。行星齿轮箱和太阳齿轮的航天机型在每一个传动级数都有球笼保持架,以确保达到最高的可靠性。 

  • 无粘合剂、完全采用不锈钢制成。
  • 激光焊接和冷成型连接。
  • 针对冲击、振动进行了调整,在极端温度的真空环境下运行时漏气率低。

传感器

ENC 13 / MR型号M

坚固耐用的传感器精度极高,可处理高分辨率信号。它们已在maxon工厂内直接安装在电机上。

  • 脉冲数:2脉冲 (8 Quad-CPT)/32脉冲 (128 Quad-CPT)。
  • 冗余双通道传感器——适用于太空环境的版本,开发自MER火星探测车任务(“勇气号”(Spirit) 和“机遇号”(Opportunity) 火星探测车。
  • 完全电气冗余(一块电路板上有两个电隔离的电路),抗振动抗冲击外壳。

Brake_AB32_9

制动器

AB 22 / AB 32

maxon可以为航天项目提供被动式齿槽转矩制动器以及主动式机电制动器。这些制动器可以作为模块安装在不同的驱动装置组合中,并在已关闭电机时防止外部负载引起的转动。在停电时,制动器也可以作为紧急停止机构使用。 

  • 22 mm / 32 mm主动式永磁体制动器。
  • 针对高振动和冲击负荷进行了调整。

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文档资料

文档资料套件。

我们可以为客户提供预定义的相关文档资料套件,为还没有制定额外的质量控制或文档记录项目规定的客户提供建议作为参考。我们的文档资料范围不仅仅局限于maxon工业驱动系统的常规框架,而且还符合航空航天领域适用的硬件标准。

范围包括:

委托一名项目主管监督生产过程和管理客户服务

创建直到组件层面的生产流程图,以便于生产追踪

接口图纸 (ICD)

执行器安装空间的STEP文件

包含电气参数、热参数和性能参数以及尺寸以及质量等详细规格数据的参数表

材料清单 (DML) 和过程清单 (DPL)

合格证书 (CoC)

符合VDA 2.5或EN 9102标准的首件检验 (FAI)

规定的验收测试 (ATP)

在ISO 8级无尘室中完成执行器的最后装配

联系方式

索取套件。

如果需要更多信息、了解详细范围以及价格,请您与我们联系。 

测试检验

极端条件。

踏上太空旅程所需的精密驱动装置必须在太空环境条件下进行测试并证明其能够承受太空环境极端条件的影响。maxon SpaceLab产品能够满足行业期望,并在内部实验室中就以下方面进行了测试。 

扩展温度范围

环境温度-70°C至+125°C。

压力

高真空大气。

振动

噪声和正弦形振荡。

冲击

在所有三条正交轴上。

引力

在每一个方位和每一个重力场内以0至9.8 ms-2运行。

真空

在真空以及非常规温度环境下运行和存储。

辐射

根据ESCC基本规范22900的总离子剂量 (TID)。

应用报告

成功故事

无论是美国国家航空航天局 (NASA) 的研究任务、通讯卫星或是私人航天公司的商业项目,许多太空任务中均采用maxon的产品。
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Ingenuity drive.tech 1500X1000maxon Story

“机智号”创造历史

太空迷们欢喜雀跃:美国国家航空航天局 (NASA) 的“机智号”(Ingenuity) 火星直升机已成功完成在火星上的开创性飞行任务。在无人航天飞行的历史上,这是首次有设备以受控方式在另一个星球实现飞行——由专为这一挑战而进行了调整的DC电机提供动力。
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如何建造自主漫游车

计算机视觉。漫游车。人类。一个超乎寻常的组合。
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在火星上寻找生命迹象

火星上曾经存在过液态水和大气层,那么是否也曾存在生命呢?为了能够回答这一最根本的问题,美国国家航空航天局向火星派出迄今为止最为复杂的“毅力号”(Perseverance) 探测车。
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航空航天目录

火星钻探和取样驱动装置开发。

maxon在2020年专门设立航空航天部门,以便更好地为航空航天领域的客户提供支持。maxon SpaceLab可以为航空航天应用提供最优质的服务。针对太空环境下的各种高要求应用,航空航天目录提供一系列极其可靠的解决方案。其中的重点仍然是传统的航空航天产品。 

亮点

寻找太空生命。

美国国家航空航天局 (NASA) 宣布在太阳系中的下一个探测目标:被称为“泰坦”的土卫六。为了进一步寻找生命的化学组成部分,“蜻蜓号” (Dragonfly) 航天器将多次飞往冰冻的土星卫星采集样本。“蜻蜓号”航天器将在2026年起飞,预计于2034年抵达土卫六。 

白皮书

火星2020:从COTS到探测车驱动装置。

英文版白皮书《火星2020 maxon商用电机研发——从商业现货到飞行认证电机、齿轮箱和制动器:克服疑难杂症与所学教训》 (Mars 2020 maxon Commercial Motor Development from Commercial-Off-the-Shelf to Flight-Qualified Motors, Gearboxes, and Detent Brakes: Overcoming Issues and Lessons Learned) 作为NASA第45届航天机构会议的一部分,与JPL实验室合作编著出版,其中总结了火星探测车“毅力号” (Perseverance) 的驱动装置研发成果。 

它作为NASA第45届航天机构会议的一部分以英语出版。 

常见问题

  • 适用于太空环境的驱动装置组件与工业标准组件有何差异?

    针对太空应用进行调整的驱动装置组件设计已应用于多个太空项目中,因此也已通过太空应用检验。所有航空航天目录产品都已在合格鉴定项目中通过太空环境级别的测试检验。在工程设计方面,航空航天目录产品会根据常用的航空航天技术规格进行调整,并且会进一步加强加固。

  • maxon的工业驱动装置是否也适用于航天应用?

    我们的工业驱动装置并未采用航天标准进行测试,并且调整程度有限。我们建议只将工业标准产品用作在地面使用的原型产品。这些工业电机的电气参数与适用于太空应用的驱动系统类似。请注意,我们并不额外为用于太空的工业驱动装置提供特别支持。

  • maxon是否也为新的航天应用提供必要的文档资料?

    是的。maxon SpaceLab的所有产品都有额外的文档资料套件。

  • maxon是否有合格的航天控制器?

    至今还没有。但maxon SpaceLab目前与提供这项产品的合作伙伴合作。如果需要更多信息,欢迎您与我们联系。

联系方式

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我们的SpaceLab工程师竭诚为您服务。