一种微重力环境模拟驱动机构制造技术

本发明专利技术涉及空间地面模拟平衡重力技术领域，特别涉及一种微重力环境模拟驱动机构。包括气浮平台、气浮支撑机构及目标星模拟器，其中气浮支撑机构设置于气浮平台上；气浮支撑机构包括底座架体、气足、驱动轮组件、制动吸盘组件、支撑架体及多个框架配重块，其中气足、驱动轮组件及制动吸盘组件设置于底座架体的底部，支撑架体设置于底座架体上，目标星模拟器设置于支撑架体上；多个框架配重块分布于底座架体和目标星模拟器上，用于底座架体和目标星模拟器的整体平衡。本发明专利技术能模拟外太空的无重力环境的卫星平面移动，消除在地面进行相关实验时卫星与地面的摩擦力的干扰，同时，方便卫星利用驱动轮在光滑的地面上进行移动。用驱动轮在光滑的地面上进行移动。用驱动轮在光滑的地面上进行移动。

【技术实现步骤摘要】
一种微重力环境模拟驱动机构


[0001]本专利技术涉及空间地面模拟平衡重力
，特别涉及一种微重力环境模拟驱动机构。

技术介绍

[0002]目前，模拟失重的方法用三种。一是利用落井、落塔做自由落体运动，或用飞机做抛物线飞行，获得短暂的无重力环境。二是利用失重水槽，利用水的浮力来抵消重力。三是悬吊法，通过绳索机构及滑轮组并利用配重来抵消飞行器自身的重力。但是第一种方法仅能模拟短时间的失重，一般不超过30s。第二种方法需要建造大型水池，而且水下环境对实验有很大的限制，例如卫星不防水，实验人员工作不便等。第三种方法中支撑绳索的桁架机构复杂，占地面积大，绳索随动机构一般采用机械轴承支撑，运动摩擦大，严重影响实验精度，柔性索在随动过程中，其之后运动和柔性抖动等耦合影响因素均对平衡重力带来不利影响。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种微重力环境模拟驱动机构，该系统能模拟外太空的无重力环境的卫星平面移动，消除在地面进行相关实验时卫星与地面的摩擦力的干扰，同时，方便卫星利用驱动轮在光滑的地面上进行移动。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种微重力环境模拟驱动机构，包括气浮平台、气浮支撑机构及目标星模拟器，其中气浮支撑机构设置于气浮平台上；所述气浮支撑机构包括底座架体、气足、驱动轮组件、制动吸盘组件、支撑架体及多个框架配重块，其中气足、驱动轮组件及制动吸盘组件设置于底座架体的底部，所述支撑架体设置于底座架体上，所述目标星模拟器设置于支撑架体上；多个框架配重块分布于底座架体和目标星模拟器上，用于底座架体和目标星模拟器的整体平衡。
[0006]所述驱动轮组件为两组，且呈对角设置；两组所述驱动轮组件之间的间距中心与所述目标星模拟器的质心重合。
[0007]所述驱动轮组件包括驱动轮、驱动轮固定盘、驱动轮导向柱、驱动轮缓冲弹簧及连接板，其中连接板与所述底座架体连接；所述驱动轮设置于驱动轮固定盘的底部；所述驱动轮导向柱设置于驱动轮固定盘的顶部，且与所述连接板滑动连接，所述驱动轮缓冲弹簧套设于所述驱动轮导向柱上，且下端与所述连接板抵接。
[0008]所述气足通过螺杆与所述底座架体连接，且依次通过气足螺杆螺母、气足丝母及气足调整螺母锁紧。
[0009]所述制动吸盘组件包括制动吸盘、制动吸盘升降轴、制动缓冲弹簧、制动气缸安装板、制动气缸及制动座，其中制动气缸安装板与所述底座架体连接，所述制动气缸设置于制动气缸安装板上，且输出端与制动座连接；所述制动座上设有多个制动吸盘升降轴，各所述
制动吸盘升降轴的下端连接有制动吸盘；所述制动缓冲弹簧套设于所述制动吸盘升降轴上，且两端分别与所述制动吸盘和所述制动座抵接。
[0010]所述底座架体的顶部设有蜂窝板底座及设置于蜂窝板底座上的蜂窝板，所述支撑架体的下端与所述蜂窝板连接；所述蜂窝板上设有配电箱；
[0011]所述底座架体的顶部两侧末端设有所述框架配重块，所述框架配重块通过顶部配重安装架固定。
[0012]所述底座架体的底部沿周向设有多个光学测距传感器，多个光学测距传感器设置于所述驱动轮组件的外侧；所述光学测距传感器用于确定所述目标星模拟器在所述气浮平台上的坐标位置。
[0013]所述目标星模拟器包括由多个包络板组成的多边形主体框架及设置于该多边形主体框架上的摄像头、适配器模块、UPS、对接环及喷管安装架，其中对接环与喷管安装架同轴安装在所述多边形主体框架的外侧和内侧。
[0014]所述框架配重块分布于所述目标星模拟器的上、下部及底端前后侧，其中底端前后侧的所述框架配重块用于调节所述目标星模拟器的前、后质心位置；上下位置的所述框架配重块用来调节所述目标星模拟器的上下质心位置。
[0015]所述目标星模拟器上沿左右方向设有两个二次调节配重块，二次调节配重块通过配重连接绳连接，所述配重连接绳经过设置于所述目标星模拟器设有的两个平衡滑轮，所述二次调节配重块用于调整所述目标星模拟器运动时的质心。
[0016]本专利技术的优点与积极效果为：
[0017]1.本专利技术的十三只气足可以用来平衡三自由度目标星模拟器的重力，消除重力对实验的影响。
[0018]2.本专利技术的两个驱动轮可以满足三自由度目标星模拟器在二维气浮平台上进行无摩擦的移动。
[0019]3.本专利技术的制动吸盘可以使三自由度目标星模拟器进行制动操作，满足实验的初始位置需求和使目标星模拟器停止运动需求。
[0020]4.本专利技术的气浮平台满足三自由度目标星模拟器的移动，可以消除摩擦力对实验的影响
[0021]5.本专利技术中三自由度目标星模拟器与真实的目标星有相似的质量和惯量，可以进行关于三自由度目标星的动力学和运动学实验。
[0022]6.本专利技术的激光测距传感器可以实时标定三自由度目标星模拟器在气浮平台的坐标位置，便于规划三自由度目标星模拟器的运动轨迹。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种微重力环境模拟驱动机构的结构示意图；
[0024]图2为图1的左视图；
[0025]图3为图1的仰视图；
[0026]图4为本专利技术中气足的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术中驱动轮的结构示意图；
[0028]图6为图5的左视图；
[0029]图7为本专利技术中制动吸盘组的结构示意图；
[0030]图8为图7的仰视图。
[0031]其中：1.框架配重块，2.底座架体，3.气足，4.配重安装板，5.电池，6.光学测距传感器，7.驱动轮，8.补加机构安装块，9.摄像头，10.制动吸盘，11.驱动轮固定盘，12.适配器模块，13.UPS，14.配电箱，15.底座压板，16.制动吸盘升降轴，17.制动缓冲弹簧，18.气足调整螺母，19.喷管安装座，20.测距连接支架，21.蜂窝板底座，22.蜂窝板，24.对接环，25.连接杆，26.平衡滑轮，27.顶部配重安装架，28.机构转接架，29.喷管安装架，30.气足丝母，31.气足螺杆螺母，32.驱动轮导向柱，33.驱动轮缓冲弹簧，34.制动气缸安装板，35.制动座，36.支撑架体，37.目标星模拟器，38为气浮平台，39为连接板，40为支撑架顶部配重安装架。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。
[0033]如图1
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3所示，本专利技术提供的一种微重力环境模拟驱动机构，包括气浮平台38、气浮支撑机构及目标星模拟器37，其中气浮支撑机构设置于气浮平台38上；气浮支撑机构包括底座架体2、气足3、驱动轮组件、制动吸盘组件、支撑架体36及多个框架配重块1，其中气足3、驱动轮组件及制动吸盘组件设置于底座架体2的底部，支撑架体36设置于底座架体2上，目标星模拟器37设置于支撑架体36上；多个框架配重块1分布于底座架体2和目标星模拟器37上，用于底座架体2和目标星模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微重力环境模拟驱动机构，其特征在于，包括气浮平台(38)、气浮支撑机构及目标星模拟器(37)，其中气浮支撑机构设置于气浮平台(38)上；所述气浮支撑机构包括底座架体(2)、气足(3)、驱动轮组件、制动吸盘组件、支撑架体(36)及多个框架配重块(1)，其中气足(3)、驱动轮组件及制动吸盘组件设置于底座架体(2)的底部，所述支撑架体(36)设置于底座架体(2)上，所述目标星模拟器(37)设置于支撑架体(36)上；多个框架配重块(1)分布于底座架体(2)和目标星模拟器(37)上，用于底座架体(2)和目标星模拟器(37)的整体平衡。2.根据权利要求1所述的微重力环境模拟驱动机构，其特征在于，所述驱动轮组件为两组，且呈对角设置；两组所述驱动轮组件之间的间距中心与所述目标星模拟器(37)的质心重合。3.根据权利要求2所述的微重力环境模拟驱动机构，其特征在于，所述驱动轮组件包括驱动轮(7)、驱动轮固定盘(11)、驱动轮导向柱(32)、驱动轮缓冲弹簧(33)及连接板(39)，其中连接板(39)与所述底座架体(2)连接；所述驱动轮(7)设置于驱动轮固定盘(11)的底部；所述驱动轮导向柱(32)设置于驱动轮固定盘(11)的顶部，且与所述连接板(39)滑动连接，所述驱动轮缓冲弹簧(33)套设于所述驱动轮导向柱(32)上，且下端与所述连接板(39)抵接。4.根据权利要求1所述的微重力环境模拟驱动机构，其特征在于，所述气足(3)通过螺杆与所述底座架体(2)连接，且依次通过气足螺杆螺母(31)、气足丝母(30)及气足调整螺母(18)锁紧。5.根据权利要求1所述的微重力环境模拟驱动机构，其特征在于，所述制动吸盘组件包括制动吸盘(10)、制动吸盘升降轴(16)、制动缓冲弹簧(17)、制动气缸安装板(34)、制动气缸及制动座(35)，其中制动气缸安装板(34)与所述底座架体(2)连接，所述制动气缸设置于制动气缸安装板(34)上，且输出端与制动座(35)连接；所述制动座(35)上设有多个制动吸盘升降轴(16)，各所述制...

【专利技术属性】
技术研发人员：位亚强，徐志刚，孙银金，贺云，刘勇，白鑫林，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：